电子信息系统中干扰对消技术应用

2019-12-02王波

电子技术与软件工程 2019年6期

文/王波

1 干扰对消关键技术分析

1.1 合成矢量控制技术

对消比是干扰对消技术中的关键量，在对该技术进行具体应用时，幅值的变化对干扰对消的效果具有直接影响，因此，需要在衡量时，充分考虑对消比。同时，对于电子信息系统而言，如果使用对消器，那么则会产生出相应的对消比，从而会使采样过程中产生干扰信号，为了能够有效消除干扰信号，可采用合成矢量进行控制。通常情况下，矢量的数值大小与对消效果之间成反比关系，即数值越大，对消效果越差，反之对消效果则越明显。由于在采集时，矢量信号需要通过对消器的调整，才能达到预期中的对消效果，所以当矢量的位置处于正交坐标之下时，就必须对与之相关的数据和指标进行调整，这样才能保证对消的顺利实现。具体的调整过程如下；先对矢量幅度进行统一调整，然后再对正交坐标进行调整，在此基础上对两路信号的方向进行调整，经过上述一系列的调整之后，便可使对消比达到完善的状态。

1.2 系统闭环控制技术

在电子信息系统中，对信号的调整是一个较为复杂的操作过程，由于影响因素较多，故此需要对相关问题加以注意。如果想使干扰对消的效果在系统中得以最大程度地体现，那么便需要在控制系统中建立一个反馈回路，随后借助数字控制，对系统的参数进行预设。为提高控制效果，应当对控制算法进行合理选择，由此可增强系统的扩展性。当反馈回路在系统中形成之后，应对该回路的指标参数进行设置，这样能够使系统的运行安全性和可靠性获得大幅度提升。需要注意的一点是，因开环系统的框架具有单一性的特点，为保证其运行稳定性，通常会采用辅助校准的方式，这样一来，会导致系统结构复杂化。通过闭环控制技术则可使该问题得到有效解决。

2 电子信息系统中干扰对消技术应用

对消技术可抑制接收机滤波器通带内的干扰信号，使其在一定条件下可替代滤波器起到消除信号干扰的作用。在大型电子信息系统中，可结合采取干扰对消技术与天线布局和滤波器技术，解决系统电磁兼容问题，提高电子信息系统的稳定性。鉴于干扰对消技术所具备的应用优势，使其在通信、雷达等电子信息系统正常运行中起到了重要作用。

2.1 在电子雷达系统中的应用

在雷达系统中，收发环路间的泄露信号对消、无源探测雷达直达波干扰对消和旁瓣对消是最为常用的技术。雷达天线为相控阵天线，虽然其副瓣相对较低，但在出现强信号后，仍会对接收机的信号接收造成干扰，导致信号接收解析出现错误。为解决这一问题，通常做法是安装辅助接收天线，一旦出现强信号干扰，通过辅助接收天线可抑制干扰信号进入天线旁瓣。在无源探测雷达中，干扰对消技术的应用主要在直达波和多径信号方面。由于无源探测雷达系统在目标探测与跟踪中只能用外辐射源信号，其本身不会发射电磁波信号，所以使得无源探测雷达具备了隐蔽性好、抗干扰能力强等优势，可满足低空探测、寂静探测、反隐身的要求。但是，无源探测雷达也存在直达波干扰和多径干扰问题，在无源探测雷达探测到物体后，需向接收天线返回探测信号，由于接收天线信号与直达波的信号相比其强度较弱，所以在一定程度上阻碍着探测信号的接收。在解决这一问题时，可将参考天线配置于无源探测雷达中，有效抑制直达波信号和多径信号，保证正常接收和处理有用信号。

2.2 在电子系统电磁兼容设计中的应用

随着电子信息系统功能向综合化、集成化的方向发展，在系统运行中，只有解决电磁兼容设计问题才能保持多个传感器系统具备较强的态势感知能力。特别对于大型舰船和特种飞机的电子信息系统而言，装备着雷达、通信、导航等系统，在同时运行多个系统时，会破坏整个平台的电磁环境。在此情况下，发射机的主频信号和宽带噪声直接作用于接收机，使接收机灵敏度降低，甚至出现接收机阻塞现象。尤其在平台上多个工作频段同步工作时，更会加剧接收机灵敏度下降的状况。为此，必须重点解决各个系统之间的电磁兼容问题。在电磁兼容设计中，可通过增大收发信道间的隔离解决电磁兼容问题：优化布局发射信道的天线位置以提高隔离度，利用发射滤波器抑制带外发射接收，利用接收滤油器抑制带外干扰接收。在此基础上，采用对消技术抑制通带内干扰，以达到最佳的抑制效果，保证电磁兼容。在大型电子信息系统兼容中，要从整体性出发进行系统兼容设计，运用多种电磁兼容技术解决兼容问题，扩大对消技术的应用范围。

2.3 在通信系统自兼容中的应用

在通信系统的共场平台中，平台尺寸、超短波通信链路数量是导致兼容问题的重要因素。由于共场平台需要在尺寸有限的平台上配备数量较多的超短波通信链路，所以导致链路之间的天线间隔较短，难以满足兼容设计中最小隔离度的要求。除此之外，接收超短波设备还会受到宽带噪声和同频段超短波工作机主频的影响，严重降低接收设备的灵敏度，阻碍接收设备的正常运行。在解决上述系统中的电磁兼容问题时，通常可采用天线布局调整和射频滤波处理技术进行解决。但是这种解决方法却无法用于解决尺寸较小的共场平台电磁兼容问题，难以满足增大天线隔离度的要求。在此情况下，针对尺寸较小的通信系统共场平台，可采用射频干扰对消技术解决电磁兼容问题，该技术能够在消除信号干扰的同时降低其他干扰影响，达到良好的干扰消除效果。