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军事卫星通信论文

2017-11-30 11:01:15  字体:   打印 收藏 

摘 要:美军军事卫星通信系统的研究现状及发展趋势 摘 要:介绍了军事卫星通信在现代战争中的地位和作用,着重分析了美军三大军事通信系统的研究现状及未来发展趋势,并说明了美军卫星通信系统发展带来的启示。 推荐期刊:《航天电子对抗》 现今,空间已经成为影响各

关键词:军事卫星通信论文


  美军军事卫星通信系统的研究现状及发展趋势

  摘 要:介绍了军事卫星通信在现代战争中的地位和作用,着重分析了美军三大军事通信系统的研究现状及未来发展趋势,并说明了美军卫星通信系统发展带来的启示。

  推荐期刊:《航天电子对抗》

  现今,空间已经成为影响各国军事主导权的重要领域,而空间的战场是靠通信卫星来掌控的,但是由于卫星的四周并无封闭的区域,其只能自始至终敞开暴露在空中,极易受到对方各种方式的攻击,因此卫星通信中的干扰与抗干扰的话题,始终成为这一领域关注的焦点。以下篇幅,笔者将对现阶段卫星通信所面临的干扰及抗干扰因素作以总结,并针对干扰及抗干扰问题,提出自己的浅薄之见。

  一、卫星通信所面临的干扰

  作为特殊信道的卫星信道由两条链路组成:上行链路和下行链路。对卫星通信系统的干扰通常是通过对这两条链路进行的。

  (1)对上行链路的干扰

  正是由于通信卫星都暴露在空中的确定轨道上,因此极容易被敌方发现并进行相应的干扰。而一旦上行链路中的转发器受到了干扰,那么通过此转发器的所有用户都会受到影响。

  (2)对下行链路的干扰

  由于地面站天线具有方向性,若想干扰通信卫星,必须使得干扰机接近信号接收地面站。对于军事卫星来说,不同种类的卫星受到干扰的程度各不相同。对于战略卫星而言,各国的地面站会设定一定的保护措施,使得敌方难以接近,因此干扰效果会大打折扣。而对于战术卫星来讲,由于其距离敌方较近,受到干扰的效果会较强。

  (3)对卫星的干扰

  若卫星本身受到干扰,则整个卫星通信系统将面临瘫痪的状态。由于卫星距离地球站以及干扰机相近,与二者之间的关系又是共视的,且卫星天线覆盖范围较广。因此,即使对天线的方向图进行了赋型处理,但是只要在邻国或公海有足够的EIRP,那么在卫星天线所能覆盖到得范围内,干扰地球站的信号就能对卫星起到干扰效果。

  二、卫星通信的抗干扰技术

  由于卫星通信干扰源的差异性,对通信系统产生的影响不尽相同。因此,为了确保卫星通信系统的正常运行,必须采用综合的手段与其对抗。

  (一)扩展频谱技术

  1.直接序列扩频(DS)抗干扰

  直接序列扩频信号通过高码率的扩频码序列来实现信号的频谱扩展,从而使得单位频带内的功率变小,使信号的功率谱密度变低。在此情况下,通信便可在热噪声和信道噪声的掩饰下,使对方忽略信号的存在。而在接收端采用相同的扩频码技术进行解扩从而恢复扩展后的信号。由于干扰信号与扩频码的非相关性,接收端在解扩时可实现对干扰信号的处理增益。

  2.跳频抗干扰

  跳频技术是目前主要应用于军用通信中的技术,它可以有效地避开干扰,发挥通信应有的效能。跳频是利用载波频率的随机跳变性来实现在一个远大于信号带宽的带宽内躲避干扰。对方如果要达到完全干扰信号的目的,那么必须要干扰整个带宽内相当大的范围。

  (二)星上处理技术

  主要有以下几种星上处理抗干扰应用:

  1.跳频星上处理抗干扰

  上行链路采用跳频抗干扰信号,在星上进行解跳和解调,然后将数据进行异步时分复用,重新调制后在下行转发。根据不同的系统要求,在星上还可以采用译码和重新编码技术,下行也可调制后采用跳频技术对下行链路进行保护。

  2.直接序列扩频星上处理抗干扰

  上行链路采用直接序列扩频抗干扰信号,在星上进行解扩、解调,数据通过异步时分复用后,重新调制在下行进行转发。根据不同的系统要求,在星上可以采用译码和重新编码技术,下行也可以采用直接序列扩频技术对下行链路进行保护。

  3.混合扩频星上处理抗干扰

  混合扩频主要是上行采用跳频抗干扰信号,信号传送到卫星上后,在星上完成解跳和解调。解调后的数据通过异步时分复用,重新调制后再经直接序列扩频后在下行链路进行转发。根据系统要求的不同,在星上还可以采用译码和重新编码等技术。

  4.星上Smart AGC抗干扰技术

  Sman AGC主要是根据强干扰与直接序列扩频通信信号包络的不同特点,通过自适应包络变换实现强干扰的抑制。当上行链路无干扰时,它不对信号进行包络处理,相当于线性放大器;当检测到上行链路强干扰时,通过将包络线性放大区向右移,从而产生零区,使多数干扰落入零区而被消除,而与强干扰相叠加的小信号部分被放大,因此改善了输出的信噪干比。

  (三)星上处理和星地宽带跳频相结合的抗干扰技术

  在星上通过对上行信号进行解跳和解调,将信号还原为数字信号,然后进行再调制再跳频。较大地提高了星上处理转发器的抗干扰能力。

  三、干扰分析决策系统

  每颗卫星都有自己的抗干扰体制,而在同一颗卫星上又存在着多种抗干扰体制。我们应该根据实际情况,有目的性的采取干扰措施,才能做到有针对性的抗干扰,达到抗干扰的效果。而采用了抗干扰手段后,必然会牺牲系统的有效资源,因此,需要建立一套卫星通信抗干扰分析决策系统,协调网内用户的通信采用的抗干扰体制。

  信号探测与侦收、信号的解析与判别、抗干扰决策系统、指令发布系统四部分,构成了一个完整的卫星通信的抗干扰支持与决策系统。

  (1)信号的探测与侦收:利用软件无线电技术,进行射频直接采样、数字下变频及多速率处理。达到接收进入卫星通信系统或转发器的信号的目的。

  (2)信号的解析与判别: 利用信号调制样式自动识别技术,对各种调制信号进行解调。以达到完成各种调制信号的解调,对信号进行敌我识别的目的。

  (3)抗干扰决策系统: 利用前面两部分所得到的结果,在系统被敌方干扰的时候,对干扰信号的性质进行分析,来确定:干扰的种类(瞄准式干扰、跟踪干扰和阻塞式干扰);受干扰转发器的数量、信号强度;受干扰转发器频带的数量;暂未受到干扰转发器资源的数量。确定了上述内容之后,就可以采取与之相对应的抗干扰体制,发布可以利用的频带及频率点,决定哪些站通信时需要采取抗干扰手段。

  (4)指令发布系统:通信系统根据抗干扰决策系统提供的指令,自动切换到相应的抗干扰工作方式。

  参考文献:

  [1]《浅谈卫星通信抗干扰技术》.石卫平.军民两用技术与产品. 2002.10

  [2]《军事卫星抗干扰技术及应用》.宋成勇、颜奇华.电子技术.2006.12

  [3]《新一代卫星通信系统抗干扰抗摧毁的研究》.邱永红、梁涛、于勇.无线通信技术.2003年第4期

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