淺談衛(wèi)星通信抗干擾技術(shù)

劉軍軍

摘 要：隨著全球信息化進(jìn)程的加快，人們對信息的需求呈多樣化、復(fù)雜化趨勢，通信已然進(jìn)入了高速、寬帶、大容量、多業(yè)務(wù)、可移動及個性化的時代。然而近年來，在衛(wèi)星通信技術(shù)迅猛發(fā)展的趨勢下，尤其是在導(dǎo)航定位、信息廣播、全球電話業(yè)務(wù)、氣象資料及環(huán)境資源勘測研究等方方面面的應(yīng)用尤為廣泛，并且越受人們的關(guān)注。但是，在現(xiàn)階段的應(yīng)用過程中，衛(wèi)星通信技術(shù)的抗干擾能力還相對比較弱，使得衛(wèi)星通信的優(yōu)勢無法得到全面發(fā)揮。

關(guān)鍵詞：衛(wèi)星通信;抗干擾技術(shù);發(fā)展前景

衛(wèi)星通信主要是借助衛(wèi)星的中繼轉(zhuǎn)發(fā)功能把每一個地球站發(fā)出的信號以微波的形式大范圍的傳送出去。衛(wèi)星通信具有相當(dāng)廣的信號的覆蓋范圍，相對短波通信而言，其帶寬內(nèi)的通信容量也相對較大;由于信號在電磁波的傳輸過程中損耗比較小，所以通信的效果也比較好;正是因為衛(wèi)星通信技術(shù)在大多數(shù)情況下不受地理因素的影響，可以實現(xiàn)快速靈活地進(jìn)行組網(wǎng)通信，有助于達(dá)到全球無縫鏈接的目的，對于現(xiàn)今的通信系統(tǒng)具有尤為深遠(yuǎn)的意義。目前，即使衛(wèi)星通信技術(shù)在移動通信及電視廣播等方面得到了普遍使用，但是衛(wèi)星通信信號仍然面臨多種干擾因素，最終導(dǎo)致信號的傳送效率大大降低，最為嚴(yán)重的是出現(xiàn)信號的中斷，所以我們非常有必要對衛(wèi)星通信抗干擾技術(shù)進(jìn)行探究的。

1 衛(wèi)星通信干擾的主要因素

1.1 電磁因素

近年來，隨著科學(xué)技術(shù)快速發(fā)展，各種各樣的電子產(chǎn)品所發(fā)出的電磁輻射時時刻刻充斥著整個自由空間，對衛(wèi)星通信信號在傳輸過程中受到不同程度的干擾，比如大功率的雷達(dá)系統(tǒng)、微波通信系統(tǒng)及科研醫(yī)療儀器產(chǎn)生的電磁干擾，工業(yè)機械的電噪音等等。

1.2 天電因素

自然環(huán)境中存在的各種電磁波是造成天電干擾的主要因素，其中包括電離層閃爍、流星雨、核爆炸、太空星體碰撞以及太陽活動等等自然現(xiàn)象造成的能量輻射。

1.3 人為因素

在現(xiàn)如今的衛(wèi)星通信中，廣泛使用透明轉(zhuǎn)發(fā)器，目的就是先對信號進(jìn)行變頻，之后再進(jìn)行轉(zhuǎn)發(fā)，當(dāng)人為采用大功率上行信號對此加以干擾的時候，會導(dǎo)致正在傳輸?shù)男盘柺艿綁嚎s，很大程度上減小信號的輸出功率，從而致使信號的正常傳輸無法進(jìn)行。

2 衛(wèi)星通信常用的抗干擾技術(shù)

2.1 天線抗干擾技術(shù)

目前，天線抗干擾技術(shù)使用相當(dāng)廣泛，由于我國衛(wèi)星的通信覆蓋面積比較大，在信號傳輸?shù)倪^程中非常容易被敵方或其他的一些干擾源所干擾，導(dǎo)致通信質(zhì)量不佳甚至通信中斷。然而，天線抗干擾技術(shù)是一種對衛(wèi)星的通信覆蓋面積進(jìn)行有效改進(jìn)和調(diào)整，從而在最大程度上保證衛(wèi)星在進(jìn)行信號傳輸時不受到干擾。在這樣情形下，就算衛(wèi)星信號傳輸受到某些干擾源的干擾，也不影響衛(wèi)星信號接收效果，以此保證有效的衛(wèi)星通信。現(xiàn)如今，天線抗干擾技術(shù)主要包含了多波束天線技術(shù)、智能天線技術(shù)和自適應(yīng)調(diào)零天線技術(shù)等。智能天線技術(shù)就是在衛(wèi)星信號的接收處加設(shè)一種特殊性能的天線，從而不僅可以抑制各種相關(guān)干擾因素，還可以有效地控制和調(diào)整天線列陣中的信號與其具體傳輸方向，通過控制天線對多個波束以及零點的改進(jìn)以保證衛(wèi)星具備良好的抗干擾性能。多波束天線技術(shù)是指有效的控制衛(wèi)星的發(fā)射天線，實現(xiàn)多方向調(diào)節(jié)天線的目的，同時合理地調(diào)整衛(wèi)星天線的波束，以此保證衛(wèi)星具有較強的抗干擾能力。自適應(yīng)調(diào)零天線是有效的控制和改進(jìn)天線的陣元，從而降低信息的干擾。

2.2 擴(kuò)展頻譜抗干擾技術(shù)

在衛(wèi)星通信的抗干擾技術(shù)當(dāng)中，普遍的使用擴(kuò)展頻譜抗干擾技，這種抗干擾技術(shù)大體上分為直接序列擴(kuò)頻技術(shù)和跳頻技術(shù)。直接序列擴(kuò)頻技術(shù)簡稱DS技術(shù)，在發(fā)射衛(wèi)星信號時通過高速擴(kuò)頻序列擴(kuò)展信號的頻譜，在接收衛(wèi)星信號時用同一種擴(kuò)頻序列對信號進(jìn)行解擴(kuò)，以此還原原始信號，從而減小衛(wèi)星通信中受到的干擾。由于DS技術(shù)具有高安全性高抗干擾性的，所以大大提高了衛(wèi)星的抗干擾效能。跳頻技術(shù)簡稱FH技術(shù)，是指收發(fā)雙方傳輸信號的高頻載波的頻率按照事先預(yù)定規(guī)律進(jìn)行隨機跳變，保證衛(wèi)星通信較強的抗干擾性能。

2.3 編碼調(diào)制抗干擾技術(shù)

由于各種不同因素極易影響衛(wèi)星通信，從而使衛(wèi)星通信過程中數(shù)據(jù)常常出現(xiàn)異常，所以我們可以采用編碼調(diào)制抗干擾技術(shù)對相關(guān)的通信數(shù)據(jù)進(jìn)行良好的調(diào)整。編碼調(diào)制抗干擾技術(shù)是采用級聯(lián)編碼方案以此來降低信號受到干擾的程度。

2.4 星上處理抗干擾技術(shù)

在進(jìn)行衛(wèi)星通信時透明轉(zhuǎn)發(fā)器非常容易受到干擾，假設(shè)敵方特意針對透明轉(zhuǎn)發(fā)器進(jìn)行干擾，就在很大程度上導(dǎo)致通信質(zhì)量遭受重大損失，然而我們采用星上處理抗干擾技術(shù)可以在很大程度上降低透明轉(zhuǎn)發(fā)器受到的干擾，同時對衛(wèi)星的上、下行鏈路實施控制降低透明轉(zhuǎn)發(fā)器受到的干擾程度。

2.5 限幅與線性化抗干擾技術(shù)

限幅技術(shù)是在星上處理技術(shù)基礎(chǔ)上研發(fā)出來的，可以有效降低干擾信號對透明轉(zhuǎn)發(fā)器的影響。限幅技術(shù)使用時主要分為軟、硬兩類，限幅區(qū)與線性區(qū)基本應(yīng)用軟限幅轉(zhuǎn)發(fā)器，可以壓縮較大的信號。硬限幅轉(zhuǎn)發(fā)器工作在非線性的工作狀態(tài)，能夠壓縮較大的信號，在運行過程中不可避免會受到干擾。

3 衛(wèi)星通信抗干擾技術(shù)的發(fā)展方向

創(chuàng)新衛(wèi)星通信的相關(guān)抗干擾技術(shù)，可以使衛(wèi)星通信在工作過程中更加安全穩(wěn)定?，F(xiàn)階段，越來越多干擾因素影響衛(wèi)星通信，我們大力度研究衛(wèi)星通信的抗干擾技術(shù)，正確應(yīng)用各種抗干擾技術(shù)，并且充分的融合各種衛(wèi)星通信抗干擾技術(shù)，逐步建立一個安全性高的網(wǎng)絡(luò)化的衛(wèi)星抗干擾體系，從而不斷改善衛(wèi)星通信的質(zhì)量，以此加快衛(wèi)星通信事業(yè)的穩(wěn)步發(fā)展，滿足信息時代發(fā)展的迫切需求。