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卫星通信抗干扰技术及其发展趋势探析

2019-02-13党大鹏

数字通信世界 2019年6期
关键词:限幅卫星通信链路

党大鹏

(91550部队,大连 116023)

1 卫星通信可能遭受的干扰

卫星通信中,干扰卫星、机载干扰、航载移动、车载、固定式干扰机等可对上行链路造成干扰,而伞挂式、机载式、干扰卫星、飞航式干扰机等可干扰下行链路。一旦下行链路受到干扰,尽管在距离、功率上仍有超出卫星转发器干扰源的优势,然而在信号辐射与覆盖面积上却有一定的限制产生。

无线通信系统中,以干扰类型为根据的分类方法有很多。以形成方式为根据可划分为压制式、搅拌式干扰;以发射控制为根据可划分为人工、自动干扰;以频谱形式为根据可划分为扫频式、部分频带、阻塞式干扰;以引导方式为根据可划分为连续搜索、重点搜索、定频守候、扩频跟踪、调频跟踪和转发式干扰。而在不断发展的科学技术背景下,国外有源抗干扰技术已经拥有了上百千瓦的干扰频率,且峰值功率可超出106W级,所生成的干扰形式丰富多样。

2 卫星通信中的抗干扰技术

(1)天线抗干扰

卫星通信系统由于涉及地域偏大、分布范围较广的缘故,干扰产生几率十分大,需将卫星通信的覆盖尽量优化,提高灵活性,以便将其他因素的干扰最大限度弱化[1]。现下,将自适应调零技术和智能天线技术融合后形成的天线抗干扰是一种常见的抗干扰技术,系统运行期间在大型、多波束卫星接收天线的运用下,朝着指定范围照射,倘若该过程中有干扰信号出现就会将波束自动关闭,自行选择可完成通信的安全路径,以此将抗干扰目标达成。智能天线能以信道环境为根据对天线图方向自动调整,促使天线得以始终保持最佳性能。

(2)自适应编码调制技术

该技术拥有通信自适应特点,在通信传输中应用,可总体评估信道环境,借助回传信道朝着发送端传输信道实际情况,随后以实际情况为根据确定编码、调制方式。一般情况下,倘若信噪比偏低,要想完成通信需应用较低信息速率;反之需应用较高信号速率,以便为信道利用率协调于速率提供保障。如此一来即可实现系统运行效果的显著提升,为信道传输提供可靠性保障。对比分析而言,自适应编码调制技术可实现功率增益的提升,将系统回路延时等不足打破。因此,为了使系统性能更佳,需结合实际情况合理选择编码调制方案,以使卫星通信系统的运行得以更稳定。

(3)无线光通信技术

该技术是在大气传输媒介的运用下传输光信号,倘若信号传输终端的路径无遮挡,且光发射率充足,在该项技术的运用下即可为卫星通信提供保障,将其所受到的干扰消除。传输机械设备FS0具有物理特性,叠加至任何传输协议上,可透明传输图像、数据和音频等内容[2]。无线光通信系统的构成皆为信道、发射机和接收机三要素,点对点传输过程中,会在各终端进行发射与接收两个点的设置,以此推动全双工通信目标的实现。一般情况下,FSO的传输是以红外线为主,通信系统可维持不低于300GHz的工作频段,能将来自于外部因素的影响、限制避免。而FSP协议透明,隐私性、安全性极高,电波彼此并不会造成干扰。国外发达国家目前已逐渐提高了对光通信技术的重视程度,并将大量时间、精力投入到研究工作中,研究出了效果十分优异的激光空间链路技术,同时也在逐渐朝着长波长、大容量趋势发展。

(4)限幅技术

限幅技术在抗干扰方面有着极为广泛的应用,能将功率放大器受到的上行干扰有效避免。系统所处状态较为理想时,要求限幅器具备特定限幅特点,通过高功率信号的输入,可实现信号的减弱;而当信号所处状态为低功率时,就会有十分微小的插入损耗产生。通信限幅的构成主要包含硬、软限幅两部分,前者在非线性状态下通过大信号的应用施压给小信号,一旦有连续波干扰出现,那么就会显露出更为突出的压缩比。而碳化硅材料相对于传统硅材料而言,在电子饱和飘逸速度、热导性能方面具有更显著的优势,当其应用之后,能使相关器件具有更显著的抗辐射效果。线性区域、限幅区是其工作的主要分布区域,压缩比和干信比等要素间有着十分密切的关系,当限幅时因非线性因素影响缘故,强信号的产生率极高,可对小信号进行抑制,其最大值可实现6dB,远强于原本4dB的性能。

3 卫星通信抗干扰技术的发展趋势

卫星通信抗干扰技术研究任务耗时极长且十分艰难,具体研究期间需对下述问题予以高度关注:新的卫星通信抗干扰技术深入研究下,需进行更多的全新、科学通信体制的探索,并以此为基础设计具有最低限度保障、更强预测能力的卫星通信系统。此类卫星通信系统不但对信号处理技术有所需求,还能实现卫星上各类抗干扰技术的综合使用,以便对各类型的干扰进行抵抗,同时也对业务支持种类、组网能力等提出了更高灵活性的要求。而对于卫星通信系统研究的强化而言,可入手于下述方面:其一,强化混合及自适应扩频技术的研究工作。如在与混沌和密码序列设计相关理论相结合的基础上对具有更好性能的跳扩频码进行探索;其二,深入研究智能天线技术。智能天线技术是以设计天线反射面的形状为主,以理想波束的获取作为目标,不断深入研究微带天线;其三,以卫星信道特征为根据,探索信号调整的最佳方式,深入研究多制式、多数据率的调制解调器。

4 结束语

卫星通信系统目前拥有相对丰富的抗干扰技术类型,无线和限幅等技术能在一定程度上保障卫星通信系统。然而,对技术实践应用效果展开深入探究得知,各项技术都有些许不足存在,仍需再次优化。对此,技术人员在研究卫星通信技术时,应以抗干扰、卫星信道特征等作为侧重,在将各项技术抗干扰操作能力提升之后,促使卫星通信系统得以在各领域中发挥更为显著的作用。

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