卫星通信抗干扰技术及其发展趋势

卫星通信抗干扰技术及其发展趋势
摘要;卫星通信本质上属于无线通信方式,即在地球轨道上借助卫星实现中继通信。它广泛应用于定位、检测和通信。随着当今时代科学技术的发展和创新,以及人们对通信需求的不断增加,卫星通信技术逐渐成熟。然而,由于大多数通信卫星处于地球静止轨道,这种独特的限制导致大量卫星部署在地球轨道上。因此,对频率资源的利用有很大的限制。面对日益增长的通信业务需求,我们要积极推进卫星通信抗干扰技术的创新和优化,在了解各种干扰因素的基础上有效应对,努力维护卫星通信的安全稳定。
关键词:卫星通信;抗干扰技术;发展;趋势
1 卫星通信的干扰因素
1.1 电磁干扰
安全仪表系统电磁干扰是影响卫星通信质量的典型因素。当今时代,随着电子技术和信息技术的不断发展和创新,电子设备已经渗透到人类社会的各个角落,这些电子设备发出的电磁信号必然会影响卫星通信信号的传输,尤其是雷达系统、广播信号和微波通信,这种电磁干扰功率大,影
响不可忽视。此外,工业生产设备的电气噪声、医疗设备的电磁波以及地球站设施质量问题造成的杂波也在一定程度上影响了卫星通信的信号传输质量。
1.2通信系统干扰
在卫星通信系统运行过程中,地面站与卫星之间的信号传输主要依靠通信信号处理设备来实现。随着这项技术的广泛应用,技术创新没有同步提高,导致现有卫星频率资源不足。它们中的大多数只能在同一频率上独立运行。此外,由于相邻卫星之间的隔离不够,卫星通信之间可能存在耦合效应,导致通信质量下降。
1.3自然环境干扰
自然环境干扰难以避免,主要是因为卫星处于宇宙环境中。无论是太阳噪声、行星运动、大气粒子散射、电离层闪烁、太阳黑子异常等,产生的射线或能力都有能力产生覆盖范围广的高能电磁波束,这将不可避免地影响卫星通信系统的正常运行,信号传输质量降低。
2 卫星通信抗干扰技术分析
2.1 扩展频谱技术
扩频技术是将编码序列的频谱独立于信号进行扩展,使其带宽远远超过所需的最小范围。扩频技术是目前应用最广泛的抗干扰技术。根据扩频方法的不同,扩频技术可分为三种类型,即直接序列扩频、跳频、混合扩频等。其中,直接序列扩频技术是在信号发射端用大速率伪随机码序列直接扩频信号的频谱,降低单位频带内的功率谱密度,将信号淹没在噪声中;信号的接收端使用与发射端相同的伪随机码进行频谱去扩,可以在恢复信号的同时抑制干扰能量,从而提高信号的噪声比,达到阈值。在该技术中,伪随机序列的长度越长,信号的持久性越强。如果干扰源较弱且信道质量良好,则可以降低扩频比以提高信息速率。相反,如果干扰源强,则可以增加扩频比以提高系统的抗干扰能力。因此,直接序列扩频技术体现了频谱隐蔽性好、信号干扰难的优点。根据预设的跳频模式,使信号在多个载波频率之间随机跳频是跳频技术。在这种形式下,下载波的频率是接连动态切换的。 作业在突发传输状态能够大大提高卫星通信体系的抗干扰功能。 跳频技术适用于宽扩频带宽。目前,智能跳频技术在工程实践中得到了广泛的应用,因此加强跳频技术的研究具有重要意义。通过研究跳频速率可以提高卫星信号的抗干扰性能,通过研究跳频带宽范围可以提高卫星通信系统的抗干扰处理增益。如果干扰因素影响跳频系统中的某个频率,可以使用智能跳频技术来识别跟踪频率并改变跳频频率。因此,智能跳频技术的抗干扰性能非常优越。
混合扩频技术是指直接序列扩频技术和跳频技术的结合,它结合了两种扩频方法的优点,增加了信道频率转换的功能。因此,混合扩频技术具有更高的抗干扰性能。在直接序列扩频通信中,扩频的中心频率在相对扩频带宽内按照预定的跳频模式快速抖动。虽然混合扩频技术不像直接序列扩频通信那样具有额外的抗干扰能力,但它具有更好的抗截获能力和抗干扰能力。然而,混合扩频技术对系统硬件和软件设计有很高的要求,因为混合扩频技术对接收端的载波捕获和定时同步有很高的要求。如果系统硬件或软件性能较差,则无法捕获快速跳频载波信号。正是由于这个问题,混合扩频技术一直没有在实际工程中得到应用。
2.2 天线抗干扰技术
天线干扰技术是指通过波束赋形和灵活覆盖技术进步天线接纳信号的才能。天线干扰技术包括智能零天线和多波束天线。关于邻星干扰、同频干扰、宽带干扰、窄带干扰,智能零位天线使用正常信号与干扰信号的差异,对单元阵列进行加权修正和减小开线方向图。指向干扰信号方向的旁瓣波束,调整卫星信号的起始方位,达到抗干扰的目的。明显消除干扰源,降低旁瓣信号,最终按捺干扰,进步卫星信号系统的抗干扰才能。在整个过程中提
供智能操控。多波束天线主要有三种类型,即用于防护设施的多波束天线、传输多波束天线、直接辐射相控阵多波束天线、,其技术原理是根据实际应用场景中的频谱特性,将波束自动转换为正常卫星信号所需的频率范围,在实际运行过程中,一个或多个卫星信道在受到该技术干扰后可立即停止,并预留卫星信道,尽量减少干扰因素对卫星通信系统的影响。
2.3卫星负载的抗干扰技术
卫星有效载荷技术水平的小幅提高可以使整个卫星通信系统的性能翻一番。因此,卫星有效载荷抗干扰技术的应用也非常普遍,这是提高整个卫星系统抗干扰能力最直接、最有效的手段。卫星负载抗干扰技术不仅可以抑制干扰信号影响直放站的正常工作,还可以防止信道阻塞。根据接收信号是否经过处理,卫星负载转发器可分为两类,即车载透明转发器和车载处理转发器。车载透明转发器的抗干扰处理主要采用智能AGC技术,智能信封可更换,可自动检查链路是否受干扰信号影响,卫星转发器前端采用智能AGC技术,可以有效减少上行强干扰对应答器功放功率的掠夺,从而大大提高卫星通信系统的抗干扰能力。星载处理直放站的抗干扰性能优于星载透明直放站。车载处理直放站可以识别上行干扰,并进行智能处理,以减少或消除干扰信号的影响。
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3 卫星通信抗干扰的发展趋势
目前,我国也在逐步加大对卫星通讯抗干扰新技术研讨的根底上,加大对更加科学的通讯体系和通讯手段的研讨。预计卫星通讯技术的规划将与时俱进,不只具有高预测能力,而且具有最低的保证,并能有效抵御各种干扰预防造成的各种干扰。根底。
未来卫星通讯抗干扰技术的研讨可以会集在三个方面:首先,要加强对智能天线技术的研讨,比如规划特别形状的天线反射器,这样可以获得比较抱负的波束。同时,需求加强对微带平面天线的研讨。其次,研讨人员可以进一步研讨混沌序列,探究暗码序列规划的基本原理,收集和组织功能更强的跳频扩频码。最终,咱们将加强对多规范、多数据速率调制解调器的研讨。随着时刻的推移,我国的卫星通讯抗干扰能力越来越强壮,相信我国卫星通讯的发展速度将一直保持在较高水平。
结束语
虽然我国的卫星防干扰技术在不断发展的过程中完成了品种繁多、数量添加。可是,咱们不能满足于目前的状况。要加大对卫星通讯防干扰技术研讨的投入,通过先进技术不断提高日本防卫星干扰能力,充分发挥卫星通讯体系的作用。
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孟野 男 汉 199303江苏徐州
助理工程师 本科 卫星通信
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