5g频谱分析仪(频谱分析仪测量)

海潮机械 2023-01-14 07:14 编辑:admin 121阅读

1. 频谱分析仪测量

频谱仪的测量范围是指在特定设置情况下,所能测量的最大信号电平与最小信号电平的差值。比如国睿安泰信的频谱仪GA4063的测量范围是+30dBm~-160 dBm.只有当频谱分析仪的分辨能力足够高的时候,才会在屏幕上正确反映信号的特性的。

2. 频谱分析仪测量驻波比

  卫星电视信号质量下降表现为马赛克增多、停停顿顿、接收机失锁甚至死机给人的第一感觉肯定是怀疑电视台或卫星有问题——是其发射的电视信号功率降低所致。

事实上正相反,真正由于卫星电视上行发射站或卫星的原因造成信号功率下降。以致接收质量降低的情况在实际中很少见,常她的多是由于自身接收原因所致。整个接收链路环符较多,很多情形都会造成信号质量的下降,因此出现问题时都需要考虑、综合分析,不能简单地归咎于是电视上行站或卫星造成。  首先肯定要先排除自身原因,而后再怀疑可能是卫星或上行站存在问题。  自身原因   很简单,自身原因就是由于自己人为或设备原因造成的故障。  1、人为原因   A、选用的天线是否过小或是质量较差   天线的选择非常重要,原则应是:必须选用质量好、精度高、对焦准的天线。作为个体接收不能盲目追求更小尺寸天线,但也不能迷信大口径天线。精度不够、对焦不准的1米Ku单收天线可能还不如0.75米天线接收的信号强。较小口径的天线固然安装方便、节省费用,但稍有“风吹草动”,如天气不好,信号受干扰等,马赛克现象会立刻出现。天线口径选择过大,接收余量多多,为了提高可用度作为专业接收那是必须的,但作为个体接收势必会造成不必要的支出。  卫星公司(或电视台)一般会根据卫星覆盖场强的不同及邻星协调等,给出一个不同地区的推荐天线口径。其已考虑到众多干扰因素并留出了一定的接收余量,故选用时应尽量采用推荐的天线口径或偏小一点(卫星公司推荐的一般偏保守些)即可。如无推荐,个体接收天线的口径只要选择晴天时大于信号的接收门限即可。  B、天线选址及布线不合理   天线选址不当,如选在靠近发射台站、风口、易被人或动物碰触或基础不牢靠的地方等,以及布线时靠近强电、周围可能存在干扰源等都是造成接收信号恶化的原因。  C、雨雪天气时未及时处理天线面积水   2、设备原因   A、天线对星不准   先考虑一下是否有大风可能将天线吹偏,如天线质量较差还有可能变形,以致对星不准;或是天线受到外物碰击;或是因多年工作天线产生机械形变等。  B、高频头本振L.O.(Locaf oscillator)频率漂移过大——影响正常收视的常见故障原因   衡量低噪声变频放大器LNB的指标较多,主要有:本振稳定度、噪声温度、增益和相位噪声等。高频头出现问题较多的是本振频率漂移过大。普通家用级高频头一般百十元左右,而专业级高频头价位却在干元以上,区别主要体现在本振频率稳定度上。而噪声温度、增益和相位噪声这几项指标固然也很重要,但从厂家提供的指标上对比来看,二者相差并不大,体现不出差别来。各生产厂家的标定并不统一,实测可能会更离谱。如噪声温度,有的厂家17KLNB同其它厂家20K的LNB是一样的。因此不能用上述3项指标的高低来衡量判别高频头的优劣,相信一分钱一分货还是有道理的。  LNB的频率稳定度由其本机振荡器的频率稳定度决定,本振种类如表一所示。家用LNB一般不带锁相环PLL(Phase Locked Loop),而专业级LN B基本都带PLL,即使不带PLL其内部也会采用高稳定度介质共振器DRO(Dielectric Resonator Oscillator)。  普通家用级高频头质量较难保证,工作性能不稳定,主要体现在本振频率热稳定性差,受环境温度影响漂移较大。实际接收符号率较低(即载波占用带宽小)的电视载波时,容易出现载波失锁现象。  对于本振频率漂移不严重的高频头,如无频谱仪测试频偏大小,解决方法是:当电视载波失锁时,将其应设置的频率增加或减小一个数值,如±500KHZ或±1MHZ,不断尝试加减直至稳定收视。而后再不断加减载波频率找出接收机失锁时的上/下限频率,将其取中后设置为实际接收频率即可。对于本振频率漂移严重的高频头,只能进行更换。  专业接收某星电视节目,每天例行巡检情况对比,可见LNB频偏在1.55MHz。之所以也采用普通高频头,目的是为了模拟个体单收情况。  C、线缆及接头   一般情况下,线缆及接头只要质量过关出现问题的可能性较小,但也不能完全排除。故出现问题时,考虑一下:   ※是否动过线缆;   ※重新布过线;   ※电缆头制作的质量是否不高,造成接头松动、接触不良或是芯皮短路;   ※防水是否没处理好,是否进水等。  如一切照旧则基本不怀疑此项问题。  一般专业接收天线馈源都加装塑料保护罩,防止线缆头、馈源进水、进异物等。家用接收可找个塑料饮料瓶套住即可。  D、接收机   接收机肯定要选用工作稳定可靠、品质好的。其内部的视频处理解码器如存在问题,会引起马赛克现象。如是因为通风、散热不良造成机内视频解码器工作失常,则注意为接收机散热即可;如是软硬件设计等原因造成图像出现马赛克,则需换另一品牌品质好些的接收机试一下,即可验证;如是网络GX解码,则网络速度及GX服务器处理速度都是影响图像质量的因素。  E、各种切换开关   当需要接收多颗卫星或多户接收时,就需要用到切换开关,如:0/12V、13/18V电压切换开关;0/22KHz脉冲切换开关、DiSEqC切换开关、各种功分器、线放等。这些器件如质量较差,信号衰减损耗会比较大,直接影响收视质量,因此选用好的切换开关也是非常重要的。  需要注意的是如采用的线缆长度不够,需串接电缆时,应注意电缆、接头、连接器阻抗要匹配,否则会产生反射,驻波比变大。电视载波会出现如图三所示的锯齿状,频响很差同样影响接收质量。  外在原因   既然不是自身原因,肯定就是外在原因,因素也很多。  1、上行站   A、上行设备如功放、调制器等因故障切换至备份设备,但功率未校准,上行功率下降;   B、上行站由A站切换至8站,功率未校准,上行功率下降;   C、天线自动跟踪不准,或天线需重新跟踪卫星;   D、电视载波存在超功率使用情况,被卫星公司纠正,故上行功率降低。  箭头所指的两个载波明显超过转发器功率标定限约3dB,属于超功率使用。左侧箭头所指即为电视载波,卫星公司要求其必须矧氏功率,否则将按其功率带宽收取转发器租赁费用。  之所以会产生这种情况是因为多载波工作的转发器,为了避免产生交调干扰,各个载波要按其占用转发器带宽的相应比例进行功率回退(单个载波使用整转发器则无需回退,故接收整转发器使用的大载波肯定要比小载波信号强)。由于初期转发器带宽使用不足,个别载波虽存在超功率使用现象,但对其它载波—糊成影响,卫星公司也就没有强行纠正。但由于载波越来越多,超功率使用的载波必须降到规定值,否则新上载波将无功率使用。此时当初贪图更小口径天线,未按标准选购天线的用户,收视肯定会受到影响。

3. 频谱分析仪测量实验

频谱分析仪mpb是研究电信号频谱结构的仪器,用于信号失真度、调制度、谱纯度、频率稳定度和交调失真等信号参数的测量,可用以测量放大器和滤波器等电路系统的某些参数,是一种多用途的电子测量仪器。它又可称为频域示波器、跟踪示波器、分析示波器、谐波分析器、频率特性分析仪或傅里叶分析仪等。

现代频谱分析仪能以模拟方式或数字方式显示分析结果,能分析1赫以下的甚低频到亚毫米波段的全部无线电频段的电信号。

仪器内部若采用数字电路和微处理器,具有存储和运算功能;配置标准接口,就容易构成自动测试系统。

4. 频谱分析仪测量实验报告

一、硬键、软键和旋钮:这是仪器的基本操作手段。

1、 三个大硬键和一个大旋钮:大旋钮的功能由三个大硬键设定。按一下频率硬键,则旋钮可以微调仪器显示的中心频率;按一下扫描宽度硬键,则旋钮可以调节仪器扫描的频率宽度;按一下幅度硬键,则旋钮可以调节信号幅度。旋动旋钮时,中心频率、扫描宽度(起始、终止频率)、和幅度的dB数同时显示在屏幕上。

2、 软键:在屏幕右边,有一排纵向排列的没有标志的按键,它的功能随项目而变,在屏幕的右侧对应于按键处显示什么,它就是什么按键。

3、 其它硬键:仪器状态(INSTRUMNT STATE)控制区有十个硬键:RESET清零、CANFIG配置、CAL校准、AUX CTRL辅助控制、COPY打印、MODE模式、SAVE存储、RECALL调用、MEAS/USER测量/用户自定义、SGL SWP信号扫描。光标(MARKER)区有四个硬键:MKR光标、MKR 光标移动、RKR FCTN光标功能、PEAK SEARCH峰值搜索。控制(CONTRL)区有六个硬键:SWEEP扫描、BW带宽、TRIG触发、AUTO COVPLE自动耦合、TRACE跟踪、DISPLAY显示。在数字键区有一个BKSP回退,数字键区的右边是一纵排四个ENTER确认键,同时也是单位键。大旋钮上面的三个硬键是窗口键:ON打开、NEXT下一屏、ZOOM缩放。大旋钮下面的两个带箭头的键STEP配合大旋钮使用作上调、下调。

二、输入和输出接口:位于一起面板下边一排。TV IN测视频指标的信号输入口;VOL INTEN是内外一套旋钮控制、调节内置喇叭的音量和屏幕亮度;CAL OUT仪器自检信号输出;300Mhz 29dBmv仪器标准信号输出口;PROBE PWR仪器探针电源;IN 75Ω1M—1.8G测试信号总输入口。

三、测试准备:

1、限制性保护:规定最高输入射频电平和造成永久性损坏的最高电压值:直流25V,交流峰峰值100V。

2、 预热:测试须等到OVER COLD消失。

3、 自校:使用三个月,或重要测量前,要进行自校。

4、 系统测量配置:配置是测量之前把测量的一些参数输入进去,省去每次测量都进行一次参数输入。内容:测试项目、信号输入方式(频率还是频道)、显示单位、制式、噪声测量带宽和取样点、测CTB、CSO的频率点、测试行选通等。配置步骤:按MODE键——CABLE TV ANALYZER软键——Setup软键,进入设置状态。细节为tune config调谐配置:包括频率、频道、制式、电平单位。Analyzer input输入配置:是否加前置放大器。Beats setup拍频设置、测CTB、CSO的频点(频率偏移CTB FRQ offset、CSO FRQ offset)。GATING YES NO是否选通测试行。C/N setup载噪比设置:频点(频率偏移C/N FRQ offset)、带宽。

5. 频谱分析仪测量噪声功率谱密度

使用频谱仪测试相位噪声测量不需要按步骤完成,只需要注意以下事项:

应尽量选用本底噪声低的分析仪,因为所测量的相位噪声下限取决于分析仪的本底噪声。分析仪作为一种超外差的分析设备,最终的测量结果是外部输入信号同本机内部本振信号叠加的结果,如果外部输入信号的相位噪声指标高于分析仪本身的指标,测量的结果实际是分析仪的相位噪声。

只有外部信号的相位噪声指标要比分析仪指标差时(差3dB以上),测量的结果才是正确的。直接频谱法不适合于更低噪底的高性能晶振或者直接式频综的测试。

不论是使用分析仪的相位噪声选件还是频谱分析功能下手动测量,分析仪均不能把调幅噪声和调频噪声区分开来,所以测量结果是调幅和调频噪声的总和。为了精确测量相位噪声,一般要求被测信号的调幅噪声要比调频噪声小得多(小10dB以上),测量结果基本为相位噪声。

6. 频谱分析仪测量无线信号强度

频谱分析仪是研究电信号频谱结构的仪器,用于信号失真度、调制度、谱纯度、频率稳定度和交调失真等信号参数的测量,可用以测量放大器和滤波器等电路系统的某些参数,是一种多用途的电子测量仪器。它又可称为频域示波器、跟踪示波器、分析示波器、谐波分析器、频率特性分析仪或傅里叶分析仪等。现代频谱分析仪能以模拟方式或数字方式显示分析结果,能分析1赫以下的甚低频到亚毫米波段的全部无线电频段的电信号。仪器内部若采用数字电路和微处理器,具有存储和运算功能;配置标准接口,就容易构成自动测试系统。

频谱分析仪分为实时分析式和扫频式两类。前者能在被测信号发生的实际时间内取得所需要的全部频谱信息并进行分析和显示分析结果;后者需通过多次取样过程来完成重复信息分析。实时式频谱分析仪主要用于非重复性、持续期很短的信号分析。非实时式频谱分析仪主要用于从声频直到亚毫米波段的某一段连续射频信号和周期信号的分析

7. 频谱分析仪测量信噪比

信号发生器一般区分为函数信号发生器及任意波形发生器,而函数波形发生器在设计上又区分出模拟及数字合成式。众所周知,数字合成式函数信号源无论就频率、幅度乃至信号的信噪比(S/N)均优于模拟,其锁相环( PLL)的设计让输出信号不仅是频率精准,而且相位抖动(phase Jitter)及频率漂移均能达到相当稳定的状态,但毕竟是数字式信号源,数字电路与模拟电路之间的干扰,始终难以有效克服,也造成在小信号的输出上不如模拟式的函数信号发生器。

谈及模拟式函数信号源,结构如下:

这是通用模拟式函数信号发生器的结构,是以三角波产生电路为基础经二极管所构成的正弦波整型电路产生正弦波,同时经由比较器的比较产生方波。

而三角波是如何产生的,公式如下:

换句话说,如果以恒流源对电容充电,即可产生正斜率的斜波。同理,右以恒流源将储存在电容上的电荷放电即产生负斜率的斜波,电路结构如下:

当I1 =I2时,即可产生对称的三角波,如果I1 > >I2,此时即产生负斜率的锯齿波,同理I1 < < I2即产生正斜率锯齿波。

8. 频谱分析仪测量晶振

抗干扰:用来对抗通讯或雷达运行的任何干扰的系统或技术 。学术定义:(1)抗干扰的定义是:结合电路的特点使干扰减少到最小。(2)所谓抗干扰:是指设备能够防止经过天线输入端,设备的外壳以及沿电源线作用于设备的电磁干扰。 措施 抗干扰措施的基本原则是:抑制干扰源,切断干扰传播路径,提高敏感器件的抗干扰性能。 1、抑制干扰源 抑制干扰源就是尽可能的减小干扰源的du/dt,di/dt。这是抗干扰设计中最优先考虑和最重要的原则,常常会起到事半功倍的效果。减小干扰源的du/dt主要是通过在干扰源两端并联电容来实现。减小干扰源的di/dt则是在干扰源回路串联电感或电阻以及增加续流二极管来实现。抑制干扰源的常用措施如下: ⑴继电器线圈增加续流二极管,消除断开线圈时产生的反电动势干扰。仅加续流二极管会使继电器的断开时间滞后,增加稳压二极管后继电器在单位时间内可动作更多的次数。 ⑵在继电器接点两端并接火花抑制电路(一般是RC串联电路,电阻一般选几K到几十K,电容选0.01uF),减小电火花影响。 ⑶给电机加滤波电路,注意电容、电感引线要尽量短。 ⑷电路板上每个IC要并接一个0.01μF~0.1μF高频电容,以减小IC对电源的影响。注意高频电容的布线,连线应靠近电源端并尽量粗短,否则,等于增大了电容的等效串联电阻,会影响滤波效果。 ⑸布线时避免90度折线,减少高频噪声发射。 ⑹可控硅两端并接RC抑制电路,减小可控硅产生的噪声(这个噪声严重时可能会把可控硅击穿的)。 2、切断干扰传播路径的常用措施 ⑴充分考虑电源对单片机的影响。电源做得好,整个电路的抗干扰就解决了一大半。许多单片机对电源噪声很敏感,要给单片机电源加滤波电路或稳压器,以减小电源噪声对单片机的干扰。比如,可以利用磁珠和电容组成π形滤波电路,当然条件要求不高时也可用100Ω电阻代替磁珠。 ⑵如果单片机的I/O口用来控制电机等噪声器件,在I/O口与噪声源之间应加隔离(增加π形滤波电路)。控制电机等噪声器件,在I/O口与噪声源之间应加隔离(增加π形滤波电路)。 ⑶注意晶振布线。晶振与单片机引脚尽量靠近,用地线把时钟区隔离起来,晶振外壳接地并固定。此措施可解决许多疑难问题。 ⑷电路板合理分区,如强、弱信号,数字、模拟信号。尽可能把干扰源(如电机,继电器)与敏感元件(如单片机)远离。 ⑸用地线把数字区与模拟区隔离,数字地与模拟地要分离,最后在一点接于电源地。A/D、D/A芯片布线也以此为原则,厂家分配A/D、D/A芯片引脚排列时已考虑此要求。 ⑹单片机和大功率器件的地线要单独接地,以减小相互干扰。大功率器件尽可能放在电路板边缘。 ⑺在单片机I/O口,电源线,电路板连接线等关键地方使用抗干扰元件如磁珠、磁环、电源滤波器,屏蔽罩,可显著提高电路的抗干扰性能。 ⒊提高敏感器件的抗干扰性能 提高敏感器件的抗干扰性能是指从敏感器件这边考虑尽量减少对干扰噪声的拾取,以及从不正常状态尽快恢复的方法。 提高敏感器件抗干扰性能的常用措施如下: ⑴布线时尽量减少回路环的面积,以降低感应噪声。 ⑵布线时,电源线和地线要尽量粗。除减小压降外,更重要的是降低耦合噪声。 ⑶对于单片机闲置的I/O口,不要悬空,要接地或接电源。其它IC的闲置端在不改变系统逻辑的情况下接地或接电源。 ⑷对单片机使用电源监控及看门狗电路,如:IMP809,IMP706,IMP813,X25043,X25045等,可大幅度提高整个电路的抗干扰性能。 ⑸在速度能满足要求的前提下,尽量降低单片机的晶振和选用低速数字电路。 ⑹IC器件尽量直接焊在电路板上,少用IC座。 4、软件方面 ⑴我习惯于将不用的代码空间全清成"0",因为这等效于NOP,可在程序跑飞时归位; ⑵在跳转指令前加几个NOP,目的同1; ⑶在无硬件WatchDog时可采用软件模拟WatchDog,以监测程序的运行; ⑷涉及处理外部器件参数调整或设置时,为防止外部器件因受干扰而出错可定时将参数重新发送一遍,这样可使外部器件尽快恢复正确;⑸通讯中的抗干扰,可加数据校验位,可采取3取2或5取3策略; ⑹在有通讯线时,如I^2C、三线制等,实际中我们发现将Data线、CLK线、INH线常态置为高,其抗干扰效果要好过置为低。5、硬件方面 ⑴地线、电源线的布线肯定重要了! ⑵线路的去耦; ⑶数、模地的分开; ⑷每个数字元件在地与电源之间都要104电容; ⑸在有继电器的应用场合,尤其是大电流时,防继电器触点火花对电路的干扰,可在继电器线圈间并一104和二极管,在触点和常开端间接472电容,效果不错! ⑹为防I/O口的串扰,可将I/O口隔离,方法有二极管隔离、门电路隔离、光偶隔离、电磁隔离等; ⑺当然多层板的抗干扰肯定好过单面板,但成本却高了几倍。 ⑻选择一个抗干扰能力强的器件比之任何方法都有效,我想这点应该最重要。因为器件天生的不足是很难用外部方法去弥补的,但往往抗干扰能力强的就贵些,抗干扰能力差的就便宜,正如台湾的东东便宜但性能却大打折扣一样!主要看各位的应用场合了! 实现办法 ⒈干扰现象分析 干扰成因:现有的国内卫星广播电视系统普遍采用的是透明转发器和单波束赋形收发天线。并且,因为地球静止轨道位置资源和无线频率资源有限,所以卫星的空间位置和工作频率必须向国际电联申报并要符合国际规定,其参数包括电视信号的编码方式都是公开的。抗干扰接头另外,卫星广播电视的频带利用方式通常由SCPC(单路单载波)和MCPC(多路单载波)两种方式。采用SCPC方式,多套节目可以通过频率分配共用同一卫星转发器,节省大量的地面节目接收设施,但是由于多载波上行存在互调干扰,转发器功率回退较多,功率利用率不高,而且由于每个载波间需要足够的保护频带,频带利用率也不高,卫星转发器较易受到其他载波信号的干扰,安全性较低。而MCPC方式下,多套节目共用一个完整的转发器经由同一上行站上行,由于单一载波上行,卫星转发器的功率资源可以得到充分利用,而且节省了多载波上行时的频率保护间隔,转发器可工作在饱和状态,安全得到了最大限度的保护,但也相应增加了地面信号引接设施。 因此,现有的卫星广播电视系统较易受到非法信号的干扰。并且传输体制采取SCPC较MCPC更易受到非法信号的干扰。 2、干扰类型及应对措施 从干扰来源上说,主要分为自然现象干扰、设备故障干扰、地面电磁环境干扰、邻星干扰与人为原因造成的干扰等,有些干扰是相互交叉。 自然现象干扰主要包括日凌干扰、雨雪衰等。日凌干扰目前尚无有效的方法来避免,一般卫星公司会把各地的日凌时间通知用户,以便用户提前做好准备,地球站可通过增大天线口径和接收灵敏度来缩短日凌干扰的持续时间。而雨(雪)衰所导致的接收信号的恶化有一个渐变过程,可以通过补偿上行链路的雨(雪)衰损耗和留出足够的下行链路的雨衰备余量,来降低因雨(雪)衰造成的损失。 设备故障干扰主要包括卫星故障干扰和地面设备故障干扰两大类。卫星设备故障干扰可以通过及时切换备份器件,严重时转星或者更换转发器来解决。而地面设备故障干扰又分为中频转发干扰、地面调频广播干扰、交调干扰、杂散干扰等。前两者都是属于中频引入的干扰,可通过卫星公司协助排查干扰源以及地球站做好相应的系统或传输线路的电磁屏蔽工作来减小受干扰的可能性。杂散干扰可通过卫星公司改变受影响转发器的增益档设置、地球站相应提高上行功率来减少干扰影响。交调干扰可通过地球站严格控制上行功率以及确保调制解调器、上变频器、发射机等有足够的预留回退余量来解决。 地面电磁环境干扰主要包括微波通信中继信号干扰、雷达信号干扰等,可以通过电磁检测和频率协调,以及电磁屏蔽手段来解决问题。抗干扰电容3、地球站的抗干扰系统实现抗干扰地球站的抗干扰措施。通过以上对干扰现象的分析,目前,各地球站可以采取以下抗干扰措施。 ⑴上行地球站应使用大功率发射机和大口径高增益发射天线:一旦卫星受干扰时,减小星上接收机增益,加大上行功率,以增强转发器输入载噪比,减小干扰影响。 ⑵上行地球站应使用大功率MCPC上行信号推至转发器饱和点:传送电视节目少用或不用SCPC信号,从而利用转发器饱和点强信号对弱信号的抑制作用特性,进一步减小非法干扰影响。 ⑶上行地球站应配备相应的抗干扰系统,通过对地球站所有设备的实时监控,对各类干扰及时发现、判断和处理。 卫星通信抗干扰技术 随着国民经济的发展,无线通信已被广泛地应用在国民经济的各个领域和人们的日常生活中,特别是公用移动通信的迅速发展,社会上使用的各种无线通信设备的数量急剧上升。现代战争中,指挥通信、军事情报、兵器控制都日益依赖于电子设备,特别是无线电设备的支持。信息战和电子战作为一种崭新的作战形式涉及军事领域,开辟了继陆海空战场之后的第四维战场--电磁战场..为了提高通信系统信息传输的可靠性,对抗各种形式的干扰,人们采用了各种通信抗干扰技术,保护通信系统在干扰环境下能准确、实时、不间断地传输信息。因此,对通信抗干扰原理和技术进行系统的介绍是很有必要的。一般说,通信抗干扰的基本体系、方法、措施可分为三类: ⑴信号处理。如直接序列扩频技术(DS-SS),其关键参量是作为时间函数的相位;跳频技术(FH-SS)其关键参量是作为时间函数的载频;等等。 ⑵空间处理。如采用自适应天线调零技术,当接收端受到干扰时,使其天线方向图零点自动指向干扰方向,以提高通信接收机的信干比。 ⑶时间处理。如猝发传输技术,由于通信信号在传输过程中暴露的时间很短暂,从而大大降低了被干扰方侦察、截获的概率。 通信抗干扰技术研究的就是在已知或预测敌方的干扰手段情况下,在上述技术基础上(当然不排除以后有新的技术类别)选取适当的技术手段来消除或减轻敌方干扰,而使我方需要进行的通信能够延续的一项技术。对敌方的干扰性质,强度、种类、手段、采用的体系,了解得越清楚,采取的措施越有针对性,取得的效果也越好。由于敌方的对抗手段往往是综合的、多变的,有的可能是完全新颖的,所以抗干扰的手段也必须采取多种方式的结合才能取得较好的效果。 通信抗干扰技术的特点: ⑴对抗性强,技术综合性强,难度高,发展快,某种程度上说是敌我双方智慧和技术的斗争。通信的成败关系着战争的胜负,所以此技术对抗性很强。通信抗干扰有了新技术,搞对抗的就想新的对策,反过来也一样,这样就促进了技术的发展和难度的提高。 ⑵对技术的实用性和可靠性的要求高,通信抗干扰必须在战场上实际解决问题。指标高而不可靠或不实用是不能容忍的,其后果不堪设想。 军用卫星通信抗干扰手段 ⑴直接序列(DS)扩频 所谓直接序列扩频,就是直接用高码率的扩频码序列(通常是伪随机序列)在发射端去扩展信号的频谱,使单位频带内的功率变小,即信号的功率谱密度变低,通信可在信道噪声和热噪声的背景下,使信号淹没在噪声里,敌方很不容易发现有信号存在。而在接收端,用相同的扩频码去进行解扩(缩谱),即可把DS扩频信号能量集中,恢复原状,又能把干扰能量分散并抑制掉。因此,该体制的最大特点是信号隐蔽性好,被截收的概率小,抗干扰能力随着码序列的长度增加而加强。通常认为,直扩信号要隐蔽,其码长不能低于32位。DS扩频技术在军事星(Milstar)、租赁卫星(LEASAT)和舰队通信卫星(FLTSATCOM)等军用通信卫星中得到应用。⑵跳频(FH) 所谓跳频,是指用一定码序列去选择的多频率频移键控,使载波频率不断跳变,这是一种以"躲避"方式为主的抗干扰体制。为了对付跟踪式干扰,各国都力图提高跳频速度。20世纪80年代跳频速度一般在200跳/秒左右,目前,跳速可达300~500跳/秒。美国的军事星和舰队通信卫星7号和8号上装有的极高频(EHF)组件,上下行均使用了跳频技术。军事星-2的跳频范围达2GHz带宽。抗干扰器⑶跳时(TH) 跳时是用一定的码序列进行选择的多时片的时移键控,使发射信号在时间轴上跳变。从抑制干扰的角度来看,跳时得益甚少,唯一的优点是在于减少了占空比,一个干扰发射机为取得干扰效果就必须连续发射,因为干扰机不易识破跳时所使用的伪码参数。 ⑷各种混合方式 在上述几种基本的抗干扰方式的基础上,可以互相组合,构成各种混合方式。例如FH/DS、DS/TH、FH/TH或DS/FH/TH等。采用两维甚至三维的混合式抗干扰技术体制是国外抗干扰通信发展的一个趋势。例如,将跳频信号用直扩码进行调制的跳频/直扩(FH/DS)混合抗干扰体制,这种体制每一跳频率点均以直扩信号方式出现,直扩信号的特点是其功率谱密度低,敌方难以侦收,即使侦收出来,只要侦收时间超过跳频所需时间,也无法进行跟踪干扰。美国的军事星和舰队通信卫星采用了跳频/直扩混合体制,美国的三军联合战术信息发布系统(JTIDS)就采用跳时、跳频加直扩的三维抗干扰技术体制。 ⑸扩展频段,发展微波、毫米波、光通信 美国的国防通信卫星系统(DSCS)、英国的天网(Skynet)和北约(NATO)卫星最初工作在超高频(SHF)(约8GHz)。在90年代,DSCSⅢ为了适应移动通信的需要,增加了UHF频段。而天网4(SkynetⅣ)和北约4(NATOⅣ)除了增加UHF频段外,还增加了用于试验提高抗干扰性的EHF(44GHz)上行信道。美国海军的特高频后续星(UFO)系列从第4颗卫星开始,星上增加了一个与军事星兼容的EHF通信分系统,而且其舰队广播上行链路使用SHF频段。美国的军事星系统使用60GHz的星际链路,由于该频率上大气层的衰减很高,所以星际链路不受地基电子战设备的截收和干扰,而其星地链路在EHF频段(上行44GHz,下行20GHz)。卫星采用光通信时和电波之间不存在干扰问题,而且光通信能实现1Gbit/s以上的大容量卫星通信,美国NASA、欧洲ESA、日本等国正在大力研究光通信技术。 ⑹多波束天线和干扰置零技术 美国的国防卫星通信系统(DSCSⅢ)的多波束天线(含19个发射波束和61个接收波束)能够根据敏感器探测到的干扰源位置,通过波束形成网络控制每个波束的相对幅度和相位,使天线在干扰方向上的增益为零。军事星和舰队通信卫星EHF组件都有点波束天线,使点波束之处的干扰很难奏效。 ⑺转发器加限幅器抗饱和抗干扰未采用扩频调制技术等上述技术的透明式线性转发器,其抗干扰性是很弱的,使用常规的干扰样式和与地球站的发射功率相当的干扰功率就可把它推入饱和区,而使它无法正常工作。带有限幅器的转发器,其抗干扰性优于线性转发器。但由于它具有强信号抑制弱信号的作用,只要干扰功率足够大,干扰仍可奏效。