賀興 劉鑫 馬龍
摘要:為了評估通信電臺帶內連續阻塞干擾環境適應性,本文將我國軍現役某型超短波電臺為研究對象,分析通信裝備在多元連續波輻射效應下的預測模型建立情況,構建干擾效應試驗平臺,并進行實驗驗證。得出通信電臺處于多源連續波輻照下,阻塞干擾情況是否出現與峰值場強敏感指數以及等效場強有關系,預測通信電臺多源連續波輻照效應可依據多個敏感指數與1的大小來確定。
關鍵詞:通信電臺;多元輻射;阻塞干擾環境;預測模型
通信技術在各個行業的應用都較為普及。尤其是在軍事科技領域,在軍事對抗上更是離不開通信信息技術。針對目前通信技術的應用情況,更需要從加強對該技術的研究,提高通信技術的科技含量。此種形式下,通信信息化技術主要面臨的問題是電磁干擾武器的研發和電磁兼容問題。在電磁環境愈加復雜的情況下,如何提高通信電臺對多變復雜電磁環境的適應性,更好的發揮好通信電臺的作用是目前該領域人員尤為關注的問題。
1推導預測模型
1.1推導峰值場強敏感預測模型
通信電臺受到輻射場強峰值的影響,敏感性會很強,此時通信電臺受到多個輻射源單獨輻照,并形成臨界干擾,該情況下會呈現電壓Um,該電壓屬于臨界干擾電壓[1]??色@得以下關系式:x1E′1=Um;x2E′2=Um……xnE′n=Um。通信電臺受到n個輻射源同時作用時,會出現臨界干擾,此時臨界干擾電壓數值,不管是單獨作用還是n個相互作用,都是一樣的。S2=(E1/E′1)+(E2/E′2)+…+(En/E′n),通信電臺出現臨界干擾的情況是S2=1,大于1,等效干擾電壓>Um,此時電臺出現干擾情況;小于1,電臺可正常工作??梢奡2≥1通信電臺出現干擾,S2<1,通信電臺可實現正常通信。
1.2推導等效場強敏感預測模型
接收機得到電磁波信號后,可獲取以下輸入信號ui(t)=AiEicos(wit)+ASEScos(wSt),推導以上公式,最終可以得到以下公式,S1=(E1/E′1)2+(E2/E′2)2+ … +(En/E′n)2,其中,通信電臺處理臨界干擾狀態的是當S1=1時;S1大于時,通信電臺臨界干擾值小于通信裝備受到的干擾值,此時通信裝備不能完成正常的通信功能;當S1小于1時,通信裝備可以完成正常通信功能。由此可見S1≥1通信電臺出現干擾,S2<1,通信電臺可實現正常通信[2]。
2驗證預測模型實驗
2.1確定實驗方案
要想驗證以上預測模型,前提是構建多個干擾輻射源實驗平臺,在該平臺上對進行輻照實驗。實驗過程中可計算出以上兩個模型中有關數值,根據數值分析模型是否合適。本次實驗選取的實驗設計配置為雙源干擾輻照實驗設計配置。
該雙源干擾輻照實驗設計配置中,干擾電臺為兩臺,輸出的信號需要經過功率耦合器的加工,之后在進入功率放大器,最后信號被輸入到輻照天線。該實驗中輻照天線和受試電臺之間的距離五米。建材受試區域場強的變化采用光線場強計,光線場強計與電腦相連,電臺語言可在加工處理后與耳機相連。
本次實驗中需要的通信臺電為三臺,型號為A1型超短波通信電臺,通信電臺起到受試電臺和干擾信號發生源的作用。型號為EMR-200的場強檢測器,型號為BBA9105輻射天線。輻射天線的工作頻率在200MHz左右,14W為輻射天線可以承受的功率峰值。功率器型號NRVD。外加光纖線纜、雙向耦合器、同軸線纜多條以及功率合成器等[3]。
2.2確定試驗步驟
根據上述圖示進行設置,連接好各個組建并將其安置在場地開闊的地方。所選信號源為廣播信號。將與本次實驗無關的設備的信號源進行屏蔽,以免產生干擾。確定無誤后開始進行實驗。
第一,電臺頻點為電臺工作頻率,微調受試電臺,以聽到清晰的廣播信號為準。第二,將干擾信號發生源1打開,設定干擾頻率值fi,隨后將功率放大器輸出功率不斷增加,以監聽受試電臺聽不到有用信息為準[4]。連接場強計讀取場強數值。并逐個測量不同干擾頻率值下的場強閾值。第三,將干擾信號發生源1打開,電臺某個頻點為干擾頻率,并監聽信號輸出的清晰度。幾率信號被干擾并能將信號內容聽清此時的干擾場強E1。第四,發生源2打開,隨后與步驟三一致,記錄干擾場強E2。第五,參照步驟2頻點重復3、4內容記錄干擾場強數據[5]。
3實驗結果分析
雙源干擾輻照下場強閾值組合實驗結果,如下分析;第一組實驗參數為Δf1=15.1MHz,E1=9.12,E2=19.99,S1=0.62,S2=0.99;第二組實驗參數為E′1=39.84V·m-1,E1=12.00,E2=20.12,S1=0.66,S2=1.06;第三組實驗參數為Δf2=9.1MHz,E1=15.17,E2=18.15,S1=0.16,S2=1.05;第四組實驗參數為E′2=26.38V·m-1,E1=18.14(6.13),E2=29.33(28.99),S1=0.55(0.60),S2=1.05(1.10);第五組實驗參數為Δf1=13.1MHz,E1=6.13,E2=29.33,S1=1.26,S2=1.27;第五組實驗參數為Δf1=13.1MHz,E1=10.00,E2=28.99,S1=1.27,S2=1.34;第六組實驗參數為E′1=36.74V·m-1,E1=14.09,E2=27.84,S1=1.24,S2=1.41。
分析以上結果發現第一組實驗數據與等效場強敏感預測模型是相適應的,但是該組實驗數據與場強風致敏感模型是存在差異性。說明通信電臺受頻率組合干擾,產生了等效場強的敏感性,缺少對峰值場強的敏感性。第二組實驗數據從整體上看與兩種預測模型都是相適應的,即便是存在一組差異較大的數據,其原因是人為因素導致。說明該干擾頻率下,通信電臺對峰值場強和等效場強與存在較高敏感性。對比分析以上兩組數據發現通信電臺發生阻塞干擾的情況是其中一個預測模型出現干擾條件時[6]。因此實際工作中需要明確S1和S2兩個敏感指標,在此基礎下判斷通信電臺是否出現阻塞干擾。
4結論
實際工作中通信電臺是否受到干擾阻塞,需要結合兩個敏感指標,在將兩個敏感指標全部計算出來的基礎上,可以結合S1和S2數值判斷通信電臺是否受到阻塞干擾。當S1和S2均≥1時,通信電臺出現干擾,此時對兩個場強都非常敏感。兩者均<1時,通信電臺正常工作不會受到干擾。當是S1≥1,S2<1時等效場強是通信電臺敏感指標。反之當S1<1,S2≥1時,峰值場強是通信電臺敏感指標。以上就是筆者對通信電臺連續波多源帶內阻塞干擾規律的研究,加強該方面的研究可提高通信電臺在復雜環境下的適應性,對增強電臺抗干擾能力有重要作用。
參考文獻
[1]杜海兵,于永利,杜寶舟.某通信電臺帶內連續阻塞干擾環境適應性評估研究[J].電波科學學報,2018,33(5):619-623.
[2]杜寶舟,陳亞洲,程二威,等.某型無人機數據鏈連續波電磁輻照效應試驗分析[J].微波學報,2018,34(2):86-91,96.
[3]楊懷均.民航甚高頻地空通信電臺干擾及預防對策[J].通訊世界,2019,26(3):62-63.
[4]沈嘉寧,王倫文.通信電臺運動軌跡完備化方法[J].探測與控制學報,2018,40(6):18-22.
[5]陳秀國,樊欣欣,楊亞.基于超短波電臺的變電站臨時通信[J].中國科技縱橫,2019,(6):174-175.
[6]王雅平,魏光輝,潘曉東,等.通信電臺帶外雙頻干擾預測模型與試驗[J].電子學報,2019,47(4):826-831.