衛星接收機干擾抑制關鍵技術的研究與實現

尉景輝 柳賢子

1.2.內蒙古自治區廣播電視傳輸發射中心扎賚特775臺 內蒙古 興安盟 137600

計算機與互聯網等現代化先進技術的不斷發展和廣泛應用，對通信技術的研究和發展起到了積極的推動作用，使得以衛星導航及衛星移動通信系統等為主要結構組成的空間無線電通信技術，在現代社會通信發展中逐漸成為一種重要的技術工具。其中衛星通信系統在實際應用中，具有實時性、高精度等技術特征，在各行業領域均有廣泛應用。衛星接收機作為衛星通信系統中的重要接收設備，對衛星通信系統的整體性能和通信應用質量存在著較大影響。因此，針對衛星接收機的干擾抑制關鍵技術進行研究，以避免衛星通信系統運行中受到接收機的干擾和抑制影響，具有十分積極的作用和意義。下文結合衛星接收機工作中的受干擾形式，對其抗干擾方法以及干擾抑制的關鍵技術進行論述。

1 衛星接收機的受干擾形式分析

衛星通信系統在通信領域中應用，雖然具有較為突出的技術特征和優勢，但也存在容易受干擾缺陷，從而使衛星接收機等通信設備在復雜電磁環境中的應用存在較大局限性。其中，外部環境對衛星接收機的干擾作用主要表現為空間中傳播的非期望信號，由于其功率過大，導致對期望信號的正常接收產生影響，使其信號傳播效果較差。以廣播電視信號傳播中對衛星接收機的應用為例，由于這類信號功率相對較小，在信道環境的干擾復雜因素表現較強時，就會對衛星信號傳輸質量產生影響，使其信號傳輸呈現不穩定等現象，嚴重影響廣播電視節目的播放和收看。

對衛星接收機干擾形式的分析，通常需要從兩個不同的層面進行，即潛在干擾與人為干擾。其中，潛在干擾主要以帶內、帶外的射頻干擾和環境干擾等為主，人為干擾可以分為壓制式干擾、分布立體式干擾以及欺騙式干擾。壓制式干擾是指衛星接收機運行過程中，通過利用干擾信號發射，來實現衛星接收機前端信號的壓制，并對衛星導航信號的頻譜范圍形成覆蓋的一種干擾信號類型，它會導致衛星接收機運行中的系統中斷概率提升，并對衛星接收機的定位精準度造成不利影響，最終使衛星接收機不能對衛星信號進行正常跟蹤和捕獲，造成衛星信號通信中斷。分布式立體干擾是在衛星接收機通信過程中，通過多種形式的干擾作用，共同形成對衛星接收機的信號傳遞與通訊干擾，其中，干擾作用包含地面、星載、空中等情況。欺騙式干擾在衛星接收機通信干擾中，是以對干擾信號的良好隱蔽性特征利用為基礎，通過發射和衛星信號參數相同的假信號，對衛星接收機的高精度信號接收及其通信效果產生干擾作用和影響。

2 衛星接收機的抗干擾措施與干擾抑制關鍵技術研究

2.1 衛星接收機的抗干擾措施

通常情況下，衛星接收機系統組成包括天線、射頻、信號處理以及低噪聲放大等不同的結構模塊，而衛星本身功率較小與發射信號相對較弱是導致衛星接收機通信過程中受到干擾抑制的主要原因。因此，在進行衛星接收機抗干擾設計中，可通過對衛星的抗干擾技術加強、對地面接收設備的抗干擾技術改善等措施，來促進衛星接收機抗干擾性能的改進和完善，從而提高衛星接收機的通信質量和效果。對衛星接收機抗干擾技術的強化，需要通過增加衛星的發射功率以及對方向性天線、高精度原子鐘、發射導航衛星等強化進一步促進衛星接收機抗干擾能力的提升；對地面接收設備的抗干擾能力改進和優化，則需要通過對干擾信號的特征進行分析，同時通過相位濾波以及空間調零、空域濾波、極化抗干擾等方法的應用，實現地面接收設備抗干擾性能的有效強化。

2.2 衛星接收機干擾抑制關鍵技術分析

對衛星接收機干擾抑制關鍵技術的分析中，結合衛星系統通信運行中干擾抑制作用的全方位與立體化特征，在采用單一的抗干擾技術進行設計應用時，其作用效果相對有限。比如，對衛星接收機運行中的窄帶干擾作用，可以通過域頻濾波方法進行有效抑制。而對寬帶干擾作用一般需要通過空時濾波技術進行有效抑制，對同時存在寬窄帶干擾的衛星接收機信號干擾情況，在具體設計中需要通過兼容頻域濾波與空時濾波關聯設計實現干擾抑制，從而對其干擾作用進行有效控制。

2.2.1 空時濾波干擾抑制技術分析

衛星接收機的干擾抑制中，空時濾波干擾抑制技術，也被稱為是空域自適應濾波技術，它是通過對有用信號和干擾信號的夾角進行利用，來實現空域中的有用信號提取，從而實現對干擾信號的有效抑制。其中，上述干擾抑制技術在具體應用中，能夠通過各級單個陣元通道延時形成的FIR 濾波，實現時域內的干擾去除。此外，從相同的時間延遲節點進行分析，在不同陣元中，空域自適應濾波進行干擾源有效區分后，也能夠形成空域零陷，從而實現干擾抑制。值得注意的是，在實際應用中，如果想實現從信號處理層面的信號處理模塊研究，就需要通過空時濾波自適應算法，結合濾波器輸入的特征，在相應的數據處理基礎上，利用捕獲跟蹤算法，對衛星接收機的抗壓制式干擾與抗欺騙式干擾進行設計和改進，從而在實際干擾抑制應用中達到較好的作用和效果。采用開環算法對衛星接收機的干擾抑制性能進行設計和改進過程中，不需要對特征值分布進行考慮，就能夠實現較寬動態范圍內的干擾抑制，其適應性表現更加突出。

2.2.2 頻域干擾抑制處理

頻域干擾抑制技術在衛星接收機中的干擾抑制實現，是通過快速傅里葉變換算法，來滿足輸入信號向接收頻域的變換，并通過頻域處理模塊，對去除信號頻譜存在的窄帶干擾頻點，同時進行消除信號變換，使其返回到相應的時域，從而達到相應的頻域干擾處理與控制效果。其中，頻域干擾抑制技術在衛星接收機干擾抑制中應用，存在較小的信噪比衰減情況，但能夠通過對可變頻率的自適應消除，來達到相應的窄帶干擾抑制，具有較為突出的干擾抑制應用效果。

結束語

總之，隨著衛星通信系統在實際應用中對各終端設備的抗干擾能力要求不斷提高，對衛星接收機干擾抑制關鍵技術研究和應用，是當前所面臨的重要問題。其中，對衛星接收機干擾抑制關鍵技術研究，有利于促進其干擾抑制的設計水平與性能效果提升，實現衛星接收機等通信設備的干擾抑制技術改進與完善，從而促進其在各領域的廣泛應用，具有十分積極的作用和意義。