衛星通信中的抗干擾技術(shù)
衛星通信中的抗干擾技術(shù)【1】
【摘要】數字通信作為當今遠程通信的主要手段，是通信的重要組成部分。
衛星通信受環(huán)境和自身因素影響，在應用中會(huì )受到各種干擾技術(shù)影響;尤其是開(kāi)放性系統，通過(guò)透明轉發(fā)器，很容易被惡意干擾。
因此，在實(shí)際工作中，必須深入抗干擾技術(shù)，不斷增強抗毀性和抗干擾能力。
本文結合我國衛星通信中的抗干擾技術(shù)，對衛星通信可能遭受的干擾以及常用的抗干擾技術(shù)進(jìn)行了簡(jiǎn)要的探究和闡述。
【關(guān)鍵詞】衛星通信抗干擾擴頻技術(shù)軍事處理
在軍事應用中，衛星通信由于傳輸質(zhì)量好、覆蓋領(lǐng)域廣、配置快速、建網(wǎng)便利、通信投資和通信距離沒(méi)有太大聯(lián)系、到達點(diǎn)不被地理條件影響等特點(diǎn)，具有良好的實(shí)用價(jià)值。
它不僅解決了大容量、寬頻帶、高速率的處理，在傳輸和交換過(guò)程中，還能為戰時(shí)需求提供抗干擾、保密的通信保障和指揮，具有良好的抗干擾能力。
一、衛星通信可能遭受的干擾
在衛星通信中，上行鏈路可能承受的干擾源主要有：車(chē)載、固定式干擾機、艦載移動(dòng)、機載干擾與干擾衛星等，而機載式、干擾衛星、傘掛式、飛航式干擾機就會(huì )對下行鏈路造成干擾。
當下行鏈路被干擾時(shí)，相對于衛星轉發(fā)器的干擾源，雖然在距離和功率上有很大的優(yōu)勢，但是在信號輻射與覆蓋面積上仍然存在很大局限。
在無(wú)線(xiàn)通信系統中，根據干擾類(lèi)型，有多種分類(lèi)方法。
根據形成方式可以分成攪拌式、壓制式干擾;根據引導方式又可以分成：定頻守候、重點(diǎn)搜索、連續搜索、跳頻跟蹤、擴頻跟蹤與轉發(fā)式干擾;根據頻譜形式又可以分成：阻塞、部分頻帶、掃頻式干擾等;根據發(fā)射控制又可以分成：自動(dòng)和人工干擾等。
隨著(zhù)科學(xué)技術(shù)的快速發(fā)展，國外有源抗干擾技術(shù)已經(jīng)在0.5GHz到20GHz之間，甚至更高，干擾功率已經(jīng)上百千瓦，峰值功率可以在106W級之上，并且還可以生成多種形式的干擾。
二、衛星通信中的抗干擾技術(shù)
1、天線(xiàn)抗干擾技術(shù)
由于衛星通信分布在不同的空間、地域，極容易受到各種因素干擾，所以必須實(shí)現衛星覆蓋的靈活優(yōu)化，讓接收天線(xiàn)能最大限度的接收信號。
天線(xiàn)抗干擾技術(shù)作為衛星通信最常用的措施，主要包括：自適應凋零、多波束與智能天線(xiàn)技術(shù)。
MBA(多波束)天線(xiàn)可以根據戰場(chǎng)變化發(fā)射天線(xiàn)指向，讓波束波及領(lǐng)域隨著(zhù)用戶(hù)變化而變化，也可以恰當選擇衛星天線(xiàn)波束增強系統抗干擾能力。
經(jīng)過(guò)過(guò)年的研究歷程，多波束天線(xiàn)主要有：反射式、透射式與直接輻射MBA。
自適應凋零天線(xiàn)，在敵我雙方頻率、幅度、空間范圍不同的基礎上，通過(guò)自適應加權的方式，優(yōu)化、控制天線(xiàn)陣方向圖;通過(guò)在干擾源產(chǎn)生深度凋零，減少信號干擾，讓凋零深度達到25dB到30dB的范圍。
星載智能天線(xiàn)是在自適應天線(xiàn)的基礎上，在信號入口處控制干擾。
它的基本思想是天線(xiàn)陣能產(chǎn)生多個(gè)子波束覆蓋地面，并且每個(gè)子波束都能自動(dòng)調整零點(diǎn)和指向，讓其始終處于最佳狀態(tài)。
從國外應用現狀來(lái)看，直接輻射相控陣已經(jīng)廣泛應用到衛星天線(xiàn)中，而高頻通道和天線(xiàn)單元數目要比透射式和反射式多，所以透射式和反射式稱(chēng)為了MBA的最佳選擇。
2、擴頻抗干擾技術(shù)
從無(wú)線(xiàn)通信的角度來(lái)看，無(wú)線(xiàn)陣列與擴頻相結合的技術(shù)，基本上能滿(mǎn)足抗干擾要求。
但是從衛星通信來(lái)說(shuō)，擴頻技術(shù)在抗干擾中擁有更為重要的作用，由于和用戶(hù)干擾對應的位置沒(méi)有太大關(guān)聯(lián)，所以更具有頑健性。
目前，擴頻技術(shù)已經(jīng)成為衛星通信中最基本的抗干擾技術(shù)，主要包括跳頻和序列擴頻技術(shù)和組合形式。
使用直接性序列擴頻，能讓接收端在接擴后成為窄帶信號，原來(lái)頻帶相對較窄的部分變成寬帶信號，當大部分能量濾除時(shí)，不斷增強信干比。
DS直接序列擴頻由于提出較早，理論相對成熟并且容易實(shí)現，因此在衛星通信抗干擾技術(shù)中被廣泛應用。
跳頻在衛星通信中使用了載波頻率，由于載頻會(huì )花費大量時(shí)間，所以在突發(fā)性傳輸中具有很大的抗干擾能力。
在擴頻相對較寬的部分，直接序列沒(méi)有跳頻實(shí)用。
跳頻/直擴混合擴頻技術(shù)在直接性序列擴頻的條件下，添加了載波跳變的功能，由于具有FH與DS的雙重功能，所以更能持久有效的進(jìn)行抗干擾。
三、結束語(yǔ)
衛星通信中的抗干擾技術(shù)作為一項系統復雜的技術(shù)，對社會(huì )發(fā)展與科技進(jìn)步具有重要作用。
因此，在實(shí)際工作中，必須根據衛星通信中可能存在的干擾和實(shí)際情況，探索多種通信體制，提高組網(wǎng)靈活性與應用成果。
參考文獻
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衛星通信中的干擾及處理措施【2】
【摘要】 目前，我國衛星通信技術(shù)得到了飛速發(fā)展，然而在衛星通信過(guò)程中常常會(huì )存在各種各樣的干擾，影響了衛星通信信號的正常傳輸。
本文針對衛星通信中的常見(jiàn)干擾進(jìn)行分析，得出了相應的處理措施，對衛星通信技術(shù)的未來(lái)發(fā)展趨勢有一定的指導意義。
【關(guān)鍵詞】 衛星通信 干擾 處理措施 趨勢
一、前言
衛星通信系統是一個(gè)開(kāi)放式的系統，然而在衛星通信中的干擾有自然原因也有一定的人為原因，本文對衛星通信中的常見(jiàn)干擾的原因進(jìn)行了探討，旨在通過(guò)分析探討把造成衛星通信干擾的因素盡可能的降低或者避免。
二、衛星通信中的常見(jiàn)的干擾及其處理措施
(1)地面干擾。
地球站設備的雜波干擾。
產(chǎn)生干擾的原因包括：設備雜散指標不合格，工作載波中帶有雜波或諧波;調制器、上變頻器輸出電平過(guò)高，或者“功放”工作非線(xiàn)性，出現頻譜擴散;上變頻器、功放的工作點(diǎn)設置不當，造成載波噪聲。
處理措施：處理好這類(lèi)干擾需要嚴格做好設備的人網(wǎng)驗證測試，確保雜波功率限制在規定的范圍之內;認真研究設備的使用操作說(shuō)明，正確設置設備的工作點(diǎn)、調整或更換設備，對設備進(jìn)行合理匹配組合，消除超標雜波;嚴格按照入網(wǎng)測試時(shí)標定的功率電平工作，定期進(jìn)行各環(huán)節測試;設備更新時(shí)先通電經(jīng)測試確認指標合格再投人使用。
(2)電磁干擾。
由于地面存在著(zhù)大量的微波、雷達、無(wú)線(xiàn)電視、調頻廣播、尋呼業(yè)務(wù)、工業(yè)電噪聲等，這些干擾源串入用戶(hù)站，通過(guò)上行鏈路發(fā)射上星造成上行干擾或串人下行鏈路造成接收干擾;用戶(hù)站設備接地不良，接地電阻過(guò)高;電纜屏蔽性能差，電纜插頭接地不良;鏈路電平配置不合理。
處理措施：所有的衛星地球站在選址時(shí)都已經(jīng)進(jìn)行過(guò)環(huán)境電磁測試，都應該符合建站要求，但隨著(zhù)社會(huì )的發(fā)展，城市建設的擴張，一些原來(lái)處于市郊、電磁環(huán)境比較好的地球站受到干擾會(huì )越來(lái)越多。
對于接收用戶(hù)站來(lái)說(shuō)，所處的環(huán)境更是復雜多樣，受到電磁干擾隨處可見(jiàn)。
在日常工作中應經(jīng)常檢查所有設備接地是否可靠、機房總接地電阻滿(mǎn)足設備要求、站內連接室內外設備的電纜必須具有良好的屏蔽性能，應采用雙屏蔽電纜，接頭連接良好;發(fā)現干擾及時(shí)分析判斷，查出干擾來(lái)源點(diǎn)，縮小查找范圍;采取簡(jiǎn)易可行、不影響業(yè)務(wù)的測試方法和措施排除干擾。
我們曾對幾個(gè)反映廣東衛視節目接收不好的地方進(jìn)行過(guò)實(shí)地測試，發(fā)現這些地方都是由于附近都有相近頻率微波干擾所致。
因此，有條件的站應定期對自己周?chē)h(huán)境進(jìn)行測試，特別是對自己所用的頻率范圍，如C波段上行6GHz、下行4GHz左右，1GHz左右，70MHz中頻等頻率進(jìn)行重點(diǎn)監測。
(3)日凌干擾。
每年的春分和秋分前后，當衛星處于太陽(yáng)和地球之間時(shí)，地球站天線(xiàn)在對準衛星的同時(shí)也會(huì )對準太陽(yáng)。
此時(shí)太陽(yáng)的強烈輻射噪聲會(huì )使正常的衛星通信接收受到影響，即為日凌干擾。
嚴重的可能會(huì )導致中斷，通常稱(chēng)為日凌中斷。
處理措施：對于日凌干擾，目前尚無(wú)有效的方法來(lái)避免，一般衛星運營(yíng)商的業(yè)務(wù)監測部門(mén)都會(huì )把各地的日凌時(shí)間表發(fā)送給用戶(hù)或者放在網(wǎng)站上，以便用戶(hù)提前做好準備。
(4)互調干擾。
一般存在于上行站處于多載波工作狀態(tài)時(shí)，由于功放容量?jì)洳蛔�，回退不夠，三階互調分量超過(guò)規定;或上行發(fā)射功率超標，使衛星轉發(fā)器被推至非線(xiàn)性工作區，導致下行時(shí)互調特性惡化。
處理措施：嚴格配合衛星入網(wǎng)驗證測試，確保上行時(shí)三階互調抑制比滿(mǎn)足要求;確保各載波在調制器、上變頻輸出、功放輸入電平嚴格相等并在功放的線(xiàn)性工作區，加強上行載波監視。
(5)相鄰信道干擾。
用戶(hù)載波頻率分配與相鄰信號的頻帶出現重疊，沒(méi)有足夠的保護帶寬;用戶(hù)載波頻譜特性不符合要求，噪底過(guò)高或出現副瓣。
在入網(wǎng)測試時(shí)必須保證上行載波頻譜在分配頻帶范圍之內，并確保載波的調制特性符合衛星公司的技術(shù)要求。
處理措施：在多載波同一轉發(fā)器使用時(shí)也會(huì )出現交調干擾，為避免交調干擾，轉發(fā)器必須工作在足夠的回退點(diǎn)。
現在我們國內大多數省臺上星節目都是幾個(gè)節目共用一個(gè)轉發(fā)器，因此同一轉發(fā)器用戶(hù)相互之間也應該加強溝通，互相監測，不要隨意加大上行功率，以保證轉發(fā)器工作在線(xiàn)性。
(6)設備故障干擾。
設備故障所引起的干擾是衛星通信最常見(jiàn)的干擾之一，主要分為衛星故障和地面設備故障兩大類(lèi)，而地面設備故障又分很多種情況。
�、傩l星故障干擾。
衛星故障指的是通信衛星的整星或者某轉發(fā)器失效或者故障。
由于衛星處在惡劣的太空環(huán)境，受太陽(yáng)風(fēng)暴等宇宙高能粒子“轟擊”，衛星的控制器件可能會(huì )誤操作或者損壞，衛星的姿態(tài)也可能受到影響。
雖然現代通信衛星大多關(guān)鍵器件都有備份且可以及時(shí)切換，但是仍可能有很多意想不到的情況。
出現了這種情況，如果是整星故障且不能恢復，就只能轉星。
如果只是涉及到某個(gè)轉發(fā)器，可以采取換轉發(fā)器的方法。
�、诘孛嬖O備故障干擾。
由于地球站的中頻電纜接頭松脫、虛接、電纜破裂等原因，使中頻電纜的收發(fā)隔離不好，將接收到的中頻信號通過(guò)上行中頻電纜又重新轉發(fā)到衛星上，從而對其他用戶(hù)產(chǎn)生干擾。
這些干擾在地球站接收頻段內的信號很弱時(shí)，加上地球站的收發(fā)有一定的隔離，通常不會(huì )在衛星頻譜上顯示出來(lái)，也就不會(huì )對其他用戶(hù)構成干擾。
但是當衛星上有某個(gè)用戶(hù)功率較大時(shí)，中頻收發(fā)隔離不好的地球站就會(huì )把這個(gè)載波二次轉發(fā)上來(lái)。
處理措施：要避免中頻轉發(fā)干擾就要找到它。
假定轉發(fā)器帶寬為常見(jiàn)的36MHz，經(jīng)地球站的ODU或者下變頻器，只有ODU或者下變頻器設定頻率+20～30MHz的載波能夠進(jìn)入中頻電纜，即使中頻上行頻率沒(méi)有設在70MHz，也只能影響到相鄰的轉發(fā)器。
所以查找的目標應該首先考慮本轉發(fā)器，其次是相鄰的轉發(fā)器。
查找的方法是讓用戶(hù)將上行功放電源關(guān)閉，看本轉發(fā)器上單載波旁邊的轉發(fā)干擾是否消失。
消失了，可以再反復關(guān)開(kāi)幾次進(jìn)行驗證。
仍然存在，就可以繼續查找其他用戶(hù)。
注意，有時(shí)候一個(gè)轉發(fā)器上會(huì )同時(shí)有幾個(gè)轉發(fā)干擾存在，特別是存在VSAT用戶(hù)的時(shí)候。
找到產(chǎn)生干擾的用戶(hù)以后，應該讓該用戶(hù)檢查收發(fā)中頻電纜，必要時(shí)應該更換，直到徹底解決問(wèn)題。
三、衛星通信系統未來(lái)的發(fā)展趨勢
隨著(zhù)衛星通信技術(shù)的發(fā)展，衛星通信的使用范圍越來(lái)越廣，服務(wù)水平也越來(lái)越高，雖然衛星通信在發(fā)展的過(guò)程中遇到了不小的困難，遭受了很大挫折，但是衛星通信的前景依然讓人看好。
衛星通信的發(fā)展與一個(gè)國家的經(jīng)濟、國防發(fā)展密切相關(guān)，未來(lái)衛星通信將沿著(zhù)數字化、網(wǎng)絡(luò )化、以及信息化這“三化”方向前進(jìn)，針對衛星通信的未來(lái)發(fā)展趨勢而言，我們應該在現有的基礎上提高頻段頻譜的利用率，同時(shí)將IP與ATM技術(shù)相結合去建立衛星寬帶綜合業(yè)務(wù)數字通信網(wǎng)――國家信息高速公路;要進(jìn)一步去實(shí)現建立小型化、智能化、經(jīng)濟化未來(lái)的衛星通信網(wǎng)，實(shí)現移動(dòng)用戶(hù)間可以利用衛星進(jìn)行通信。
而不再需要基站;如果將衛星與Internet網(wǎng)絡(luò )相連，實(shí)現衛星互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)，這樣就可以利用寬帶衛星進(jìn)行雙向傳輸，并且下載和地面網(wǎng)絡(luò )反饋的速度也得到了大幅提升，同時(shí)也大大減輕了頻譜擁擠現象以及抗干擾能力。
四、結束語(yǔ)
綜上所述，衛星通信系統受到的干擾是多種多樣的，是各種因素共同作用的結果。
目前的研究技術(shù)對這些存在的干擾只能采取一定的防治措施，并不能完全避免和解除，通過(guò)采取相應的處理措施盡可能的保障衛星通信的正常暢通。
參 考 文 獻
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