衛(wèi)星通信抗干擾系統(tǒng)

1、衛(wèi)星通信抗干擾系統(tǒng)一般可理解為，通信裝備及系統(tǒng)為對抗干擾方利用電磁能和定向能控制、攻擊通 信電磁頻譜，以提高其在通信對抗中的生存能力所采取的通信反對抗技術(shù)體系、方法 和措施。一般說，通信抗干擾的基本體系、方法、措施可分為三類：1、信號處理。如直接序列擴(kuò)頻技術(shù)（DS-SS）,其關(guān)鍵參量是作為時(shí)間函數(shù)的 相位；跳頻技術(shù)（FH-SS）其關(guān)鍵參量是作為時(shí)間函數(shù)的載 頻；等等。2、空間處理。如采用自適應(yīng)天線調(diào)零技術(shù)，當(dāng)接收端受到干擾時(shí)，使其天線方 向圖零點(diǎn)自動(dòng)指向干擾方向，以提高通信接收機(jī)的信干比。3、時(shí)間處理。如猝發(fā)傳輸技術(shù)，由于通信信號在傳輸過程中暴露的時(shí)間很短暫,從而大大降低了被干擾方偵察、截獲的

2、概率。通信抗干擾技術(shù)研究的就是在已知或預(yù)測敵方的干擾手段情況下，在上述技術(shù) 基礎(chǔ)上（當(dāng)然不排除以后有新的技術(shù)類別）選取適當(dāng)?shù)募夹g(shù)手段來消除或減輕敵方干 擾，而使我方需要進(jìn)行的通信能夠延續(xù)的一項(xiàng)技術(shù)。對敵方的干擾性質(zhì)，強(qiáng)度、種類、 手段、采用的體系，了解得越清楚，采取的措施越有針對性，取得的效果也越好。由 于敵方的對抗手段往往是綜合的、多變的，有的可能是完全新穎的，所以抗干擾的手 段也必須采取多種方式的結(jié)合才能取得較好的效果。通信抗干擾技術(shù)的特點(diǎn)：1、對抗性強(qiáng)，技術(shù)綜合性強(qiáng)，難度高，發(fā)展快，某種程度上說是敵我雙方智慧和技術(shù)的斗爭。通信的成敗關(guān)系著戰(zhàn)爭的勝負(fù)，所以此技術(shù)對抗性很強(qiáng)。通信抗 干擾有了

3、新技術(shù)，搞對抗的就想新的對策 ,反過來也一樣，這樣就促進(jìn)了技術(shù)的發(fā)展和難度的提高。2、對技術(shù)的實(shí)用性和可靠性的要求高，通信抗干擾必須在戰(zhàn)場上實(shí)際解決問題。 指標(biāo)高而不可靠或不實(shí)用是不能容忍的，其后果不 堪設(shè)想。相關(guān)技術(shù)通信對抗；擴(kuò)頻技術(shù)；抗干擾電臺；衛(wèi)星通信抗干擾 技術(shù)難點(diǎn)1、提高跳頻速率有利于抗干擾，但跳速提高需解決如下問題：接收機(jī)中頻濾 波器產(chǎn)生的瞬時(shí)擾動(dòng)問題；發(fā)射機(jī)功率輸出截止?fàn)顟B(tài)產(chǎn) 生的過渡問題；頻率合成器高速頻率切換問題；對鄰道的干擾問題；同步問題。在短波跳頻時(shí)，高速跳頻的頻率合成器、寬帶天線、寬帶功放都是技術(shù)上應(yīng)當(dāng) 解決的問題。2、擴(kuò)頻系統(tǒng)中常用的專用高速集成電路（例高速PN碼發(fā)生

4、器、調(diào)制器等） 及數(shù)字信號處理器DSP的開發(fā)和研制生產(chǎn)是通信抗干擾技 術(shù)突破的重要保證。3、新型擴(kuò)頻碼的研究和工程化。這既是發(fā)展方向，又是技術(shù)難 點(diǎn)。4、自適應(yīng)天線對于干擾信號的抑制原理已如前述，目前已得到 越來越多的應(yīng) 用。正在成為通信抗干擾技術(shù)的一個(gè)重要方面。但在HF/VHF/UHF實(shí)現(xiàn)自適應(yīng)調(diào)零 天線，目前尚有一定困難。國外概況在電子對抗中，誰贏得了通信的主動(dòng)權(quán)，誰就可以取得戰(zhàn)爭的勝利?？垢蓴_通信 是電子戰(zhàn)的一部分，國外許多國家都非常重視通信抗 干擾技術(shù)的發(fā)展，都投入大量人 力、物力、財(cái)力進(jìn)行通信抗干擾技術(shù)的研究。由于擴(kuò)展頻譜技術(shù)具有信號頻譜寬、波 形復(fù)雜、參數(shù)多變、安全隱蔽等顯著特點(diǎn)，

5、已成為當(dāng)代通信抗干擾技術(shù)的重要發(fā)展方 向和體制，也成為通信對抗技術(shù)的主要發(fā)展方向與體制。國外常用的有跳頻技術(shù)、直 接序列擴(kuò)頻技術(shù)、跳時(shí)技術(shù)、混合擴(kuò)頻技術(shù)等。當(dāng)然還有非擴(kuò)展頻譜類的抗干擾技術(shù)， 如自適應(yīng)天線技術(shù)、猝發(fā)通信技術(shù)、糾錯(cuò)編碼與交織編碼技術(shù)、分集技術(shù)等。我們以 擴(kuò)展頻譜技術(shù)為主，適當(dāng)結(jié)合其它方式來介紹通信抗干擾技術(shù)。一、擴(kuò)展頻譜抗干擾技術(shù)1、跳頻技術(shù)（FH）跳頻技術(shù)是用擴(kuò)頻碼序列去進(jìn)行頻移鍵控，使載波頻率不斷跳變而擴(kuò)展頻譜的 一種方法。它是一種比較成熟的抗干擾技術(shù)，具有較強(qiáng)的抗干擾能力，已在戰(zhàn)術(shù)通信 中得到廣泛的應(yīng)用。國外自六十年代起就對跳頻體制的理論和技術(shù)進(jìn)行了研究，七十 年代即研制出

6、 實(shí)用的跳頻電臺，到了八十年代，跳頻電臺已成為世界 各主要國家的重要通信裝備。 隨著調(diào)制技術(shù)、編碼技術(shù)、微電子技術(shù)、特別是DSP技術(shù)和計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的迅速發(fā) 展,跳頻技術(shù)在90年代又有了新的發(fā)展，目前正向著自適應(yīng)、高速、變速率和寬帶的 方向發(fā)展。初期跳頻電臺大多采用分頻段跳頻，其跳頻帶寬也較窄，跳頻速率也較低。例英 國450系列UHF/SSB電臺的帶寬為5MHz,跳頻速率僅30跳/秒。專家們分析，快速 跟蹤式干擾很難對中高速跳頻電臺進(jìn)行有效干擾，可采用a.提高跳頻速率；b.加大跳 頻帶寬，既可分頻段跳，也可全頻段跳；c.變速跳頻；d.適當(dāng)增加跳頻組網(wǎng)數(shù)目等方法 來對付快速跟蹤式干擾。而對于寬頻

7、段阻塞式干擾則除同上a、b外，還可米用自適 應(yīng)跳頻的辦法。例如，美國的Milstar軍事星在EHF頻段因頻譜資源豐富，可在1GHz 的頻帶內(nèi)實(shí)現(xiàn)快速寬帶跳頻，使得現(xiàn)有的干擾技術(shù)無法對它實(shí)施有效的干擾。法國 Thomson CSF公司的350H系列電臺和SYSTEM 3000系列中的TRC 3500 電臺都利用了 S KYHOPPER自適應(yīng)跳頻模式。能有效地對付阻塞干擾和點(diǎn)頻干擾， 提高信道利用率（達(dá)50%）,并改善通信質(zhì)量。另外，英國Racal公司生產(chǎn)的Panther- H高頻電臺有通用定頻、自適應(yīng)定頻和智能跳頻三種方式。在智能跳頻方式中可對128 個(gè)頻率掃描，從中選出一組靜噪頻 率。據(jù)稱這種

8、智能跳頻方式在傳輸質(zhì)量上優(yōu)于傳統(tǒng) 方式，而且比SKY HOPPER自適應(yīng)跳頻能力有所提高。采用跳速多變的方式，可不斷 打亂敵方的偵察和跟蹤部署，是有效的抗跟蹤干擾措施之一。目前，國外報(bào)導(dǎo)的變速 跳頻電臺多是半自動(dòng)變速或有限種跳速隨機(jī)可變，有些可通過隨機(jī)性信令實(shí)現(xiàn)跳速索 引。如美國Utlon公司早在80年代中期就推出多速率的7680抗干擾通信設(shè)備。法國 Thomson CSF公司1 996年推出的海軍電臺ERM 9000 （ VHF/UHF ）亦具有 低速和快速跳頻能力。PR4G系列電臺之一TRC9600機(jī)載跳頻電臺具有快速/中速跳 頻 速度變換能力。南非Grinel通信公司生產(chǎn)的TRC 160

9、0背負(fù)電臺是一種多速率 （慢、中、快）多波形抗干擾電臺，該公司推出的另一種TRC- 1600多模式背負(fù)電 臺具有可變跳頻帶寬（5MHz 175MHz ）和可變跳速（4 33Hz （ SSB）, 70Hz （ FM/AM）功能，同時(shí)還有智能AFC （自動(dòng)頻率控制）、AGC （自動(dòng)增益 控制）等功能。瑞典Shadow技 術(shù)公司于1995年推出的SFH 41型CHAMELEON# 頻VHF手持電臺有3個(gè)跳頻速率（分別為12.5、20、50跳、秒）,且跳速在任何頻 率上的駐留時(shí)間都很短?，F(xiàn)有掃描器還很難鎖定這樣的信號，因此其防竊聽、抗干擾 能力更強(qiáng)。功率自適應(yīng)跳頻是通信方對每個(gè)有效頻率自適應(yīng)地調(diào)整發(fā)射

10、功 率，使功率輸出 在滿足收端正常接收的情況下達(dá)到最低，提高信號的隱蔽性，從而達(dá)到抗干擾目 的，其關(guān)鍵技術(shù)是寬帶、大動(dòng)態(tài)范圍的可變增益功率放大器。以色列Yadiran通信 公司的HF 6000自適應(yīng)HF/SSB跳頻電臺，可在全頻段自適應(yīng)跳頻，其跳速在15 -20跳/秒范圍可變。具有自適應(yīng)射頻功率輸出，自動(dòng)化信道頻率選擇，機(jī)內(nèi)自 動(dòng)建立鏈路等功能。此外，跳頻空閑信道搜索跳頻（跳頻FCS）是一種新的跳頻自適應(yīng)技術(shù)。法 國Thomson CSF公司的新型戰(zhàn)術(shù)通信系列電臺PR4G在1 996年的改進(jìn)中增加 了跳頻空閑信道搜索功能，這種方式在每次通話前對全部信道進(jìn)行空閑信道檢測， 即使大部分頻率被干擾，

11、仍可保持 通信。分跳頻（DFH）技術(shù)是一種新的跳頻技術(shù)，美國Lockheed Sanders公司1995 出品的HF增強(qiáng)型相關(guān)跳頻電臺（CHESS是一種能保障 低截收和檢測概率及高抗干 擾能力的高速短波跳頻系統(tǒng)。它是新一代短波擴(kuò)展頻譜技術(shù)的代表。跳速5000跳/ 秒，信道探測每秒開銷200個(gè)頻率，其余4800個(gè)頻率用于傳數(shù)據(jù)。無糾錯(cuò)時(shí)最高數(shù) 據(jù)率可達(dá)19. 2kbit/s o當(dāng)以4.8kbit/s速率發(fā)射時(shí)，電臺誤碼率為1x105。2、直接序列擴(kuò)頻技術(shù)（DS）直接序列擴(kuò)頻是一種真正對抗的抗干擾體制，它將有用信號在很 寬的頻帶上進(jìn) 行擴(kuò)展，使單位頻帶內(nèi)的功率變小，即信號的功率譜密度變低，通信可在

12、信道噪聲和 熱噪聲的背景下，用很低的信號功率譜 進(jìn)行通信，使信號淹沒的噪聲里，敵方不容易 發(fā)現(xiàn)信號。該技術(shù)的特 點(diǎn)是信號隱蔽性好，截獲概率低，并能抗多徑干擾，而且容易 實(shí)現(xiàn)碼分多址體制。直接序列擴(kuò)頻技術(shù)在衛(wèi)星通信，例跟蹤與數(shù)據(jù)中繼衛(wèi)星系統(tǒng)、微波通信、數(shù)字蜂 窩通信中結(jié)合CDMA多址技術(shù)及軍用電臺中得到了廣 泛的應(yīng)用，提高了通信的抗干 擾能力。由于器件的進(jìn)步及混沌理論的直接序列的出現(xiàn)，使直接序列系統(tǒng)更利于同步 和減少碼間串?dāng)_，為實(shí) 現(xiàn)超寬帶序列擴(kuò)頻創(chuàng)造了條件。典型的產(chǎn)品有美國SICOM公司1995年在美國95年聯(lián)合武士互通 性演示驗(yàn)證 （JWID'95 ）演示會(huì)上演示它開發(fā)的寬帶短波收發(fā)信機(jī)。而西德TST公司生產(chǎn)的TST一 2007無線保密電臺，采用直接序列擴(kuò)頻技術(shù)，在29MHz帶寬上編碼，使每赫茲的功 率很少，以致在近距離上 也難以檢測到傳輸信號。為了增加直擴(kuò)系統(tǒng)的處理增益，?？刹捎肕元擴(kuò)頻的方法，M元 擴(kuò)頻（或稱軟 擴(kuò)頻）方式將基帶信號的K個(gè)比特分成一組，從而形成一個(gè)K位的地址信號，總共有 2k地址，