探究衛(wèi)星測(cè)控通信抗干擾技術(shù)

潘先龍 鄭海光 趙鵬 尚曉輝

（西安衛(wèi)星測(cè)控中心，陜西 西安 710043）

一、引言

從整體情況來看，當(dāng)前我國(guó)的衛(wèi)星測(cè)控通信領(lǐng)域?qū)崿F(xiàn)了迅猛的發(fā)展，多種類型的新技術(shù)、新模式在其中得到更廣泛的應(yīng)用，并呈現(xiàn)出巨大的技術(shù)優(yōu)勢(shì)和價(jià)值，為促進(jìn)我國(guó)衛(wèi)星測(cè)控通信領(lǐng)域?qū)崿F(xiàn)創(chuàng)新發(fā)展，滿足社會(huì)日益增長(zhǎng)的需求奠定了堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。據(jù)此，有必要針對(duì)衛(wèi)星測(cè)控通信過程中的相關(guān)干擾形式和抗干擾技術(shù)等主要內(nèi)容進(jìn)行剖析。

二、衛(wèi)星測(cè)控通信面臨的常見干擾形式

（一）地面干擾

這對(duì)地面干擾來說主要包括地球站設(shè)備的雜波干擾、電磁干擾等內(nèi)容。針對(duì)地球站設(shè)備而言，所呈現(xiàn)出的雜波干擾主要是由于設(shè)備的雜散指標(biāo)不符合具體要求，不夠科學(xué)合理，使其在工作載波里面會(huì)有不同程度的雜波或者諧波，或者針對(duì)上變頻器工作點(diǎn)并沒有進(jìn)行科學(xué)合理地設(shè)置，進(jìn)而使設(shè)備出現(xiàn)不同程度的雜波。

（二）空間干擾

空間干擾主要涉及鄰星干擾、相鄰信道干擾等一系列相關(guān)內(nèi)容。例如，鄰星干擾的出現(xiàn)，主要是因?yàn)樵诳臻g內(nèi)部有日益增多的衛(wèi)星，在不同的衛(wèi)星之間可能出現(xiàn)不同程度的輻射或者作用力等等，在這樣的情況下就會(huì)導(dǎo)致衛(wèi)星在運(yùn)行的過程中極有可能受到不同批次和不同電磁波信號(hào)的干擾。

（三）自然干擾

這種干擾形式主要包括雨衰、日凌、電離層閃爍和衛(wèi)星蝕等相關(guān)內(nèi)容，例如通常我們所稱之為的雨衰主要指的是在通信電波的傳輸當(dāng)中，很可能遭遇到雷雨電氣的影響，而此類雨水對(duì)于電波有很大程度的吸收和散射的作用，在這樣的情況下會(huì)導(dǎo)致電波出現(xiàn)比較明顯的衰減的情況，進(jìn)而產(chǎn)生不同程度的雨衰，進(jìn)而干擾衛(wèi)星測(cè)控通信的正常傳輸。這種自然干擾是在所難免的，受到自然和天文現(xiàn)象的影響，在實(shí)際的防范過程中，可以采取行之有效的預(yù)警措施，以此有效減少此類因素對(duì)衛(wèi)星的通信干擾。

（四）人為干擾

通常我們所稱之為的人為干擾主要指的是因?yàn)槿藶榈囊蛩赜心康摹⒂杏?jì)劃的干擾衛(wèi)星測(cè)控通信，它有著比較強(qiáng)的破壞性和危害性，導(dǎo)致運(yùn)行方往往措手不及，而且在被破壞之后，會(huì)產(chǎn)生十分嚴(yán)重的后果，且在修復(fù)的過程中面臨嚴(yán)峻挑戰(zhàn)，難度很大。

三、衛(wèi)星測(cè)控通信抗干擾技術(shù)

在衛(wèi)星測(cè)控通信的過程中，要想確保各類干擾形式能夠得到充分的預(yù)防和規(guī)避、處理等，需要結(jié)合實(shí)際情況更有效地應(yīng)用抗干擾技術(shù)，以此針對(duì)各類信息載體以及傳播方式進(jìn)行相對(duì)應(yīng)的處理，進(jìn)而確保衛(wèi)星通信系統(tǒng)具備更為優(yōu)良的抗干擾能力，從而安全穩(wěn)定的運(yùn)行，使相關(guān)信息傳輸更加正常高效且安全可靠，從根本上提高信息傳輸質(zhì)量和水準(zhǔn)。目前，從整體情況來看，相對(duì)應(yīng)的抗干擾技術(shù)主要體現(xiàn)在以下幾個(gè)方面：

（一）天線抗干擾技術(shù)

天線抗干擾技術(shù)可以更有效地接收己方信號(hào)，同時(shí)有效規(guī)避它方的信號(hào)干擾，因此天線抗干擾技術(shù)在實(shí)際的應(yīng)用過程中得到最為廣泛的應(yīng)用。且這項(xiàng)技術(shù)相對(duì)來說比較簡(jiǎn)單直接高效，所以在當(dāng)前的衛(wèi)星測(cè)控通信抗干擾過程中得到廣泛使用的應(yīng)用。

（二）擴(kuò)展頻譜抗干擾技術(shù)

針對(duì)衛(wèi)星測(cè)控通信而言，擴(kuò)頻技術(shù)有更為顯著的應(yīng)用價(jià)值，該技術(shù)和用戶與干擾源的相對(duì)位置沒有必然的聯(lián)系，它可以更有效的融合直接序列擴(kuò)頻和調(diào)頻兩種技術(shù)，例如，可以擴(kuò)頻直接序列，這樣可以對(duì)于干擾信息進(jìn)行更有效的過濾，使信干比得到更顯著的提升，同時(shí)通過調(diào)頻技術(shù)，提升其抗干擾能力。

（三）限幅和線性化技術(shù)

限幅是指將信號(hào)某種特性(例如電壓、電流、功率)超過預(yù)定門限值的所有瞬時(shí)值減弱至接近此門限值，而對(duì)其他所有的瞬時(shí)值予以保留的操作。限幅技術(shù)在具體的應(yīng)用過程中，可以規(guī)避轉(zhuǎn)發(fā)器中的功率放大器被上行干擾推向飽和。限幅技術(shù)包括兩種類型，分別是軟限幅和硬限幅。硬限幅轉(zhuǎn)發(fā)器在非線性狀態(tài)運(yùn)行，軟限幅轉(zhuǎn)發(fā)器在線性區(qū)域和限幅兩個(gè)區(qū)域運(yùn)行，因此通過這種技術(shù)可以進(jìn)一步有效提升功率的線性范圍，進(jìn)而使衛(wèi)星的抗干擾能力得到充分提升。

（四）無線光通信技術(shù)

無線光通信技術(shù)即 FSO，在實(shí)際的運(yùn)行過程中，把大氣當(dāng)作傳輸媒介，以此傳輸光信號(hào)，只在收發(fā)兩個(gè)端機(jī)間存在無遮擋的視距路徑和足夠的光發(fā)射功率，有效通信，可避免干擾因素的影響。該技術(shù)是一種新型的通信技術(shù)，融合光纖通信和移動(dòng)通信的優(yōu)勢(shì)，使其優(yōu)勢(shì)互補(bǔ)，這樣能夠更有效地實(shí)現(xiàn)寬帶傳輸，而且在組網(wǎng)的過程中更加機(jī)動(dòng)靈活，呈現(xiàn)出更為顯著的應(yīng)用優(yōu)勢(shì)和價(jià)值，無需進(jìn)行頻率申請(qǐng)，且有著更為顯著的抗電磁干擾能力，有良好的保密性和安全性，更安全可靠，所以在當(dāng)前的衛(wèi)星測(cè)控通信抗干擾領(lǐng)域得到十分廣泛的應(yīng)用，并呈現(xiàn)出顯著的應(yīng)用價(jià)值。

（五）編碼調(diào)制抗干擾技術(shù)

當(dāng)衛(wèi)星測(cè)控通信系統(tǒng)數(shù)據(jù)遇到差錯(cuò)，在這種情況下，可以有效通過該技術(shù)進(jìn)行相關(guān)問題的有效解決，同時(shí)使差錯(cuò)得到充分的糾正。前向糾錯(cuò)可利用的FEC 碼主要是卷積碼。當(dāng)衛(wèi)星通信系統(tǒng)遇到相關(guān)干擾因素的時(shí)候，可以有效采取級(jí)聯(lián)編碼方案解決相關(guān)問題，這項(xiàng)技術(shù)具有兩種簡(jiǎn)單級(jí)聯(lián)碼，相對(duì)于單一碼有更多的編碼增益。衛(wèi)星通信抗干擾的過程中可以有效通過恒包絡(luò)調(diào)制方式、PSK 技術(shù)等相關(guān)調(diào)制方式，進(jìn)一步有效實(shí)現(xiàn)抗干擾，針對(duì)不同類型的頻段信號(hào)采取與之相對(duì)應(yīng)的調(diào)制方式，這樣能夠進(jìn)一步提升衛(wèi)星測(cè)控通信系統(tǒng)的抗干擾容限。

四、衛(wèi)星測(cè)控通信抗干擾技術(shù)的發(fā)展趨勢(shì)

隨著科學(xué)技術(shù)的迅猛發(fā)展，我國(guó)在衛(wèi)星通信技術(shù)，特別是測(cè)控通信抗干擾技術(shù)方面進(jìn)一步加大研發(fā)和創(chuàng)新的力度，在原有的抗干擾技術(shù)的基礎(chǔ)之上，進(jìn)一步有效完善和優(yōu)化，提出了更加創(chuàng)新性、實(shí)效性更強(qiáng)的想法，在通信體制、通信手段等相關(guān)方面都不斷地改進(jìn)和完善，在這樣的情況下，進(jìn)一步有效研發(fā)出更為完善、體系化更強(qiáng)的衛(wèi)星通信技術(shù)，以此使其呈現(xiàn)出更加良好的抗干擾能力和預(yù)測(cè)能力，同時(shí)也能夠在更大程度上有效減少設(shè)備故障，通過多種類型的抗干擾技術(shù)進(jìn)行充分的融合，實(shí)現(xiàn)一體化的操作，這樣能夠更有效地融合各項(xiàng)技術(shù)的優(yōu)勢(shì)實(shí)現(xiàn)互補(bǔ)的效能，進(jìn)而使抗干擾技術(shù)和相關(guān)系統(tǒng)，有更為完善優(yōu)化的效果。在未來的發(fā)展過程中，著重針對(duì)衛(wèi)星測(cè)控通信系統(tǒng)的抗干擾技術(shù)進(jìn)行深入研究，并且在實(shí)踐的過程中對(duì)其進(jìn)行不斷的實(shí)踐演練，使其呈現(xiàn)出更為顯著的效能。在未來的發(fā)展過程中，首先，要加大智能天線技術(shù)的研究和創(chuàng)新的力度，并且把天線反射面特殊形態(tài)的設(shè)計(jì)融入其中，使其得以不斷地創(chuàng)新和改進(jìn)，以此獲得更理想更精準(zhǔn)有效的波束同時(shí)，還要加大對(duì)微帶平面天線的研究力度。其次，研究人員可以進(jìn)一步研究混沌序列，探索密碼序列設(shè)計(jì)的基本原理，同時(shí)在實(shí)踐和創(chuàng)新的過程中，以此為基礎(chǔ)，進(jìn)一步有效研發(fā)和創(chuàng)新更加強(qiáng)大的跳擴(kuò)頻碼，然后進(jìn)行相對(duì)應(yīng)的收集和整理，這樣能夠確保各類數(shù)據(jù)信息和相關(guān)信號(hào)等，能夠得到精準(zhǔn)有效的收集，呈現(xiàn)出更為顯著的應(yīng)用優(yōu)勢(shì)和價(jià)值。最后，加強(qiáng)多制式、多數(shù)據(jù)率調(diào)制解調(diào)器的創(chuàng)新和深入研究，在具體的操作過程中，要結(jié)合實(shí)際的應(yīng)用情況，對(duì)其進(jìn)行不斷地改進(jìn)創(chuàng)新，通過不斷的探索實(shí)踐和演練，進(jìn)一步增強(qiáng)衛(wèi)星的通信抗干擾能力，同時(shí)呈現(xiàn)出智能化自動(dòng)化的發(fā)展，有更高的發(fā)展層次，提供更優(yōu)質(zhì)的抗干擾服務(wù)，以此促進(jìn)衛(wèi)星通信領(lǐng)域?qū)崿F(xiàn)質(zhì)的飛躍和發(fā)展。

結(jié)束語

總而言之，從上面的分析中可以充分看出，在當(dāng)前的軍事和民事等相關(guān)領(lǐng)域的應(yīng)用過程中，越來越廣泛的應(yīng)用衛(wèi)星測(cè)控通信技術(shù)和通信系統(tǒng)，在這樣的情況下，就需要高度關(guān)注相對(duì)應(yīng)的干擾形式或者影響因素，然后切實(shí)結(jié)合實(shí)際情況，進(jìn)一步有效應(yīng)用相關(guān)抗干擾技術(shù)，使各類干擾因素得到充分的處理，進(jìn)一步有效促進(jìn)該通信系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)安全穩(wěn)定的運(yùn)行，呈現(xiàn)出應(yīng)有的價(jià)值和作用。