ШИРОКОПОЛОСНЫЙ БЛОК ПОДАВЛЕНИЯ ЗЕРКАЛЬНОГО КАНАЛА
BROADBAND UNIT TO SUPPRESS MIRROR CHANNEL

Изобретение относится к радиотехнике и может найти применение при создании высококачественных радиоприемных устройств вещательного и связного назначения с целью подавления зеркального канала.
Известен приемник Вейвера (Weaver) [D.K.Weaver, Jr., "A third method of generation and detection of singlesideband signals," Proc. IRE, pp.1703-1705, June 1956], содержащий блок подавления зеркального канала, состоящий из полосового фильтра синфазного канала, полосового фильтра квадратурного канала, квадратурного гетеродина, сумматора. На первый вход квадратурного гетеродина подается синфазный входной сигнал, прошедший через первый полосовой фильтр, на второй вход квадратурного гетеродина подается квадратурный канал входного сигнала, прошедший через второй полосовой фильтр. Первый и второй выходы квадратурного гетеродина подаются на сумматор. Зеркальные каналы синфазного и квадратурного сигналов взаимно компенсируют друг друга за счет сдвига фаз между сигналами на 90° после прохождения квадратурного гетеродина.
Недостатками этого устройства являются: невозможность согласования квадратурных каналов в широком диапазоне уровней сигнала и коэффициентов усиления; восприимчивость к смещению постоянной составляющей; подавление зеркального канала ограничено из-за несоответствия коэффициентов усиления в зеркальных каналах.
Известен также приемник Хартли (Hartley) с фазовым подавлением зеркального канала [R.Hartley, "Modulation system," U.S. Patent 1666206, Apr. 1928], содержащий блок подавления зеркального канала, который состоит из двух аналоговых фазовращательных звеньев, сумматора и полосового фильтра. На вход первого аналогового фазовращательного звена подается синфазный входной сигнал, а выход этого звена соединен с первым входом сумматора, второй вход которого соединен с выходом второго аналогового фазовращательного звена, осуществляющего дополнительный фазовый сдвиг в 90°, на вход которого подается квадратурный входной сигнал. Выход сумматора соединен со входом полосового фильтра, осуществляющего фильтрацию сигнала. При сложении в сумматоре полученные противофазные напряжения взаимно компенсируются, и сигнал зеркального канала подавляется.
Недостатком этого устройства является узкая и нерегулируемая полоса частот, в пределах которой осуществляется подавление зеркального канала, причем изменение полосы пропускания невозможно без изменения конструкции.
Задачей данного изобретения является расширение полосы пропускания частот, в пределах которой осуществляется подавление зеркального канала до требуемых границ без необходимости внесения изменений в конструкцию при изменении полосы пропускания.
Это достигается тем, что в широкополосный блок подавления зеркального канала, содержащий сумматор, введены решающее устройство и два цифровых ортогональных фильтра с конечной импульсной характеристикой. Синфазный входной сигнал подается на первый вход первого цифрового ортогонального фильтра с конечной импульсной характеристикой, второй вход которого соединен с первым выходом решающего устройства, второй выход которого соединен со вторым входом второго цифрового ортогонального фильтра с конечной импульсной характеристикой, имеющего первый вход для квадратурного входного сигнала, выход которого соединен со вторым входом сумматора, первый вход которого соединен с выходом первого цифрового ортогонального фильтра с конечной импульсной характеристикой, и имеющего выход, с которого снимается сигнал рабочего канала.
Расширение полосы частот до необходимых значений, в пределах которой осуществляется подавление зеркального канала, и ее изменение в режиме работы устройства без изменения конструкции достигается тем, что решающее устройство по заданным полосе пропускания и уровню подавления в полосе затухания рассчитывает коэффициенты комплексной функции, например, Морле, имеющей сдвиг фаз между действительной и мнимой частью 90°, для требуемой полосы частот и передает коэффициенты действительной части - в первый цифровой ортогональный фильтр с конечной импульсной характеристикой, а коэффициенты мнимой части - во второй цифровой ортогональный фильтр с конечной импульсной характеристикой. Если на первый вход первого цифрового ортогонального фильтра с конечной импульсной характеристикой подать синфазный входной сигнал: , где  - частота рабочего канала, а  - частота зеркального канала, а на первый вход второго цифрового ортогонального фильтра с конечной импульсной характеристикой подать синфазный входной сигнал: , то сигнал на выходе первого цифрового ортогонального фильтра с конечной импульсной характеристикой будет выглядеть следующим образом:
Сигнал на выходе второго цифрового ортогонального фильтра с конечной импульсной характеристикой будет выглядеть следующим образом:
Проходящие через фильтры синфазный и квадратурный сигналы сдвигаются друг относительно друга на 90° и для выделения рабочего (зеркального) канала необходимо из сигнала с выхода первого цифрового ортогонального фильтра с конечной импульсной характеристикой вычесть (сложить) сигнал с выхода второго цифрового ортогонального фильтра с конечной импульсной характеристикой. Таким образом, благодаря расширению полосы частот до необходимых значений решающим устройством, достигается расширение полосы частот, в пределах которой осуществляется подавление зеркального канала, и ее изменение в режиме работы устройства без изменения конструкции, по сравнению с прототипом.
На фиг.1 представлена схема широкополосного блока подавления зеркального канала, на фиг.2 приведен алгоритм работы решающего устройства.
Устройство состоит из первого 1 и второго 2 цифровоых ортогональных фильтров с конечной импульсной характеристикой, сумматора 3 и решающего устройства 4. Второй вход первого цифрового ортогонального фильтра 1 соединен с первым выходом решающего устройства 4, второй выход которого соединен со вторым входом второго цифрового ортогонального фильтра 2, выход которого соединен со вторым входом сумматора 3, первый вход которого соединен с выходом первого цифрового ортогонального фильтра 1.
stp
Работа устройства осуществляется следующим образом. На первый вход первого цифрового ортогонального фильтра 1 подается синфазный входной сигнал. На первый вход второго цифрового ортогонального фильтра 2 подается квадратурный входной сигнал. Решающее устройство 4 выполняет расчет импульсной характеристики фильтров 1 и 2 с использованием комплексной вейвлет-функции Морле по заданным полосе пропускания и уровню подавления в полосе задерживания. Использование решающим устройством 4 комплексной вейвлет-функции Морле обеспечивает разность фаз 90° между синфазным и квадратурным сигналами после прохождения через фильтры 1 и 2. В начале работы решающее устройство вычисляет необходимую разрядность n для обеспечения достаточного уровня подавления A в полосе задерживания:
stp
где A - уровень подавления в полосе задерживания.
ф
2
1
По рассчитанной разрядности n и по заданной полосе пропускания Δf и частоте фильтра f происходит расчет границ интегрирования τ-τ для достижения заданной полосы пропускания:
Далее происходит расчет коэффициентов целочисленного дискретного полосового фильтра. Решающее устройство 4 передает коэффициенты действительной части в первый цифровой ортогональный фильтр 1, а коэффициенты мнимой части - во второй цифровой ортогональный фильтр 2. При прохождении через ортогональные фильтры 1 и 2 синфазный и квадратурный сигналы сдвигаются друг относительно друга на 90°. После прохождении через ортогональные фильтры 1 и 2 синфазный и квадратурный сигналы попадают на входы сумматора 3, где зеркальные каналы синфазного и квадратурного сигналов взаимно компенсируют друг друга, т.к. при подаче на первые входы цифровых ортогональных фильтров с конечной импульсной характеристикой они уже сдвинуты по отношению друг к другу на 90°. С выхода сумматора 3 снимается сигнал рабочего канала, с подавленным зеркальным каналом.