Устройство формирования узкополосной шумовой помехи

Предлагаемое устройство формирования узкополосной шумовой помехи относится к области радиопротиводействия и предназначено для использования в станциях активных помех ретрансляционного типа.
Известны устройства формирования шумовых помех, используемые для подавления канала скорости РЖ с непрерывным и квазинепрерывным излучением. Из известных устройств наиболее близким по технической сущности является устройство формирования узкополосной шумовой помехи, описанное в "Пояснительной записке технического проекта "Герань-IVД". Оно содержит последовательно соединенные генератор низкочастотного нормального шума, пороговое устройство и усилитель-модулятор, выход которого подключен к управляющему электроду электронного фазовращателя. Выход фазовращателя является выходом устройства-прототипа.
Устройство работает следующим образом. С выхода генератора низкочастотный нормальный шум поступает на пороговое устройство, где преобразуется в импульсы случайной длительности со средней скважностью  Полученные импульсы усиливаются усилителем-модулятором и подаются на управляющий электрод электронного фазовращателя. В результате высокочастотный сигнал, поступающий на вход фазовращателя, манипулируется по фазе и преобразуется на выходе устройства в узкополосную шумовую помеху.
Существенным недостатком прототипа является достаточно сильная зависимость качества помехи от частоты входного сигнала в диапазоне рабочих частот.
Поясним это на примере.
0
∑
Качество шумовой помехи ретрансляционного типа может оцениваться величиной отношения мощности составляющих спектра на несущей частот Р к суммарной мощности помехи Р. Для прототипа величина этого отношения определяется выражением (см. Б.Д. Сергиевский, Л.Г. Оганесьянц "Спектры колебаний, модулированных по фазе флуктуациями", Радиотехника и электроника", том XI, вып. 5, 1966)
где  - девиация фазы помехи.
0
Как видно из выражения (I), при девиации фазы  величина P равна нулю.
Девиация фазы определяется амплитудной модулирующего напряжения и крутизной фазовой характеристики электронного фазовращателя, в качестве которого используется ЛБВ. Поскольку крутизна фазовой характеристики ЛБВ находится в линейной зависимости от частоты (см. Е.М. Верещагин "Модуляция в генераторах СВЧ", изд-во "Сов. радио", 1972 г.), то при постоянной амплитуде модулирующего напряжения индекс модуляции в зависимости от частоты сигнала может сильно отличаться от своего оптимального значения для данной частоты.
Современные электронные фазовращатели имеют достаточно широкий диапазон рабочих частот, например: для ЛБВ типа УВФ-4 отношение полосы рабочих частот к средней чистоте диапазона k=0,4. Если выбрать амплитуду модулирующего напряжения из условия получения оптимального индекса фазовой модуляции на средней частоте рабочего диапазона, то на его краях (при отклонении на ±20% от средней частоты) качество помехи будет существенно ухудшаться.
В частности, как следует из выражения (I), для прототипа на краях диапазона величина отношения:
Предлагаемое устройство имеет своей основной целью уменьшить зависимость качества шумовой помехи ретрансляционного типа от частоты входного сигнала в широком диапазоне рабочих частот.
Блок-схема предлагаемого устройства изображена на рис.1.
Устройство содержит:
- генератор низкочастотного нормального шума 1;
- пороговое устройство 2;
- инвертор 3;
- дополнительное пороговое устройство 4;
- схему отрицания 5;
- сумматор 6;
- усилитель-модулятор 7;
- электронный фазовращатель 8.
Устройство работает следующим образом. Сигнал с генератора шума 1 (фиг. 2а) непосредственно, через пороговое устройство 2 и через последовательно соединенные инвертор 3 (фиг. 2б), дополнительное пороговое устройство 4 и схему отрицания 5 поступает на сумматор 6.
0
0
Пороговое устройство 2 и дополнительное пороговое устройство 4 имеют порог, равный И, и работают так, что напряжение на их выходах равно 2И до тех пор, пока входной сигнал не превышает порогового уровня, и равно нулю, когда сигнал превышает пороговый уровень (фиг. 2в, г). Величина порога в обоих пороговых устройствах выбирается равной среднеквадратическому значению напряжения входного процесса
0
Выходной сигнал схемы отрицания 5 иллюстрируется диаграммой на фиг. 2д, а выходной сигнал сумматора 6 диаграммой на фиг. 2е. Как видно из последней диаграммы, амплитуда случайного процесса находится в пределах 2И.
С выхода сумматора случайный сигнал через усилитель-модулятор 7 подается на управляющий электрод электронного фазовращателя 8. В результате высокочастотный сигнал, поступающий на вход фазовращателя, модулируется по фазе сформированным случайным процессом и преобразуется на выходе устройства в узкополосную шумовую помеху.
Качество шумовой помехи, сформированной посредством предлагаемого устройства, определяется выражением:
Номинальное значение девиации фазы помехи  на средней частоте рабочего диапазона может быть определено по формуле:
В частности, при k = 0,4 получаем
При таком выборе индекса модуляции качество помехи на средней частоте диапазона составляет -28,5 дБ. На краях частотного диапазона в этом случае  что на 4,7 дБ лучше, чем в прототипе.
Таким образом, предлагаемое устройство обеспечивает более высокое качество шумовой помехи в широком диапазоне рабочих частот, чем ранее известное устройство.