卫星通信抗干扰中跳频技术运用分析

蒯燕婕 郑岩

摘要：在通信系统、社会环境、自然环境等多种因素的干扰之下，导致卫星通信系统的通信质量受到极大影响，为解决这一问题，跳频技术得以应用。基于此，简要介绍了干扰卫星通信效果的主要来源，并分析了跳频技术在卫星通信抗干扰中的表现，最后针对跳频技术在卫星通信抗干扰中的实际应用展开了详细探讨。

关键词：卫星通信；抗干扰；跳频技术

引言：随着当前科学技术以及社会的发展，人们对于通信服务的需求和要求不断提升，为保障通信服务质量效果，卫星通信系统在实际运行的过程中，所受到的干扰影响成为亟待解决的关键性问题，这些干扰使得卫星通信系统的信息传输遭受到严重阻碍，因此我国始终坚持对于卫星通信系统在抗干扰方面的研究和探索。随着抗干扰技术的发展和变革，跳频技术应运而生，并且在卫星通信抗干扰当中取得了良好的应用效果。

一、干扰卫星通信效果的主要来源

（一）通信系统干扰

通信系统干扰主要指的是通信系统在实际运行的过程中，由于技术限制等方面的原因，导致通信卫星频率资源难以充分满足当前通信服务需求，存在同频运行的情况。这就使得在卫星实际运行的过程中，由于通信频率复用，或者与邻近卫星之间隔离效果较弱等方面原因，造成不同卫星通信系统之间存在耦合情况，进而产生不良影响，造成通信干扰。

（二）社会电磁干扰

在当前科学技术不断发展的情况下，社会当中各个领域所应用的部分设备会产生一定电磁干扰，使得通信系统信息传输质量受到较为严重的影响。例如，大型医疗设备、高功率无线电信号等。这种社会环境电磁干扰主要表现在卫星与地面站之间进行信号传输时，由于电磁干扰影响，造成传输信号减弱、受损等情况。

（三）自然环境干扰

自然环境干扰主要指的是卫星通信过程中所处的宇宙环境所造成的干扰影响，例如行星运动、太阳噪声等。因此此类影响是必然存在的，同时也是难以避免的，这种环境干扰时时刻刻都会对卫星通信过程中的信号传输产生影响^[1]。

二、跳频技术的抗干扰表现

（一）躲避方式

躲避是跳频技术对抗干扰的主要方式之一，这种躲避作用对于单频干扰以及频带干扰等有着较好的效果。若为单频干扰，那么只有干扰频率正好位于跳频信道的时候，才能够起到干扰作用，因此对于跳频卫星通信系统而言，单频干扰的困难相对较大；若为频带干扰，那么想要起到干扰效果就需要所有干扰信息平均分布在跳频频带之上，这就会导致干扰效果被分散开来，尤其是对频带范围较宽的情况而言，想要完全实现对于跳频卫星通信信号的干扰是十分不易的，因此跳频技术能够有效应对单频和频带干扰。

（二）扩频带宽

通信信号、干扰信号以及噪声等对于跳频卫星通信系统的干扰方式包括单频干扰、跟踪式干扰等多种情况。对于跟踪式干扰这种比较特殊的干扰形式而言，在实际应用跳频技术的过程中，可应用自适应天线调零技术等提高跳频速率，以此减少跟踪干扰的影响。对于噪声影响，则可通过星上处理转发器的方式进行干扰隔离，实现对于上行信号的调制解调，然后再将其还原为数字信号，最后再调制跳频，以此实现对于功率资源的有效利用。

三、跳频技术在卫星通信抗干扰中的实际应用

（一）跳频卫星通信系统

结合上述跳频技术在卫星通信系统当中的抗干扰表现，可知整个跳频卫星通信系统主要包括以下三个部分：第一，发端设备，主要包括中心控制器、调制器、上变频器等设备；第二，星上处理器，主要包括跳频频合器、解跳器、再生电路、多信道调制器等；第三，收端设备，主要包括下变频器、解调器、跳频频合器、同步控制器等。跳频卫星通信系统在实际运行的过程中，就是由中心控制器发出信号，然后在经过跳频同步以及发基带处理之后，传入到星上处理器当中，经由跳频频合器、多信号解调等再传入到信号接收端，通过低噪声放大、收基带处理等，实现传输信号的有效转化。

（二）跳频同步技术应用

跳频同步技术是跳频技术应用过程中的关键性技术，对于预防干扰有着较好的应用效果。在实际应用跳频同步技术的过程中，需要着重注意的要点问题包括以下几个方面：第一，具备自动快速同步功能；第二，确保系统在容限信号电平时，也能够正常运行；第三，具有强大的抗干扰能力；第四，保障信息传输质量；第五，能够抵御虚假同步信号。应用跳频同步技术的关键点在于保障系统在空间、时间以及频率上的一致性。此外，为避免频漂问题以及多普勒频移问题，可在进行系统设计的过程中应用导频，通过共同跳变的方式，实现频率同步。

（三）基带处理技术应用

根据对跳频卫星通信系统的介绍可知，基带处理技术在该系统当中是十分重要的角色，主要应用在发端设备以及收端设备这两个环节当中。跳频技术的应用过程中，为确保信息传输质量，避免信息受损，要求信道速率要相对较高，而这些信号处理过程需要在基带处理器当中完成，通过发基带处理器，将基带信号转变为具有跳频功能的信号，再将其传输到星上处理器，在接收端部分，则与之相反，通过收基带处理器，将具有跳频功能的信号转换为普通机电信号，然后再传输给接收端设备，以此确保跳频技术的应用效果得以充分发挥，与此同时也要求基带处理能够符合跳频通信的要求。

（四）调制解调技术应用

调制解调技术的应用需要满足以下两个基本要求，一方面，调制解调技术与卫星信道特点相符；另一方面，满足跳频通信要求。对于跳频卫星通信系统而言，由于跳频本身存在慢跳和快跳两种情况，因此不同的跳频所使用的调制解调技术也存在一定差异，对于慢跳频而言，主要采用的调制解调技术为PSK技术，对于快调频而言，则应选择MFSK技术^[2]。

结束语：综上所述，针对于卫星通信抗干扰而言，跳频技术在对抗单频和频带干扰等方面有着较好的效果，将跳频技术应用于卫星通信系统当中，通过对发端设备、星上处理设备以及收端设备的优化调整，能够实现对于功率资源的有效利用，降低各种干扰、噪声等对于卫星通信系统传输信号质量的影响。跳频技术在卫星通信抗干扰当中主要应用的技术包括跳频同步技术、基带处理技术以及调制解调技术。相信随着对跳频技术的深入研究和实践应用，卫星通信系统的抗干扰能力将会得到进一步提升。

参考文献：

[1]刘荣斌.卫星通信抗干扰技术的发展及应用研究[J].电子元器件与信息技术，2020，4(12):41-42.

[2]张任楠，王志涛.卫星通信抗干扰技术及其发展趋势分析[J].数字通信世界，2020(09):79-80.

作者简介：蒯燕婕（1987.12.12）性别：女，民族：汉。籍贯：南京。学历：本科，毕业于南京东南大学；现有职称：助理工程师。