衛(wèi)星通信抗干擾技術(shù)及其發(fā)展趨勢

文/郭瀟瀟

衛(wèi)星通信是現(xiàn)代社會(huì)一項(xiàng)必須可少的技術(shù)，尤其是隨著科學(xué)技術(shù)的普及，其更是成為廣大人民群眾日常生活中的一部分。其通過收集位于地球上的各個(gè)通信站的信號(hào)，并依托于微波形式進(jìn)行大范圍傳輸，可以實(shí)現(xiàn)大范圍的信號(hào)覆蓋，且由于其傳送形式的特點(diǎn)，其所使用的頻段通信容量較大、電波傳輸過程中的信號(hào)損失較少，因此，可以保證較高的通信傳輸質(zhì)量；同時(shí)，與傳統(tǒng)的通信技術(shù)相比，衛(wèi)星通信技術(shù)打破了地理?xiàng)l件的限制，其組網(wǎng)便捷迅速，可以實(shí)現(xiàn)全球無縫銜接，這使得其成為當(dāng)前世界范圍內(nèi)通信系統(tǒng)的重要環(huán)節(jié)，廣泛應(yīng)用于移動(dòng)通信、廣播電視、軍事等領(lǐng)域。但在實(shí)際應(yīng)用中，存在著各種干擾因素，這些因素會(huì)直接影響到衛(wèi)星通信的信號(hào)傳輸質(zhì)量，從而降低其通信效果。因此，必須強(qiáng)化衛(wèi)星通信干擾技術(shù)的研究，針對(duì)性地解決各類干擾問題，從而提高衛(wèi)星通信技術(shù)的安全性與可靠性。

1 干擾衛(wèi)星通信效果的主要因素

1.1 通信系統(tǒng)之間的干擾

衛(wèi)星通信系統(tǒng)是一項(xiàng)復(fù)雜的系統(tǒng)工程，其在運(yùn)行的過程中，主要是利用通信轉(zhuǎn)發(fā)器上的通信信號(hào)處理設(shè)備，實(shí)現(xiàn)衛(wèi)星地面站上行及下行衛(wèi)星信號(hào)的傳輸。但在實(shí)踐中，受限于科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，通信衛(wèi)星的頻率資源仍然不夠完善，多數(shù)衛(wèi)星需要使用相同的通信頻率進(jìn)行分別工作，且往往只是依托于不同極化與不同調(diào)制的方式進(jìn)行頻率的反復(fù)使用，如果衛(wèi)星通信頻率復(fù)用、臨近衛(wèi)星隔離度不夠，那么各個(gè)衛(wèi)星系統(tǒng)之間很容易產(chǎn)生互相干擾的狀況。

1.2 生產(chǎn)生活中的電磁干擾

當(dāng)前，隨著信息技術(shù)的普及，大量的電磁設(shè)備遍布人類生活的方方面面，這也使得地球范圍內(nèi)“無時(shí)無刻”不再產(chǎn)生著大量的電磁信號(hào)，這些電磁波束所造成的電磁干擾，對(duì)于衛(wèi)星通信的信號(hào)具有重要影響，其主要影響衛(wèi)星通信系統(tǒng)向地面?zhèn)鬏斝盘?hào)的過程。尤其是一些功率較大的廣播電視臺(tái)信號(hào)、微波通信等情況更是會(huì)造成較大的電磁干擾，同時(shí)，很多大型科研院所及工業(yè)制造業(yè)產(chǎn)生的電噪聲、大型醫(yī)療設(shè)備的電磁波等因操作不當(dāng)而產(chǎn)生的雜波也會(huì)形成較強(qiáng)的電磁干擾。

1.3 自然干擾

自然干擾是干擾衛(wèi)星通信效果的最普遍因素，且這種因素時(shí)不可避免的，由于衛(wèi)星通信本身是基于宇宙環(huán)境而存在的，因此，宇宙范圍內(nèi)星球的碰撞、太陽周期性運(yùn)動(dòng)等正?，F(xiàn)象都會(huì)對(duì)其信號(hào)傳輸造成影響，這就要求不斷強(qiáng)化抗干擾技術(shù)。

1.4 人為干擾

相比于自然干擾因素，影響衛(wèi)星通信質(zhì)量的人為因素往往可以通過科技手段進(jìn)行針對(duì)性的控制。在社會(huì)生活中，有一些不法分子出于逐利的要求，為了獲取違法的經(jīng)濟(jì)效益，往往做出破壞衛(wèi)星通信信號(hào)設(shè)備、對(duì)信號(hào)進(jìn)行改路等，這都為衛(wèi)星通信的安全性埋下了隱患。在未來的發(fā)展研究中，必須充分把握人為因素的各種情況，開發(fā)出能有效控制人為因素的相關(guān)抗干擾技術(shù)。

2 衛(wèi)星通信系統(tǒng)抗干擾技術(shù)的主要類型

影響衛(wèi)星通信信號(hào)傳輸質(zhì)量的因素具有復(fù)雜性，且存在極強(qiáng)的不確定性，為了切實(shí)提高衛(wèi)星通信系統(tǒng)的安全性與可靠性，就必須不斷強(qiáng)化衛(wèi)星通信系統(tǒng)抗干擾技術(shù)的研發(fā)，為衛(wèi)星通信系統(tǒng)的建設(shè)“保駕護(hù)航”。

2.1 天線抗干擾技術(shù)

天線抗干擾技術(shù)時(shí)應(yīng)用最為廣泛的一種抗干擾技術(shù)，此項(xiàng)技術(shù)使衛(wèi)星通信處于相對(duì)穩(wěn)定的合理空間，保證其能實(shí)現(xiàn)理想的信號(hào)狀態(tài)。在天線抗干擾技術(shù)的輔助下，在面對(duì)來自于某一干擾源或多個(gè)干擾源的干擾時(shí)，一般情況下也能保證衛(wèi)星通信信號(hào)接收工作的順利進(jìn)行。當(dāng)前，應(yīng)用于實(shí)踐的天線抗干擾技術(shù)主要分為自適應(yīng)調(diào)零技術(shù)、多波束天線技術(shù)、智能天線技術(shù)等。自適應(yīng)調(diào)零技術(shù)可以有效控制天線的陣元，實(shí)現(xiàn)信息干擾調(diào)零化；多波束天線技術(shù)則主要通過控制衛(wèi)星發(fā)射天線實(shí)現(xiàn)針對(duì)性的波束調(diào)整；智能天線技術(shù)通過在衛(wèi)星信號(hào)入口部位安裝一種特殊的天線，這種天線能夠抵抗干擾因素的影響，并且能夠?qū)μ炀€列陣的信息號(hào)和方向給予控制、調(diào)整，從而實(shí)現(xiàn)對(duì)天線多個(gè)波束和零點(diǎn)的優(yōu)化。

2.2 信號(hào)處理抗干擾技術(shù)

信號(hào)處理抗干擾技術(shù)主要包括擴(kuò)頻和跳頻技術(shù)，其通過調(diào)節(jié)衛(wèi)星通信系統(tǒng)的原有信號(hào)，選取合適長度的直擴(kuò)序列從而將衛(wèi)星信號(hào)所受的干擾分?jǐn)偟捷^寬的通信頻段，并通過接收端的接闊將外來的干擾信號(hào)進(jìn)行排查于去除，從而有效提高衛(wèi)星通信系統(tǒng)的防干擾效能。

2.3 星上處理技術(shù)

透明轉(zhuǎn)發(fā)器是衛(wèi)星通信系統(tǒng)的關(guān)鍵環(huán)節(jié)，也是最容易受到干擾因素影響的薄弱環(huán)節(jié)，如果遭到有針對(duì)性地認(rèn)為干擾，那么將會(huì)造成極其嚴(yán)重且難以挽回的損失。針對(duì)于這一情況，需要有效地采用星上處理技術(shù)，彌補(bǔ)透明轉(zhuǎn)發(fā)器的不足。

3 衛(wèi)星通信抗干擾技術(shù)的發(fā)展趨勢

在未來，隨著衛(wèi)星通信系統(tǒng)的持續(xù)發(fā)展，衛(wèi)星通信抗干擾技術(shù)必然也會(huì)迎來新的發(fā)展力度。衛(wèi)星通信在運(yùn)行中會(huì)受到多種復(fù)雜因素的影響，且這些影響往往是難以避免的，因此，必須加強(qiáng)衛(wèi)星通信抗干擾技術(shù)的革新，才能為衛(wèi)星通信系統(tǒng)的發(fā)展與運(yùn)行提供更加穩(wěn)定的環(huán)節(jié)。在未來的研究中，必須把握如下幾個(gè)方面：

（1）要加強(qiáng)新技術(shù)與新理論的引入，提高衛(wèi)星智能天線開發(fā)利用的效率與功能，重點(diǎn)研究通信天線波瓣控制、微反射弧等方面，保障衛(wèi)星通信信號(hào)的傳輸速度；

（2）積極結(jié)合飛速發(fā)展的新算法與數(shù)字處理設(shè)備，提高衛(wèi)星通信抗干擾技術(shù)中擴(kuò)頻及跳頻技術(shù)的效能，增強(qiáng)衛(wèi)星通信系統(tǒng)在不同工作環(huán)境中的適用性；

（3）加強(qiáng)星上抗干擾調(diào)制器的開發(fā)與利用，增強(qiáng)其抗干擾效能；

（4）利用好無線光通信技術(shù)頻帶寬、速率高、頻譜資源豐富、抗干擾能力強(qiáng)的優(yōu)勢，拓展衛(wèi)星通信系統(tǒng)的頻率資源。

4 結(jié)束語

當(dāng)前，隨著衛(wèi)星通信技術(shù)的蓬勃發(fā)展，人類生活與衛(wèi)星通信技術(shù)的聯(lián)系更加緊密，在實(shí)踐中，為了保障衛(wèi)星通信技術(shù)的效果，必須增強(qiáng)衛(wèi)星通信技術(shù)的抗干擾性能，而由于衛(wèi)星通信工作環(huán)境的復(fù)雜性，其常常需要面臨各種類型的干擾，這都對(duì)其提高使用效果造成了挑戰(zhàn)，因此，加強(qiáng)對(duì)衛(wèi)星通信抗干擾技術(shù)的研究十分必要。