卫星接收机干扰抑制关键技术的研究与实现

尉景辉 柳贤子

1.2.内蒙古自治区广播电视传输发射中心扎赉特775台 内蒙古 兴安盟 137600

计算机与互联网等现代化先进技术的不断发展和广泛应用，对通信技术的研究和发展起到了积极的推动作用，使得以卫星导航及卫星移动通信系统等为主要结构组成的空间无线电通信技术，在现代社会通信发展中逐渐成为一种重要的技术工具。其中卫星通信系统在实际应用中，具有实时性、高精度等技术特征，在各行业领域均有广泛应用。卫星接收机作为卫星通信系统中的重要接收设备，对卫星通信系统的整体性能和通信应用质量存在着较大影响。因此，针对卫星接收机的干扰抑制关键技术进行研究，以避免卫星通信系统运行中受到接收机的干扰和抑制影响，具有十分积极的作用和意义。下文结合卫星接收机工作中的受干扰形式，对其抗干扰方法以及干扰抑制的关键技术进行论述。

1 卫星接收机的受干扰形式分析

卫星通信系统在通信领域中应用，虽然具有较为突出的技术特征和优势，但也存在容易受干扰缺陷，从而使卫星接收机等通信设备在复杂电磁环境中的应用存在较大局限性。其中，外部环境对卫星接收机的干扰作用主要表现为空间中传播的非期望信号，由于其功率过大，导致对期望信号的正常接收产生影响，使其信号传播效果较差。以广播电视信号传播中对卫星接收机的应用为例，由于这类信号功率相对较小，在信道环境的干扰复杂因素表现较强时，就会对卫星信号传输质量产生影响，使其信号传输呈现不稳定等现象，严重影响广播电视节目的播放和收看。

对卫星接收机干扰形式的分析，通常需要从两个不同的层面进行，即潜在干扰与人为干扰。其中，潜在干扰主要以带内、带外的射频干扰和环境干扰等为主，人为干扰可以分为压制式干扰、分布立体式干扰以及欺骗式干扰。压制式干扰是指卫星接收机运行过程中，通过利用干扰信号发射，来实现卫星接收机前端信号的压制，并对卫星导航信号的频谱范围形成覆盖的一种干扰信号类型，它会导致卫星接收机运行中的系统中断概率提升，并对卫星接收机的定位精准度造成不利影响，最终使卫星接收机不能对卫星信号进行正常跟踪和捕获，造成卫星信号通信中断。分布式立体干扰是在卫星接收机通信过程中，通过多种形式的干扰作用，共同形成对卫星接收机的信号传递与通讯干扰，其中，干扰作用包含地面、星载、空中等情况。欺骗式干扰在卫星接收机通信干扰中，是以对干扰信号的良好隐蔽性特征利用为基础，通过发射和卫星信号参数相同的假信号，对卫星接收机的高精度信号接收及其通信效果产生干扰作用和影响。

2 卫星接收机的抗干扰措施与干扰抑制关键技术研究

2.1 卫星接收机的抗干扰措施

通常情况下，卫星接收机系统组成包括天线、射频、信号处理以及低噪声放大等不同的结构模块，而卫星本身功率较小与发射信号相对较弱是导致卫星接收机通信过程中受到干扰抑制的主要原因。因此，在进行卫星接收机抗干扰设计中，可通过对卫星的抗干扰技术加强、对地面接收设备的抗干扰技术改善等措施，来促进卫星接收机抗干扰性能的改进和完善，从而提高卫星接收机的通信质量和效果。对卫星接收机抗干扰技术的强化，需要通过增加卫星的发射功率以及对方向性天线、高精度原子钟、发射导航卫星等强化进一步促进卫星接收机抗干扰能力的提升；对地面接收设备的抗干扰能力改进和优化，则需要通过对干扰信号的特征进行分析，同时通过相位滤波以及空间调零、空域滤波、极化抗干扰等方法的应用，实现地面接收设备抗干扰性能的有效强化。

2.2 卫星接收机干扰抑制关键技术分析

对卫星接收机干扰抑制关键技术的分析中，结合卫星系统通信运行中干扰抑制作用的全方位与立体化特征，在采用单一的抗干扰技术进行设计应用时，其作用效果相对有限。比如，对卫星接收机运行中的窄带干扰作用，可以通过域频滤波方法进行有效抑制。而对宽带干扰作用一般需要通过空时滤波技术进行有效抑制，对同时存在宽窄带干扰的卫星接收机信号干扰情况，在具体设计中需要通过兼容频域滤波与空时滤波关联设计实现干扰抑制，从而对其干扰作用进行有效控制。

2.2.1 空时滤波干扰抑制技术分析

卫星接收机的干扰抑制中，空时滤波干扰抑制技术，也被称为是空域自适应滤波技术，它是通过对有用信号和干扰信号的夹角进行利用，来实现空域中的有用信号提取，从而实现对干扰信号的有效抑制。其中，上述干扰抑制技术在具体应用中，能够通过各级单个阵元通道延时形成的FIR 滤波，实现时域内的干扰去除。此外，从相同的时间延迟节点进行分析，在不同阵元中，空域自适应滤波进行干扰源有效区分后，也能够形成空域零陷，从而实现干扰抑制。值得注意的是，在实际应用中，如果想实现从信号处理层面的信号处理模块研究，就需要通过空时滤波自适应算法，结合滤波器输入的特征，在相应的数据处理基础上，利用捕获跟踪算法，对卫星接收机的抗压制式干扰与抗欺骗式干扰进行设计和改进，从而在实际干扰抑制应用中达到较好的作用和效果。采用开环算法对卫星接收机的干扰抑制性能进行设计和改进过程中，不需要对特征值分布进行考虑，就能够实现较宽动态范围内的干扰抑制，其适应性表现更加突出。

2.2.2 频域干扰抑制处理

频域干扰抑制技术在卫星接收机中的干扰抑制实现，是通过快速傅里叶变换算法，来满足输入信号向接收频域的变换，并通过频域处理模块，对去除信号频谱存在的窄带干扰频点，同时进行消除信号变换，使其返回到相应的时域，从而达到相应的频域干扰处理与控制效果。其中，频域干扰抑制技术在卫星接收机干扰抑制中应用，存在较小的信噪比衰减情况，但能够通过对可变频率的自适应消除，来达到相应的窄带干扰抑制，具有较为突出的干扰抑制应用效果。

结束语

总之，随着卫星通信系统在实际应用中对各终端设备的抗干扰能力要求不断提高，对卫星接收机干扰抑制关键技术研究和应用，是当前所面临的重要问题。其中，对卫星接收机干扰抑制关键技术研究，有利于促进其干扰抑制的设计水平与性能效果提升，实现卫星接收机等通信设备的干扰抑制技术改进与完善，从而促进其在各领域的广泛应用，具有十分积极的作用和意义。