電子信息系統(tǒng)中干擾對(duì)消技術(shù)應(yīng)用

文/王波

1 干擾對(duì)消關(guān)鍵技術(shù)分析

1.1 合成矢量控制技術(shù)

對(duì)消比是干擾對(duì)消技術(shù)中的關(guān)鍵量，在對(duì)該技術(shù)進(jìn)行具體應(yīng)用時(shí)，幅值的變化對(duì)干擾對(duì)消的效果具有直接影響，因此，需要在衡量時(shí)，充分考慮對(duì)消比。同時(shí)，對(duì)于電子信息系統(tǒng)而言，如果使用對(duì)消器，那么則會(huì)產(chǎn)生出相應(yīng)的對(duì)消比，從而會(huì)使采樣過程中產(chǎn)生干擾信號(hào)，為了能夠有效消除干擾信號(hào)，可采用合成矢量進(jìn)行控制。通常情況下，矢量的數(shù)值大小與對(duì)消效果之間成反比關(guān)系，即數(shù)值越大，對(duì)消效果越差，反之對(duì)消效果則越明顯。由于在采集時(shí)，矢量信號(hào)需要通過對(duì)消器的調(diào)整，才能達(dá)到預(yù)期中的對(duì)消效果，所以當(dāng)矢量的位置處于正交坐標(biāo)之下時(shí)，就必須對(duì)與之相關(guān)的數(shù)據(jù)和指標(biāo)進(jìn)行調(diào)整，這樣才能保證對(duì)消的順利實(shí)現(xiàn)。具體的調(diào)整過程如下；先對(duì)矢量幅度進(jìn)行統(tǒng)一調(diào)整，然后再對(duì)正交坐標(biāo)進(jìn)行調(diào)整，在此基礎(chǔ)上對(duì)兩路信號(hào)的方向進(jìn)行調(diào)整，經(jīng)過上述一系列的調(diào)整之后，便可使對(duì)消比達(dá)到完善的狀態(tài)。

1.2 系統(tǒng)閉環(huán)控制技術(shù)

在電子信息系統(tǒng)中，對(duì)信號(hào)的調(diào)整是一個(gè)較為復(fù)雜的操作過程，由于影響因素較多，故此需要對(duì)相關(guān)問題加以注意。如果想使干擾對(duì)消的效果在系統(tǒng)中得以最大程度地體現(xiàn)，那么便需要在控制系統(tǒng)中建立一個(gè)反饋回路，隨后借助數(shù)字控制，對(duì)系統(tǒng)的參數(shù)進(jìn)行預(yù)設(shè)。為提高控制效果，應(yīng)當(dāng)對(duì)控制算法進(jìn)行合理選擇，由此可增強(qiáng)系統(tǒng)的擴(kuò)展性。當(dāng)反饋回路在系統(tǒng)中形成之后，應(yīng)對(duì)該回路的指標(biāo)參數(shù)進(jìn)行設(shè)置，這樣能夠使系統(tǒng)的運(yùn)行安全性和可靠性獲得大幅度提升。需要注意的一點(diǎn)是，因開環(huán)系統(tǒng)的框架具有單一性的特點(diǎn)，為保證其運(yùn)行穩(wěn)定性，通常會(huì)采用輔助校準(zhǔn)的方式，這樣一來，會(huì)導(dǎo)致系統(tǒng)結(jié)構(gòu)復(fù)雜化。通過閉環(huán)控制技術(shù)則可使該問題得到有效解決。

2 電子信息系統(tǒng)中干擾對(duì)消技術(shù)應(yīng)用

對(duì)消技術(shù)可抑制接收機(jī)濾波器通帶內(nèi)的干擾信號(hào)，使其在一定條件下可替代濾波器起到消除信號(hào)干擾的作用。在大型電子信息系統(tǒng)中，可結(jié)合采取干擾對(duì)消技術(shù)與天線布局和濾波器技術(shù)，解決系統(tǒng)電磁兼容問題，提高電子信息系統(tǒng)的穩(wěn)定性。鑒于干擾對(duì)消技術(shù)所具備的應(yīng)用優(yōu)勢(shì)，使其在通信、雷達(dá)等電子信息系統(tǒng)正常運(yùn)行中起到了重要作用。

2.1 在電子雷達(dá)系統(tǒng)中的應(yīng)用

在雷達(dá)系統(tǒng)中，收發(fā)環(huán)路間的泄露信號(hào)對(duì)消、無源探測(cè)雷達(dá)直達(dá)波干擾對(duì)消和旁瓣對(duì)消是最為常用的技術(shù)。雷達(dá)天線為相控陣天線，雖然其副瓣相對(duì)較低，但在出現(xiàn)強(qiáng)信號(hào)后，仍會(huì)對(duì)接收機(jī)的信號(hào)接收造成干擾，導(dǎo)致信號(hào)接收解析出現(xiàn)錯(cuò)誤。為解決這一問題，通常做法是安裝輔助接收天線，一旦出現(xiàn)強(qiáng)信號(hào)干擾，通過輔助接收天線可抑制干擾信號(hào)進(jìn)入天線旁瓣。在無源探測(cè)雷達(dá)中，干擾對(duì)消技術(shù)的應(yīng)用主要在直達(dá)波和多徑信號(hào)方面。由于無源探測(cè)雷達(dá)系統(tǒng)在目標(biāo)探測(cè)與跟蹤中只能用外輻射源信號(hào)，其本身不會(huì)發(fā)射電磁波信號(hào)，所以使得無源探測(cè)雷達(dá)具備了隱蔽性好、抗干擾能力強(qiáng)等優(yōu)勢(shì)，可滿足低空探測(cè)、寂靜探測(cè)、反隱身的要求。但是，無源探測(cè)雷達(dá)也存在直達(dá)波干擾和多徑干擾問題，在無源探測(cè)雷達(dá)探測(cè)到物體后，需向接收天線返回探測(cè)信號(hào)，由于接收天線信號(hào)與直達(dá)波的信號(hào)相比其強(qiáng)度較弱，所以在一定程度上阻礙著探測(cè)信號(hào)的接收。在解決這一問題時(shí)，可將參考天線配置于無源探測(cè)雷達(dá)中，有效抑制直達(dá)波信號(hào)和多徑信號(hào)，保證正常接收和處理有用信號(hào)。

2.2 在電子系統(tǒng)電磁兼容設(shè)計(jì)中的應(yīng)用

隨著電子信息系統(tǒng)功能向綜合化、集成化的方向發(fā)展，在系統(tǒng)運(yùn)行中，只有解決電磁兼容設(shè)計(jì)問題才能保持多個(gè)傳感器系統(tǒng)具備較強(qiáng)的態(tài)勢(shì)感知能力。特別對(duì)于大型艦船和特種飛機(jī)的電子信息系統(tǒng)而言，裝備著雷達(dá)、通信、導(dǎo)航等系統(tǒng)，在同時(shí)運(yùn)行多個(gè)系統(tǒng)時(shí)，會(huì)破壞整個(gè)平臺(tái)的電磁環(huán)境。在此情況下，發(fā)射機(jī)的主頻信號(hào)和寬帶噪聲直接作用于接收機(jī)，使接收機(jī)靈敏度降低，甚至出現(xiàn)接收機(jī)阻塞現(xiàn)象。尤其在平臺(tái)上多個(gè)工作頻段同步工作時(shí)，更會(huì)加劇接收機(jī)靈敏度下降的狀況。為此，必須重點(diǎn)解決各個(gè)系統(tǒng)之間的電磁兼容問題。在電磁兼容設(shè)計(jì)中，可通過增大收發(fā)信道間的隔離解決電磁兼容問題：優(yōu)化布局發(fā)射信道的天線位置以提高隔離度，利用發(fā)射濾波器抑制帶外發(fā)射接收，利用接收濾油器抑制帶外干擾接收。在此基礎(chǔ)上，采用對(duì)消技術(shù)抑制通帶內(nèi)干擾，以達(dá)到最佳的抑制效果，保證電磁兼容。在大型電子信息系統(tǒng)兼容中，要從整體性出發(fā)進(jìn)行系統(tǒng)兼容設(shè)計(jì)，運(yùn)用多種電磁兼容技術(shù)解決兼容問題，擴(kuò)大對(duì)消技術(shù)的應(yīng)用范圍。

2.3 在通信系統(tǒng)自兼容中的應(yīng)用

在通信系統(tǒng)的共場(chǎng)平臺(tái)中，平臺(tái)尺寸、超短波通信鏈路數(shù)量是導(dǎo)致兼容問題的重要因素。由于共場(chǎng)平臺(tái)需要在尺寸有限的平臺(tái)上配備數(shù)量較多的超短波通信鏈路，所以導(dǎo)致鏈路之間的天線間隔較短，難以滿足兼容設(shè)計(jì)中最小隔離度的要求。除此之外，接收超短波設(shè)備還會(huì)受到寬帶噪聲和同頻段超短波工作機(jī)主頻的影響，嚴(yán)重降低接收設(shè)備的靈敏度，阻礙接收設(shè)備的正常運(yùn)行。在解決上述系統(tǒng)中的電磁兼容問題時(shí)，通常可采用天線布局調(diào)整和射頻濾波處理技術(shù)進(jìn)行解決。但是這種解決方法卻無法用于解決尺寸較小的共場(chǎng)平臺(tái)電磁兼容問題，難以滿足增大天線隔離度的要求。在此情況下，針對(duì)尺寸較小的通信系統(tǒng)共場(chǎng)平臺(tái)，可采用射頻干擾對(duì)消技術(shù)解決電磁兼容問題，該技術(shù)能夠在消除信號(hào)干擾的同時(shí)降低其他干擾影響，達(dá)到良好的干擾消除效果。

3 結(jié)論

綜上所述，為有效解決電子信息系統(tǒng)信號(hào)傳輸過程的干擾問題，可對(duì)干擾對(duì)消技術(shù)進(jìn)行合理應(yīng)用。在未來一段時(shí)期，應(yīng)當(dāng)重點(diǎn)加大干擾對(duì)消技術(shù)的研究力度，除了對(duì)現(xiàn)有的技術(shù)進(jìn)行改進(jìn)和完善之外，還應(yīng)開發(fā)一些新的技術(shù)，從而使其能夠更好地為電子信息系統(tǒng)的安全、穩(wěn)定、可靠運(yùn)行提供保障。