衛星通信抗干擾技術及其發展趨勢

文/郭瀟瀟

衛星通信是現代社會一項必須可少的技術，尤其是隨著科學技術的普及，其更是成為廣大人民群眾日常生活中的一部分。其通過收集位于地球上的各個通信站的信號，并依托于微波形式進行大范圍傳輸，可以實現大范圍的信號覆蓋，且由于其傳送形式的特點，其所使用的頻段通信容量較大、電波傳輸過程中的信號損失較少，因此，可以保證較高的通信傳輸質量；同時，與傳統的通信技術相比，衛星通信技術打破了地理條件的限制，其組網便捷迅速，可以實現全球無縫銜接，這使得其成為當前世界范圍內通信系統的重要環節，廣泛應用于移動通信、廣播電視、軍事等領域。但在實際應用中，存在著各種干擾因素，這些因素會直接影響到衛星通信的信號傳輸質量，從而降低其通信效果。因此，必須強化衛星通信干擾技術的研究，針對性地解決各類干擾問題，從而提高衛星通信技術的安全性與可靠性。

1 干擾衛星通信效果的主要因素

1.1 通信系統之間的干擾

衛星通信系統是一項復雜的系統工程，其在運行的過程中，主要是利用通信轉發器上的通信信號處理設備，實現衛星地面站上行及下行衛星信號的傳輸。但在實踐中，受限于科學技術的發展，通信衛星的頻率資源仍然不夠完善，多數衛星需要使用相同的通信頻率進行分別工作，且往往只是依托于不同極化與不同調制的方式進行頻率的反復使用，如果衛星通信頻率復用、臨近衛星隔離度不夠，那么各個衛星系統之間很容易產生互相干擾的狀況。

1.2 生產生活中的電磁干擾

當前，隨著信息技術的普及，大量的電磁設備遍布人類生活的方方面面，這也使得地球范圍內“無時無刻”不再產生著大量的電磁信號，這些電磁波束所造成的電磁干擾，對于衛星通信的信號具有重要影響，其主要影響衛星通信系統向地面傳輸信號的過程。尤其是一些功率較大的廣播電視臺信號、微波通信等情況更是會造成較大的電磁干擾，同時，很多大型科研院所及工業制造業產生的電噪聲、大型醫療設備的電磁波等因操作不當而產生的雜波也會形成較強的電磁干擾。

1.3 自然干擾

自然干擾是干擾衛星通信效果的最普遍因素，且這種因素時不可避免的，由于衛星通信本身是基于宇宙環境而存在的，因此，宇宙范圍內星球的碰撞、太陽周期性運動等正常現象都會對其信號傳輸造成影響，這就要求不斷強化抗干擾技術。

1.4 人為干擾

相比于自然干擾因素，影響衛星通信質量的人為因素往往可以通過科技手段進行針對性的控制。在社會生活中，有一些不法分子出于逐利的要求，為了獲取違法的經濟效益，往往做出破壞衛星通信信號設備、對信號進行改路等，這都為衛星通信的安全性埋下了隱患。在未來的發展研究中，必須充分把握人為因素的各種情況，開發出能有效控制人為因素的相關抗干擾技術。

2 衛星通信系統抗干擾技術的主要類型

影響衛星通信信號傳輸質量的因素具有復雜性，且存在極強的不確定性，為了切實提高衛星通信系統的安全性與可靠性，就必須不斷強化衛星通信系統抗干擾技術的研發，為衛星通信系統的建設“保駕護航”。

2.1 天線抗干擾技術

天線抗干擾技術時應用最為廣泛的一種抗干擾技術，此項技術使衛星通信處于相對穩定的合理空間，保證其能實現理想的信號狀態。在天線抗干擾技術的輔助下，在面對來自于某一干擾源或多個干擾源的干擾時，一般情況下也能保證衛星通信信號接收工作的順利進行。當前，應用于實踐的天線抗干擾技術主要分為自適應調零技術、多波束天線技術、智能天線技術等。自適應調零技術可以有效控制天線的陣元，實現信息干擾調零化；多波束天線技術則主要通過控制衛星發射天線實現針對性的波束調整；智能天線技術通過在衛星信號入口部位安裝一種特殊的天線，這種天線能夠抵抗干擾因素的影響，并且能夠對天線列陣的信息號和方向給予控制、調整，從而實現對天線多個波束和零點的優化。

2.2 信號處理抗干擾技術

信號處理抗干擾技術主要包括擴頻和跳頻技術，其通過調節衛星通信系統的原有信號，選取合適長度的直擴序列從而將衛星信號所受的干擾分攤到較寬的通信頻段，并通過接收端的接闊將外來的干擾信號進行排查于去除，從而有效提高衛星通信系統的防干擾效能。

2.3 星上處理技術

透明轉發器是衛星通信系統的關鍵環節，也是最容易受到干擾因素影響的薄弱環節，如果遭到有針對性地認為干擾，那么將會造成極其嚴重且難以挽回的損失。針對于這一情況，需要有效地采用星上處理技術，彌補透明轉發器的不足。

3 衛星通信抗干擾技術的發展趨勢

在未來，隨著衛星通信系統的持續發展，衛星通信抗干擾技術必然也會迎來新的發展力度。衛星通信在運行中會受到多種復雜因素的影響，且這些影響往往是難以避免的，因此，必須加強衛星通信抗干擾技術的革新，才能為衛星通信系統的發展與運行提供更加穩定的環節。在未來的研究中，必須把握如下幾個方面：

（1）要加強新技術與新理論的引入，提高衛星智能天線開發利用的效率與功能，重點研究通信天線波瓣控制、微反射弧等方面，保障衛星通信信號的傳輸速度；

（2）積極結合飛速發展的新算法與數字處理設備，提高衛星通信抗干擾技術中擴頻及跳頻技術的效能，增強衛星通信系統在不同工作環境中的適用性；

（3）加強星上抗干擾調制器的開發與利用，增強其抗干擾效能；

（4）利用好無線光通信技術頻帶寬、速率高、頻譜資源豐富、抗干擾能力強的優勢，拓展衛星通信系統的頻率資源。

4 結束語

當前，隨著衛星通信技術的蓬勃發展，人類生活與衛星通信技術的聯系更加緊密，在實踐中，為了保障衛星通信技術的效果，必須增強衛星通信技術的抗干擾性能，而由于衛星通信工作環境的復雜性，其常常需要面臨各種類型的干擾，這都對其提高使用效果造成了挑戰，因此，加強對衛星通信抗干擾技術的研究十分必要。