信息化条件下的短波通信抗干扰技术与应用研究

2015-07-21 02:33白燕
科学中国人 2015年14期
关键词:抗干扰能力短波射频

白燕

哈尔滨市人民防空办公室

信息化条件下的短波通信抗干扰技术与应用研究

白燕

哈尔滨市人民防空办公室

由于信息化的不断加深和军事方面的不断提高,传统作战方式已远远不能满足科技化的军事需求,为了更好的加强国防安全,提高军队素质,军队或者说作战也必须紧跟时代步伐,追随高科技的脚步。短波通信随之应用而生。目前在国际上这是最常用的手段之一。本文主要通过介绍抗干扰基本原理、短波通信抗干扰的几种方式讨论以及现在信息化战争下对它的未来发展趋势做了阐述。

短波通信;信息化;抗干扰

1 引言

由于信息网络全球化,近距离作战早已被历史淘汰,不是说不能应用,只是它只适合区域内的战争,但是未来战争基本上都是高科技战争,主要依靠破坏对方网络系统,利用远程导弹摧毁敌人主要信源控制中心,目的在于使对方跟外界完全失去联系,在这种情况下即使对方手中有再好的高科技玩意也只能是白白浪费。所以,短波通信能够很好的实现远距离通信,及时了解对方动态。就现在而言,对信息的依赖,也不仅仅体现在我们日常生活中,军事作战要想取得高效能,那么信息搜集是必不可少的一个重要环节。因为短波通信经常被用于海上作战,所以,它的发展技术相对成熟,即使远距离也有很好的信号,更重要的是相比其他科技通信手段,它易受破坏的机率比较小。除此之外,它的通信信号的发射功率不高,这就节省了很大成本。可我们也应该看到,短波通信并不是万能的,由于各种电子产品的更新换代周期短,战争电子产品也一样,所以,新一代产品可能在某些方面要远远超过短波通信,比如它的自身的保密性和抗干扰能力的先天不足,这使得短波通信在战阵应用中不能完全发挥它的优势,再加上现在各种干扰电子产品的诞生,这一问题的改进更是迫在眉睫。所以,必须在抗干扰的技术上进行创新和探索,进而完善短波通信的缺点,提高短波通信的抗干扰能力。

2 短波通信抗干扰

2.1 短波通信的干扰方式

在短波通信过程中,会受到不同形式的干扰,这些干扰主要包括大气噪声、工业干扰、电台干扰和人为干扰等。

1)大气噪声

大气噪声主要是指大气层的天电干扰,由大气层发出电离子,发射到地面后又会返回到大气层。对于纬度较高的区域,天电干扰是由远方传播而来,方向的改变是按昼夜和季节的变化而变动的。

2)工业干扰

工业干扰就是现代的各种电气设备、密密麻麻的各种供电网点等。工业干扰的幅度大小跟靠近通信设备的供电系统有关,同时也跟本地的其他噪声源离不开干系。相对于大气干扰而言,这种干扰变动大,跟所在位置有很大关系。

3)电台干扰

电台干扰是指工作频率相近的其它无线电台的干扰。由于短波波段的频带不是很宽,但用户较多,因此电台干扰已成为影响短波通信的主要干扰源。

4)人为干扰

人为干扰很显然就是指敌人的一些通信干扰或破坏,成为在作战时的最主要的干扰源。其中最主要的包括这些:相关干扰、全频段/部分频段干扰、单频/多频干扰、频率瞄准跟踪式干扰和转发式干扰等。

2.2 短波通信抗干扰方法及应用

短波通信还有一个特点就是能够在多维空间下使用,而且抗干扰能力也很好。这些空间比如有时间、地域、赫频率、速率等。下面主要介绍几个常用干扰技术:

1)扩展频谱抗干扰技术

(1)直接序列扩频技术

什么是直接序列扩频呢?说白了,直接序列扩频的基本原理是在通信的发信端用高速伪噪声码对要发送的信息码流进行扩谱调制,然后进行射频调制,使得传输中的信号带宽主要决定于伪码带宽,且不能小于原信息带宽;在接收端先用本地载波对接收的射频信号进行混频,然后在中频用与发送端相同的伪码序列进行相关解扩,将有用宽带信号还原成原窄带信号,经过解调再生单元恢复信息数据。

(2)跳频技术

一般情况下,跳频通信要求具有相同的同步算法和伪随机跳频图案算法,让双方或者其他多方在这两者的共同控制下进行操作。在具体造作过程中,跳频所发出的射频要在规定的频率表内同步的,而且要根据离散频率的增量变化。射频所能覆盖的宽带不能小于或者等于原信息宽带,这样的话,在跳变的过程中就可以扩展频谱,否则跳频的抗干扰能力就会大大降低。这种技术现在在军事方面应用非常普遍,因为它具有很强的抗干扰能力具有较强的抗干扰能力。

(3)跳时技术

什么是跳时呢?从字面上看很容易理解,就是在时间上进行跳转,这似乎好像说得通。那它在短波通信中又是什么呢?其实,跳时通信在现代通信的抗干扰技术中应用也是非常广泛的,尤其是在时间域这块。跳时的基本原理就是它在时间轴上进行跳变,以此来发射信号。我们也知道,时间轴被分为很多时间段,在每一按段内又有秒帧。调试要发射信号,就是在这些秒帧内进行跳转,完全由扩频码序列来进行控制操作。但是到目前为止很少单独使用跳时技术,因为它的抗干扰性能力太差了,只能配合其他通信设备一起使用。

(4)混合扩频技术

现代化军事中最常用的的也最常见的就是混合扩频技术通信。因为它的抗干扰性能非常好,尤其是在最恶劣的情况下,其他通信都不能正常使用的情况下,这种混合扩频依然能够使用,为什么呢?很简单,所谓混合,就是将跳频系统和直扩抗干扰系统两者结合起来。如果将两者单独分开使用,则效果也不佳,只有当将这两者混合使用时才能将它们的优点发挥到最大限度,而且彼此之间也互不了彼此的缺点。简单来说,跳频就是通过躲避其他通信源的追踪来进行抗干扰的,而直扩抗干扰反而将其他干扰通信进行截获,然后进行解剖分析,在进行加工处理,将本来是干扰的通信通过这一过程,将干扰因素变成了有益自身的信号源,从而加强了自身的抗干扰能力,所以,它不是采用躲避的方法,而是采取洗手加工,最后变为自己的补充能量。

结语

在高科技的信息化条件下,随着战争需求的不断提高,对通信的干扰和抗干扰能力提出了跟高的要求,短波通信目前虽不处于完全优势,但是,它在战争中仍占有很高的位置,只有不断的创新和探索,不断完善短波通信的抗干扰能力,才能保障在信息军事化的战争中能够更有效地提高作战效率。当然,信息技术的普及为我们提供了良好的创造条件,也不仅仅是短波通信,研究和开发新一代通信设备,以保障整个战争的顺利进行,所以,只有各种通信设备的配合使用,才能确保一场信息战的效能和胜负,将自身的损失减少到最低限度。

[1]王曰海.扩谱通信抗干扰的现代信号处理应用研究[J].浙江大学,2014(01)

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