201845. lajstromszámú szabadalom • Eljárás és kapcsolási elrendezés zajos környezet hatásának kiküszöbölésére rádióállomások felderítése során
HU 201845 B A találmány tárgya eljárás és kapcsolási elrendezés zajos környezet hatásának kiküszöbölésére rádióállomások felderítése során, amely előnyösen alkalmas rádióadások kiértékelésére. Ismeretesek olyan megoldások rádióadások során a zajviszonyokhoz képest történő megfelelő rádióadás vételére, amely megoldásoknál az érzékenységet kézi úton szabályozzák. Ennek lényege, hogy az adott frekvenciatartomány legzajosabb részét figyelve csökkentik az erősítést mindaddig, amíg a zaj egy elfogadható érték alá nem csökken. Zajos csatornán történő jeltovábbítással foglalkozik például dr. Ferenczy Pál: Hírközléselmélet c. kézirata (Tankönyvkiadó, Budapest, 1973) az 5. fejezetben. Az ismert megoldás igen nagy hátránya az, hogy ezáltal a megfelelő frekvenciasáv nagy részén indokolatlan erősítésveszteség jön létre. Ismeretesek továbbá automatikus szabályozáson alapuló megoldások is. Ezek az érzékenységet analóg módon szabályozzák, amelyek nagymértékben csökkentik a sztochasztikus zaj zavaró hatását, de egyben csökkentik a kisszintű hasznos jelek detektálásának valószínűségét is. A találmány célja olyan megoldás létrehozása, amely lehetővé teszi rádióadások kiértékelése során a mindenkori frekvenciatartomány zajviszonyaihoz képest optimális érzékenységi szint megválasztását. Kísérleteink során rájöttünk arra, hogy kisszintű — a zaj nagyságával összemérhető—jelek felismerése és megkülönböztetése a sztochasztikus zajtól igen nehéz problémát jelent és erre vonatkozóan csak a csatorna jelének többszöri megfigyelése alapján lehet érdemi döntést hozni. Rövididejű mintavétel esetén ugyanis a hírközlő csatornában a zaj állandóan változó pillanatértékét lehet észlelni. Ugyanakkor a vevőkészülék — az antennát is beleértve — a vizsgált sávban változó erősítést mutat mind az aktív, mind a passzív elemek frekvenciafüggése következtében, tekintettel az ismert szélessávú panorámavevők nagy frekvenciaátfogására. Mint ismeretes, egy adott frekvenciasávban lévő hasznos jelek mellett zajok is találhatók. Az eddig ismert megoldások segítségével ezeket a zajokat úgy zárják ki a további jelfeldolgozásból, hogy közben a hasznos jel amplitúdója is lecsökken. Felismertük, hogy a rádióadásokból származó, adókról jövő hasznos jelek az ismert demoduláció után szélesebb jelként jelentkeznek, mint a zajok, amelyek keskeny impulzusokként jelennek meg. Rájöttünk arra, hogy a hasznos jelnek zajtól való megkülönböztetésekor az eddigiekkel ellentétben nem a tényleges, mindenkori jelamplitúdót kell vizsgálni, hanem azt, hogy a demodulátor kimenőjele mennyi ideig halad meg egy megfelelő viszonyítási szintet, ílymódon a megoldás viszonylag nagy amplitúdójú zajimpulzusok eliminálására is alkalmas. Találmányunk további felismerése az, hogy a zajszint a szomszédos csatornák között közel egyenletesen oszlik meg, vagyis az egymást követő csatornákban nem változik lényegesen. ílymódon, ha a megfelelő viszonyítási küszöbszintet a megelőző csatornák csak zajt tartalmazó jeleinek átlagánál — célszerűen vaklármát nem okozó — minimális értékkel feljebb határozzuk meg, akkor a hasznos 1 jelek detektálásához ez a szint felhasználható. Ehhez azonban arra van szükség, hogy azokat a csatornákat, amelyekben korábban zaj helyett hasznos jel — tehát rádióadás — volt, megkülönböztessük úgy, hogy ezek a viszonyítási küszöbszint meghatározását ne befolyásolják. A vevőkészülék működése szempontjából kritikus tehát a zaj átlagértéke és a döntési szint közti távolság helyes megválasztása. E távolság növelése ugyanis a biztonságos kiértékelés érdekében erősítésveszteséget okoz, vagyis fennáll a veszély, hogy a kis térerővel jelentkező adókat nem lehet felderíteni. Ezzel szemben az alacsonyra választott döntési szint viszont gyakran vaklármát okoz, vagyis tévesen hasznos jel jelenlétére utal abban az esetben is, ha csak zaj van jelen. A vevőkészülék által vett jel kiértékelésénél ezért a döntési szintet a mindenkori zajszinthez igazodva kell megválasztani. Miután a zajszint egy adott frekvenciasáv különböző szakaszain más és más értékű, a döntési szintnek is folyamatosan kell követni a zajszint változását. Kísérleteink első szakaszában kézenfekvő megoldásnak tűnt, hogy a frekvencia függvényében vezéreljük az ismert panorámavevő erősítését vagy a döntési szintet is. Kísérleteink azonban bebizonyították, hogy ez a megoldás nem szolgáltat optimális eredményt, ugyanis a zajszintet a panorámavevőn kívüli tényezők is befolyásolják, például az alkalmazott antenna(k) állóhullámviszonya, levezető kábelek csillapítása, reflexiója stb. Megoldásunknál ezért a döntési küszöbszintet automatikusan, a mindenkori zajszintnek megfelelően, dinamikusan változtatjuk. Mint már említettük, a zajszint a szomszédos csatornák között közel egyenletesen oszlik meg, vagyis az egymást követő csatornákban nem változik lényegesen. Ezért, ha a döntési küszöbszintet a csatornák csak zajt tartalmazó jeleinek átlagánál, előnyösen egy vaklármát nem okozó minimális értékkel feljebb határozzuk meg, akkor optimális eredmény érhető el. Az átlagképzésnél ügyelni kell arra, hogy a hasznos jelet tartalmazó csatornák ne befolyásolják az átlagképzést. Felismerésünk révén tehát azok a nem kívánt kisszintű zavarok, amelyek csak nehezítik a hasznos jelek — vagyis a rádióállomások — felderítését, nem is kerülnek feldolgozásra. Azok a vett jelek viszont, amelyek meghaladják az általunk meghatározott dinamikus érzékenységi küszöbszintet, továbbra is eredeti amplitúdójukkal vannak jelen, így ezek azonosítása, felderítése egyszerű módon megvalósítható. A találmány tárgya eljárás zajos környezet hatásának kiküszöbölésére rádióállomások felderítése során, amelynél vevőkészülékkel érzékeljük az elektromágneses teret, hagyományos demoduládót hajtunk végre és csatornánként vizsgáljuk a rádióadásra utaló hasznos jel jelenlétét. Az eljárás lényege, hogy a vevőkészülék demodulátorának kimenő jeléből K számú csatornára vonatkozó — ahol K= 1, 2, 3 ... n természetes egész szám — dinamikus zajátlagot, majd ebből dinamikus küszöbszintet állítunk elő. Méljük a K + 1-ik csatornában a feszültségszintet és hasznos jelnek tekintjük a mért feszültségértéket — vagyis rádióadás 2 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 65 2
