射頻干擾對消技術在通信系統集成中的應用分析

謝志泉

（長訊通信服務有限公司）

射頻干擾對消技術在通信系統集成中的應用分析

謝志泉

（長訊通信服務有限公司）

射頻干擾對消技術在通信系統集成中有著非常重要的作用，通信系統的發展使得射頻干擾對消技術逐漸被推廣使用，本文將在簡單介紹射頻干擾對消技術的基礎上，分析射頻干擾對消的幾點關鍵技術，并深入探討射頻干擾對消技術在通信系統集成中的應用。

射頻干擾對消技術；通信系統集成；關鍵技術；應用

射頻干擾對消技術是基于矢量的合成疊加這一數學原理，將干擾信號比作直角空間坐標系中的一個矢量，找到一個與該矢量具有相同信息特征的反相矢量，將這兩個矢量合成，抵消掉干擾信號[1]。隨著通信系統的普及應用，射頻干擾對消技術的應用也在諸多方面得到了體現，比如通信系統自兼容、多通路對消等，射頻干擾對消技術在系統集成中具有廣闊的應用前景，其正朝著寬帶、大動態的方向發展著。

1 射頻干擾對消技術簡介

射頻干擾對消技術利用了矢量的合成疊加原理，如圖1所示，矢量A為干擾信號，矢量B為與矢量A具有相同信息特征的等幅度反相矢量，用于抵消干擾信號，對這兩者進行合成疊加，得到的矢量C趨于零，即干擾信號幾乎消失。對消的過程就是矢量A與矢量B合成疊加的過程。

對于射頻干擾對消技術的研究依賴于數學模型的建立，如圖2所示，射頻干擾消的工程原理模型中，接收機通過接收天線接收有用信號、干擾信號及經調幅調相的采樣信號，采樣信號經過調整幅度及相位，達到與干擾信號等幅反相的效果，從而實現干擾信號的抵消。射頻對消設備主要為對消器，對消器主要由對消效果檢測部件、信號控制調整部件和矢量信號幅相調節部件組成，其中對消效果檢測部件和矢量信號幅相調節部件負責干擾信號的對消，信號控制調整部件負責對由對消器與接收信道一起組成的閉環負反饋系統狀態的控制。

圖1 矢量合成對消示意圖

干擾信號幅度較弱時，對消器不運作，當干擾信號幅度逐漸增強時，其超出抵消開啟門限，對消器運作，經過對消器的處理，輸出的干擾信號保持在一個可接受的水平上。閉環負反饋系統較于開環對消系統，能夠實現反饋控制，避免了系統發散的問題。

2 射頻干擾對消關鍵技術

2.1 正交矢量調制技術

圖2 射頻干擾對消工程模型圖

射頻干擾對消技術在實際運用過程中，對消前后干擾信號幅度比值變化的對消比是衡量對消效果的關鍵，這種對消比取決于經調幅調相的采樣信號與干擾信號所合成的矢量，合成矢量的幅度越大，其對消效果越差。采樣信號的等幅反相調整很難借助于移相器和衰減器完成，需采用正交矢量調制技術。

正交矢量調制是將需調整的矢量分解到正交坐標系的兩個坐標軸上，通過對這兩個分解矢量幅度及相位的調整，來實現矢量的反相調整和幅度調整。按照正交矢量調制的原理，讓接收的信號進入90°的正交電橋，將其分解為相互正交的兩路信號，然后分別對這兩路信號進行相位調整及幅度調整，最后對這兩路信號進行合成疊加，得到坐標空間中360°相位調整和幅度調整的輸出信號。正交矢量調制技術是將一個矢量的調制分解為兩路正交信號的幅相調整，將高對消比的高精度幅相調整轉化為了對兩路正交信號的高精度幅相調整，大大降低了調制難度，相對的也降低了調質器件研制的難度[2]。

2.2 系統控制

對消器中的信號調整控制部分可實現對閉環負反饋系統的控制，信號調整控制系統是在分析反饋對消效果的基礎上，對矢量信號進行幅相調整的，從而建立起一個封閉的負反饋環路。信號調整控制部分的控制單元在達到要求的幅相調整效果前，會一直基于對消效果對采樣信號進行幅相調整，直到達到收斂，改善對消效果。

閉環負反饋控制系統采用閉環控制，其硬件系統相對簡單，相較于開環控制，其不需要校準系統，且具有反饋控制，有著顯著的優勢。另外最小均方算法在閉環對消系統中應用廣泛，最小均方算法可以很好地結合對消系統的最優控制環路，這也使得對消技術更加完善成熟。閉環負反饋控制系統中反饋環路的控制方式采用的是模擬方式或數字方式，模擬方式需要提前對系統參數進行設置，是一種可收斂的控制方式，數字方式是在系統中加入控制算法，具有可擴展性，便于后期應用。

3 射頻干擾對消技術在通信系統集成中的應用

3.1 平臺通信系統自兼容

通信系統共平臺使用時，往往會配置多條通信鏈路，各通信鏈路的天線間隔距離短，間隔度小，接收機在接收信號時很容易受到同頻段發射機的干擾，造成接收機靈敏度降低等問題，進而引起通信系統電磁兼容問題。為解決系統電磁兼容問題，通常會采用天線布局設計、射頻濾波處理等方法，但由于平臺尺寸和載重量的限制，這些方法都不能很好地滿足系統電磁兼容的要求。

3.1.1 通信系統對消

應用射頻干擾對消技術可減輕干擾強度，可實現對主頻干擾及寬帶噪聲干擾的對消，干擾問題是影響通信系統自兼容的重要因素，通信系統中干擾的類型根據干擾信號與通信信號頻點的關系可分為主頻干擾和寬帶噪聲干擾兩類，主頻干擾是指擁有與通信信號工作頻點相同頻點的發射機產生的，由此，通信信道前段接收到幅度很強的帶外信號，超出了接收機的帶外抑制范圍，導致接收機飽和。寬帶噪聲干擾是指作為干擾信號的發射頻點與通信信號的工作頻點并不相近，但接收信道會接收到干擾信號發射產生的帶外寬帶噪聲，又因為干擾信號與通信信號相距較遠，寬帶噪聲的強度比正常信號要高，使得有用信號被噪聲屏蔽，影響了通信的正常進行。

射頻干擾對消技術可消除主頻干擾及寬帶噪聲干擾，其中主頻干擾對消是通過采集對消過程中同平臺其他通信鏈路的主頻干擾信號，對其進行對消處理，降低主頻干擾信號強度，當其強度小到不會阻塞接收機接收有用信號時，再利用接收通路的選擇性，實現通信信號的正常接受；寬帶噪聲干擾對消是采集對消過程中通信信號的工作頻點和附近的寬帶干擾信號，對其進行對消處理，降低其信號強度，當其強度降至該頻點有用信號的解調門限以下時，實現有用信號的正常解調。

3.1.2 多通路對消

多通路對消是通信系統自兼容設計中的重要環節，多通路對消中，多通路發射時，同一接收天線的干擾問題較為嚴重，多通路發射不同的發射通路其發射信號之間沒有相關性，利用這一點，可以對每個發射通路發射信號的對消方式進行分別設置，從而實現單通路上的多路對消[3]。多通路對消的方式雖然需設置較多的對消通路，但它可以較便利地實現干擾信號的采樣，實現相對較簡單。

3.2 實現與平臺信息系統的兼容

通過射頻干擾對消技術可以實現通信系統與其他系統的兼容，現在很多電子信息系統都存在干擾問題，且干擾類型復雜，干擾功率更大，為避免干擾情況的發生，就必須采取多種手段對其進行處理，這其中就包括射頻干擾對消技術，射頻對消技術可降低濾波器通帶范圍內的干擾信號強度，實現有用信號的正常解調。利用射頻干擾對消技術可降低電子戰系統主頻干擾強度，實現電子戰系統與通信系統的兼容；其也可運用在偵察系統中，保護偵察系統接收機前端，避免接收機飽和。另外，射頻干擾對消技術在特種飛機、電子戰飛機、戰斗機、地面移動站、大型艦船中均有應用，這種技術通過對干擾信號的弱化處理，實現正常通信，在實際應用中多結合其他兼容技術來達到最好的效果。

4 結語

射頻干擾對消技術可實現通信系統及其他電子信息系統的電磁兼容，是一種重要的電磁兼容手段，相較于其他常規的技術手段，其可對消通信系統中接收機接收到的主頻干擾和寬帶噪聲干擾，其應用值得進一步地作出研究。隨著信息技術的不斷發展，射頻干擾對消技術正朝著高精度大動態對消、寬帶對消、頻段擴展的方向發展，其自身性能得到不斷提升的同時，將實現在系統電磁兼容中的綜合運用，其在通信系統集成中的應用也將越來越深層化。

[1]袁杰.射頻干擾對消技術在通信系統集成中的應用[J].電訊技術，2012（12）：1870～1875.

[2]賴 鑫.射頻干擾對消技術的系統設計與仿真分析[J].電訊技術，2013（3）：259～264.

[3]劉建成，全厚德，趙宏志，等.基于時變步長最小均方算法的射頻干擾對消[J].電波科學學報，2015，30（6）：1069～1077.

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1004-7344（2016）20-0277-02

2016-7-1