衛(wèi)星通信抗干擾技術(shù)的發(fā)展探究

魏澤文 四川九洲電器集團(tuán)有限責(zé)任公司

引言：衛(wèi)星通信主要是借助于衛(wèi)星的中繼功能把地球上每一個(gè)通信站發(fā)出的信號(hào)以微波的形式大范圍的傳送出去，其通信信號(hào)的覆蓋面積非常的廣，帶寬內(nèi)的通信容量也相對(duì)較大，信號(hào)在電波的傳輸過(guò)程當(dāng)中沒(méi)有太大的損耗，所以通信的效果也比較好，衛(wèi)星通信的相關(guān)技術(shù)多數(shù)情況下不會(huì)被地理因素所影響，在組網(wǎng)通信方面具有一定的快捷性，并且有助于達(dá)到全球無(wú)縫鏈接的目的，對(duì)于現(xiàn)階段的通信系統(tǒng)具有極其重要的意義，被普遍使用在了電視、廣播以及移動(dòng)通信等方面。然而，目前的衛(wèi)星通信信號(hào)還很容易受到多種干擾，導(dǎo)致信號(hào)的傳送效率降低，甚至出現(xiàn)無(wú)信號(hào)的問(wèn)題，所以對(duì)衛(wèi)星通信抗干擾技術(shù)進(jìn)行探究是非常有必要的。

1 對(duì)衛(wèi)星通信造成干擾的主要因素

1.1 電磁因素

現(xiàn)階段，在科學(xué)技術(shù)迅猛發(fā)展的形勢(shì)下，各類電子設(shè)備所發(fā)出的電磁信號(hào)可以說(shuō)是無(wú)處不在，其在不同程度上干擾著衛(wèi)星的通信信號(hào)，尤其是具有較大功率的雷達(dá)系統(tǒng)、廣播信號(hào)以及微波通信等，另外，平時(shí)的一些科研、醫(yī)療儀器輸出的電磁波、工業(yè)機(jī)械電的噪音和地球站設(shè)施在質(zhì)量方面存在的問(wèn)題或者操作方面的問(wèn)題而形成的雜波也能導(dǎo)致衛(wèi)星信號(hào)在傳輸時(shí)受到相應(yīng)的干擾。

1.2 天電因素

天電干擾基本上是由于自然環(huán)境中存在的各種電磁波而形成的，包括電離層閃爍、流星雨、爆炸、太空星體碰撞以及太陽(yáng)黑子等自然現(xiàn)象所釋放出的能量與射線。

1.3 人為因素

在現(xiàn)階段的衛(wèi)星通信當(dāng)中，透明轉(zhuǎn)發(fā)器被廣泛的使用，其主要就是使信號(hào)在變頻之后進(jìn)行轉(zhuǎn)發(fā)，而并不會(huì)顧及其他的應(yīng)用，當(dāng)采用人為的方式用功率比較大的上行信號(hào)加以干擾的時(shí)候，就會(huì)使得應(yīng)正常傳送的信號(hào)受到壓縮的影響，大大的減小了正常信號(hào)所輸出的功率，導(dǎo)致信號(hào)無(wú)法進(jìn)行正常的傳輸。

2 衛(wèi)星通信抗干擾技術(shù)的主要種類

2.1 天線抗干擾技術(shù)

現(xiàn)階段，天線抗干擾技術(shù)得到了廣泛的使用，因我國(guó)的衛(wèi)星通信所覆蓋的面積較大，在工作的過(guò)程中極易被敵方或別的一些干擾源所干擾，而天線抗干擾技術(shù)可以有效改進(jìn)和調(diào)整衛(wèi)星的覆蓋面積，以此讓衛(wèi)星信號(hào)在最大程度上不受到干擾。在這種情況下，就算被某些干擾源，也不會(huì)影響到衛(wèi)星信號(hào)的接收效果。就當(dāng)前而言，天線抗干擾技術(shù)基本上包括了多波束天線技術(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(hào)的入口處加設(shè)一種具有特殊性質(zhì)的天線，其不僅可以對(duì)產(chǎn)生干擾的相關(guān)因素起到抑制的作用，還可以使天線列陣當(dāng)中的信號(hào)與具體方向得到有效的控制和調(diào)整，借助于控制天線對(duì)多個(gè)波束以及零點(diǎn)進(jìn)行改進(jìn)，使衛(wèi)星具有更好的抗干擾性。多波束天線技術(shù)可以使衛(wèi)星的發(fā)射天線得到有效的控制，達(dá)到多方向調(diào)節(jié)的目的，同時(shí)對(duì)衛(wèi)星天線的波束進(jìn)行合理的調(diào)整，以此使衛(wèi)星具有較強(qiáng)的抗干擾能力。自適應(yīng)調(diào)零天線同樣也能夠使天線的陣元得到有效的控制和改進(jìn)，以此達(dá)到降低信息干擾的目。此技術(shù)能夠起到顯著的抗干擾作用，智能天線技術(shù)就是以此為基礎(chǔ)而研究出來(lái)的。

2.2 擴(kuò)展頻譜抗干擾技術(shù)

現(xiàn)階段，在衛(wèi)星通信的抗干擾技術(shù)當(dāng)中，擴(kuò)展頻譜抗干擾技術(shù)得到了普遍的推廣與使用，其大致上分為DS（direct spectrum）技術(shù)和FH（Frequency-Hopping Spread Spectrum）技術(shù)。DS技術(shù)也叫直接序列擴(kuò)頻技術(shù)，其可以使衛(wèi)星信號(hào)得到有效的解擴(kuò)，產(chǎn)生窄帶式的信號(hào)，并且還能夠使窄帶干擾信號(hào)得到進(jìn)一步的解擴(kuò)，產(chǎn)生出寬帶式的信號(hào)，然后再借助于窄帶式的濾波器過(guò)濾信號(hào)當(dāng)中的能量波，以此減小衛(wèi)星通信所收到的干擾。我國(guó)在很早前就開始使用了DS技術(shù)，因此掌握了一定的相關(guān)理論知識(shí)和實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)，對(duì)衛(wèi)星的抗干擾工起到了很好的效果。FH技術(shù)也叫跳頻技術(shù)，可以對(duì)各類不同的載波頻率進(jìn)行切換，使衛(wèi)星通信具有較強(qiáng)的抗干擾性，而在寬帶比較寬的環(huán)境下，F(xiàn)H技術(shù)要比DS技術(shù)所具備的直接序列擴(kuò)頻性起到更好的作用。

2.3 編碼調(diào)制抗干擾技術(shù)

在衛(wèi)星通信運(yùn)行的過(guò)程當(dāng)中，由于極易受各種不同因素的影響，使得通信數(shù)據(jù)經(jīng)常會(huì)產(chǎn)生偏差，而編碼調(diào)制抗干擾技術(shù)則能夠很好的對(duì)相關(guān)的通信數(shù)據(jù)進(jìn)行調(diào)整。編碼調(diào)制抗干擾技術(shù)可以借助于級(jí)聯(lián)編碼的相關(guān)方案降低信號(hào)受干擾程度。利用對(duì)卷積碼加以譯碼，使編碼的效果達(dá)到更好。

2.4 星上處理抗干擾技術(shù)

在應(yīng)用衛(wèi)星通信抗干擾技術(shù)的時(shí)候，透明轉(zhuǎn)發(fā)器極易受到干擾，倘若敵方專門對(duì)透明轉(zhuǎn)發(fā)器加以干擾，那么就很可能導(dǎo)致重大損失的產(chǎn)生，而星上處理抗干擾技術(shù)就能夠在很大程度上降低透明轉(zhuǎn)發(fā)器受到的干擾，其同時(shí)對(duì)衛(wèi)星的上下行鏈路實(shí)施去耦操作，并去掉其關(guān)聯(lián)性，使透明轉(zhuǎn)發(fā)器在受干擾的狀態(tài)下被達(dá)到飽和，以此減小透明轉(zhuǎn)發(fā)器所受到的干擾程度。此技術(shù)在現(xiàn)階段得到了廣泛的使用，并且也是通信衛(wèi)星抗干擾技術(shù)今后的主要發(fā)展趨勢(shì)。

2.5 限幅與線性化抗干擾技術(shù)

基于星上處理技術(shù)而研發(fā)出的限幅技術(shù)，可以有效防止信號(hào)干擾上行鏈路對(duì)透明轉(zhuǎn)發(fā)器所造成的影響。限幅技術(shù)在應(yīng)用時(shí)分為軟、硬兩類，軟限幅轉(zhuǎn)發(fā)器基本上應(yīng)用于限幅區(qū)與線性區(qū)，可以使較大的信號(hào)的得到壓縮。硬限幅轉(zhuǎn)發(fā)器可以形成非線性的工作狀態(tài)，也能夠使較大的信號(hào)得到壓縮，但在運(yùn)行得過(guò)程中比較容易受到干擾。使用限幅技術(shù)能夠有效減小擴(kuò)頻信號(hào)的抗干性，擴(kuò)大轉(zhuǎn)發(fā)器功率的線性面積，以此降低通信的干擾能力。

3.衛(wèi)星通信抗干擾技術(shù)未來(lái)的發(fā)展方向和改進(jìn)的措施

對(duì)衛(wèi)星通信的相關(guān)抗干擾技術(shù)加以有效的創(chuàng)新，可以使衛(wèi)星通信在運(yùn)作的過(guò)程中能夠更具安全性和穩(wěn)定性，現(xiàn)階段，對(duì)衛(wèi)星通信產(chǎn)生干擾的相關(guān)因素越來(lái)越多，這就使得對(duì)其抗干擾方面的技術(shù)進(jìn)行全面的探究顯得更加重要了?；诖耍捅仨氁獙?duì)其進(jìn)行進(jìn)一步的研究，建立并不斷完善衛(wèi)星通信的相關(guān)抗干擾體系，合理使用各種不同的技術(shù)，逐步實(shí)現(xiàn)干擾體系的網(wǎng)絡(luò)化，以此滿足時(shí)代發(fā)展的需求。另外，衛(wèi)星系統(tǒng)中信道的質(zhì)量好壞也與通信的效果有著直接關(guān)系，所以，對(duì)衛(wèi)星通信系統(tǒng)當(dāng)中的信道也應(yīng)進(jìn)行深入的研究，探尋調(diào)制信號(hào)的新方式，創(chuàng)新衛(wèi)星處理以及限幅線性化等抗干擾技術(shù)，將各種不同的衛(wèi)星通信抗干擾技術(shù)充分的融合在一起，打造具有較高安全性和有效性的衛(wèi)星抗干擾體系，不斷提高衛(wèi)星通信的質(zhì)量，以此加快衛(wèi)星通信事業(yè)的發(fā)展步伐。

4.結(jié)束語(yǔ)

本文在此對(duì)衛(wèi)星通信當(dāng)中存在的一些干擾因素展開了探討，并在此基礎(chǔ)上研究了現(xiàn)階段我國(guó)衛(wèi)星通信當(dāng)中經(jīng)常使用的一些抗干擾技術(shù)，并提出了具有一定科學(xué)性與合理性的解決方法。在社會(huì)科技迅猛發(fā)展的形勢(shì)下，對(duì)衛(wèi)星通信系統(tǒng)造成干擾的因素越來(lái)越多，因此，必須要在此情況下合理利用各類不同的抗干擾技術(shù)，并對(duì)這些技術(shù)不斷的進(jìn)行改進(jìn)、創(chuàng)新與融合，創(chuàng)建其衛(wèi)星通信的相關(guān)抗干擾體系，對(duì)其技術(shù)進(jìn)行深入的研究和挖掘，以此使我國(guó)的衛(wèi)星通信事業(yè)取得更大的進(jìn)步。