淺談短波電臺(tái)抗干擾技術(shù)

趙曉瑜++段廣青++薛冰

[摘 要]短波通信在我國(guó)的應(yīng)急通信保障中發(fā)揮著重要作用，是我軍柵格化通信保障手段之一。在汶川地震時(shí)，正常的公用通信網(wǎng)絡(luò)被破壞，我武警部隊(duì)?wèi)?yīng)急通信保障人員，使用短波電臺(tái)快速構(gòu)建遠(yuǎn)距離通信網(wǎng)與遠(yuǎn)方指揮中心進(jìn)行聯(lián)絡(luò)。在應(yīng)急救援現(xiàn)場(chǎng)，交通、電力和通信皆被破壞，短波電臺(tái)發(fā)揮了無(wú)可替代的作用。在救援現(xiàn)場(chǎng)復(fù)雜電磁環(huán)境中，應(yīng)如何發(fā)揮短波通信的作用呢，這是我們應(yīng)著力解決的問(wèn)題。

[關(guān)鍵詞]短波；電磁；抗干擾

一、短波電臺(tái)電磁干擾問(wèn)題

短波電臺(tái)由于在跨國(guó)界、遠(yuǎn)距離傳輸信息時(shí)的經(jīng)濟(jì)型和有效性等特點(diǎn)，得到越來(lái)越廣泛的發(fā)展，但是，隨著空中短波頻率越來(lái)越擁擠，為確保傳輸效果，增大天線的發(fā)射功率已經(jīng)勢(shì)在必行，并且在戰(zhàn)場(chǎng)上人為干擾也越來(lái)越嚴(yán)重，電磁輻射和電磁干擾產(chǎn)生的影響也越來(lái)越引起廣泛重視。

在通信對(duì)抗中，一方電臺(tái)要破壞對(duì)方電臺(tái)的有效通信，而另一方則要盡力擺脫對(duì)方的干擾，保障自己電臺(tái)的通信暢通無(wú)阻，因而干擾與抗干擾技術(shù)在這種對(duì)抗中得到發(fā)展。最早的干擾采用單頻干擾，當(dāng)通信一方受到此干擾時(shí)，只好改變通信頻率來(lái)躲避這種干擾。當(dāng)干擾一方發(fā)現(xiàn)干擾無(wú)效后，也隨之改變干擾頻率，使干擾頻率再次對(duì)準(zhǔn)通信頻率，實(shí)施干擾。最初的通信對(duì)抗就是采用這種捉迷藏的方式進(jìn)行，改變的頻率也不是很多。后來(lái)，通信頻率數(shù)增加，可以不斷地改變頻率，干擾一方就采用跟蹤式干擾方式，對(duì)通信一方進(jìn)行干擾。隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，擴(kuò)頻技術(shù)的問(wèn)世，使得通信對(duì)抗發(fā)展到了一個(gè)新水平。通信采用跳頻方式，其頻率不斷地、隨機(jī)地跳變，加大了干擾的難度。干擾一方采用轉(zhuǎn)發(fā)式干擾，將跳頻信號(hào)接收下來(lái)，經(jīng)加噪聲放大后轉(zhuǎn)發(fā)出去對(duì)跳頻信號(hào)實(shí)施干擾。對(duì)付這種轉(zhuǎn)發(fā)式干擾，一是提高跳頻速度，使之達(dá)到轉(zhuǎn)發(fā)式干擾無(wú)法干擾的程度；再者采用多網(wǎng)、引誘和其它的電子對(duì)抗措施，對(duì)抗轉(zhuǎn)發(fā)式干擾。對(duì)付上述的反對(duì)抗措施之一，是采用寬帶阻塞式干擾，但這種干擾由于頻帶很寬，所需干擾功率相當(dāng)大，使用比較困難，而且極易受到對(duì)方導(dǎo)彈的攻擊。

由此可見(jiàn)，通信對(duì)抗的雙方在對(duì)抗中發(fā)展，在對(duì)抗中提高，到底誰(shuí)戰(zhàn)勝誰(shuí)還很難預(yù)料，但可以預(yù)言，對(duì)抗的雙方將在對(duì)抗中得到進(jìn)一步的發(fā)展和完善，因而對(duì)抗也會(huì)更加激烈。

二、短波電臺(tái)直接序列擴(kuò)頻技術(shù)

在軍事通信領(lǐng)域的短波信道上，除了存在多徑干擾、大氣干擾等外，還要對(duì)付敵方施放的人為干擾、電子偵查和竊聽(tīng)等。采用直接序列擴(kuò)頻技術(shù)，可以有效地解決這些問(wèn)題，為軍事通信部門(mén)在短波波段提供一種隱蔽性好、抗干擾性強(qiáng)的通信手段。

但是，由于短波信道的時(shí)變特性，以及存在頻譜擁擠等問(wèn)題，對(duì)于在短波信道上實(shí)現(xiàn)直接序列擴(kuò)頻、尤其是實(shí)現(xiàn)寬帶直擴(kuò)有很大的影響，因此，直擴(kuò)技術(shù)在短波波段的應(yīng)用遠(yuǎn)不如它在超短波、微波波段的應(yīng)用那樣廣泛，根據(jù)我們現(xiàn)有的資料，在短波波段采用直接序列擴(kuò)頻技術(shù)的還不多。然而，目前已有不少國(guó)家正在致力于這方面的研制工作，并已取得了較大的技術(shù)突破。例如，有人提出了一種采用帶內(nèi)直接序列擴(kuò)頻和糾錯(cuò)編碼技術(shù)的短波通信系統(tǒng)，在抗人為干擾、多徑衰落以及克服多普勒頻移方面具有良好的性能。這種系統(tǒng)為了利用原有的短波通信線路，把系統(tǒng)的射頻帶寬限制在音頻帶寬內(nèi)，即采用了“帶內(nèi)擴(kuò)頻”方案。其基本原理是，首先用頻移鍵控方式將待傳送的數(shù)據(jù)調(diào)制到音頻副載頻上，這與常見(jiàn)的頻移鍵控方式相似，但是兩個(gè)頻率之間的間隔較小。然后用偽隨機(jī)碼將這種窄帶信號(hào)的頻帶加以擴(kuò)展，然后通過(guò)窄帶濾波器提高信噪比，再對(duì)該信號(hào)進(jìn)行解調(diào)，便恢復(fù)成原來(lái)的數(shù)據(jù)。這種系統(tǒng)由于擴(kuò)頻后占用的射頻帶寬不大，故只適于傳輸?shù)退贁?shù)據(jù)。

美國(guó)SICOM公司研制的一種新的、直接序列擴(kuò)頻短波收發(fā)信機(jī)，能用于傳輸保密的寬帶數(shù)據(jù)。其工作頻率范圍為1-30MHZ，帶寬為1.5MHZ，是一種采用寬帶直接序列擴(kuò)頻的短波收發(fā)信機(jī)。它能以58kb/s速率傳輸視頻、話音和數(shù)據(jù)，具有較高的可靠性，抗惡劣的自然環(huán)境和人為干擾?？捎糜谂瀸?duì)艦視頻會(huì)議或遠(yuǎn)程通信，陸上通信距離可達(dá)1000英里以上，能消除比有用信號(hào)強(qiáng)100000倍的寬帶干擾。

三、短波電臺(tái)自適應(yīng)跳頻技術(shù)

由于在短波波段，不是在任何地點(diǎn)、任何時(shí)間以任何頻率來(lái)傳輸信號(hào)，都能獲得良好的傳輸效果，因此，如果能把自適應(yīng)技術(shù)和跳頻技術(shù)結(jié)合起來(lái)，將會(huì)進(jìn)一步改善短波通信系統(tǒng)的抗干擾性能，目前，短波自適應(yīng)跳頻跳頻通信系統(tǒng)正受到廣泛重視，并取得了一定進(jìn)展。

自適應(yīng)跳頻通信系統(tǒng)增加了實(shí)時(shí)信道質(zhì)量分析模塊和反向反饋信道，并使用自適應(yīng)的跳頻頻率選擇模塊代替常規(guī)跳頻的固定跳頻頻率表。自適應(yīng)跳頻系統(tǒng)的接收端根據(jù)與發(fā)送端同步的跳頻序列解跳接收數(shù)據(jù)，同時(shí)使用實(shí)時(shí)信道質(zhì)量分析模塊對(duì)各個(gè)跳頻信道進(jìn)行通信質(zhì)量檢測(cè)，并依據(jù)一定的判決準(zhǔn)則，確定跳頻頻率集中被干擾的頻點(diǎn)。接收端的跳頻頻率選擇模塊對(duì)未被干擾的頻點(diǎn)保留使用，對(duì)被干擾的頻點(diǎn)按一定替換算法由可使用頻點(diǎn)替換。同時(shí)，通過(guò)反向反饋信道把可以使用的跳頻頻率集傳送給發(fā)送端。這樣，通信雙方在通信過(guò)程中自動(dòng)適應(yīng)信道變化，實(shí)時(shí)去除、避開(kāi)頻率集中被干擾的頻點(diǎn)，實(shí)現(xiàn)長(zhǎng)時(shí)間在無(wú)干擾或者微小干擾的可使用頻點(diǎn)上保持優(yōu)質(zhì)通信，增強(qiáng)了跳頻通信系統(tǒng)的抗干擾能力。