無人機(jī)通信鏈路抗干擾問題研究

馬文良

【摘要】 無人機(jī)作為一種重要軍事裝備，被廣泛應(yīng)用到偵察與反偵察、導(dǎo)航對(duì)抗、遙控遙測對(duì)抗等多個(gè)方向。為了保證無人機(jī)穩(wěn)定工作，需要保證通信系統(tǒng)運(yùn)行可靠性，為GPS導(dǎo)航和無線遙測遙控系統(tǒng)提供保障。基于電磁環(huán)境干擾，對(duì)無人機(jī)通信鏈路抗干擾手段進(jìn)行分析，來提高其對(duì)環(huán)境的適應(yīng)能力，充分發(fā)揮其具有的優(yōu)勢。本文對(duì)無人機(jī)通信鏈路干擾問題，提出了相應(yīng)的抗干擾手段。

【關(guān)鍵詞】 無人機(jī) 通信鏈路 電磁環(huán)境 抗干擾

無人機(jī)在軍事領(lǐng)域具有很大的應(yīng)用優(yōu)勢，但是面對(duì)日漸復(fù)雜的電磁環(huán)境，需要對(duì)其通信鏈路抗干擾手段進(jìn)行分析，降低電磁因素對(duì)無人機(jī)的干擾，提高無人機(jī)工作穩(wěn)定性和可靠性。針對(duì)無人機(jī)通信鏈路特點(diǎn)，需對(duì)各項(xiàng)干擾因素進(jìn)行分析，從技術(shù)、設(shè)計(jì)以及應(yīng)用多個(gè)角度著手，保證所選抗干擾手段的有效性。

一、無人機(jī)通信鏈路干擾問題

1、遙測遙控信號(hào)干擾。1.分布式干擾。在無人機(jī)工作區(qū)域內(nèi)，存在眾多體積小、重量輕、成本低的小型電子干擾機(jī)，由程序控制，能自動(dòng)實(shí)現(xiàn)對(duì)選定軍事電子設(shè)備進(jìn)行干擾。同時(shí)，其分布具有很大的隨機(jī)性，可產(chǎn)生多方向干擾扇面，對(duì)無人機(jī)產(chǎn)生大區(qū)域壓制性干擾。如果干擾方向數(shù)據(jù)不小于自適應(yīng)凋零天線陣陣元數(shù)目時(shí)，自適應(yīng)調(diào)零控制將會(huì)失效。2.遠(yuǎn)程超大功率多信道干擾。利用空間功率合成技術(shù)、智能天線技術(shù)與相控陣技術(shù)，來實(shí)現(xiàn)對(duì)無人機(jī)通信鏈路關(guān)鍵節(jié)點(diǎn)的干擾。此干擾不僅具有很寬的使用頻段，還具有避免抵近干擾危險(xiǎn)性的特點(diǎn)。

2、GPS導(dǎo)航系統(tǒng)干擾。GPS衛(wèi)星無線電導(dǎo)航信號(hào)，選擇低信噪比的擴(kuò)譜調(diào)制傳輸方式。GPS軍碼信號(hào)編碼所需周期較長，就目前應(yīng)用現(xiàn)狀來看，很難產(chǎn)生足夠大功率干擾信號(hào)來抵消GPS接收機(jī)擴(kuò)頻增益。最為常見的無線電導(dǎo)航干擾，如轉(zhuǎn)發(fā)瞄準(zhǔn)、寬帶阻塞與離散攔阻式等干擾方法，主要采用：1信息干擾，既通過發(fā)射大功率雜波信號(hào)來干擾導(dǎo)航信息的正確獲取和使用；2信息源摧毀，導(dǎo)致整個(gè)導(dǎo)航系統(tǒng)癱瘓。

二、無人機(jī)通信鏈路抗干擾手段

1.應(yīng)用抗干擾技術(shù)。選擇自適應(yīng)天線陣并結(jié)合擴(kuò)頻技術(shù)，來提高無人機(jī)通信抗干擾性能，主要包括自適應(yīng)陣處理、擴(kuò)頻處理和中心處理計(jì)算機(jī)三部分[1-2]。第一，自適應(yīng)陣處理部分。電磁環(huán)境對(duì)無人機(jī)的干擾，主要作用對(duì)象是情報(bào)傳輸系統(tǒng)的收信系統(tǒng)，自適應(yīng)陣處理技術(shù)的應(yīng)用，對(duì)接收的信號(hào)和干擾進(jìn)行自適應(yīng)處理，有效估計(jì)信號(hào)的來源，對(duì)天線陣的發(fā)射方向進(jìn)行自適應(yīng)調(diào)整，使其對(duì)準(zhǔn)接收信號(hào)主向，確保自適應(yīng)天線陣可以有效發(fā)射。第二，擴(kuò)頻通信部分。主要包括收發(fā)功能，接收主要為自適應(yīng)陣所輸出的信號(hào)，對(duì)其進(jìn)行解調(diào)及解碼等處理，并可以提供自適應(yīng)陣所需要的參考信號(hào)；發(fā)送則主要是對(duì)信號(hào)進(jìn)行采集、編碼、調(diào)制以及擴(kuò)頻等處理，最終得到擴(kuò)頻發(fā)射信號(hào)。第三，中心處理計(jì)算機(jī)部分。主要是對(duì)各種情報(bào)信息進(jìn)行處理，并完成系統(tǒng)自檢、初始化、模式控制、監(jiān)測與轉(zhuǎn)換等各項(xiàng)功能，確保信息的有效交換與處理。與常規(guī)通信系統(tǒng)相比，該系統(tǒng)具有更強(qiáng)的抗窄帶干擾能力，但需要對(duì)頻域擴(kuò)展比進(jìn)行合理設(shè)計(jì)。另外，當(dāng)干擾強(qiáng)度達(dá)到一定限度后，擴(kuò)頻系統(tǒng)便達(dá)不到抗干擾要求。目前對(duì)擴(kuò)頻信號(hào)的檢測，可以通過全景接收機(jī)來實(shí)現(xiàn)，同時(shí)對(duì)于跳頻通信問題，也可以通過提高跟蹤干擾速度來實(shí)現(xiàn)。

2.隱身低輻射設(shè)計(jì)。主要從工程設(shè)計(jì)角度進(jìn)行分析，應(yīng)用新型復(fù)合材料、雷達(dá)吸波材料以及低噪聲發(fā)動(dòng)機(jī)，進(jìn)而提高無人機(jī)抗干擾能力，避免被偵察，同時(shí)還可以從動(dòng)力、紅外、光電、電磁以及噪聲等方面進(jìn)行分析[3]。應(yīng)用限制紅外反射技術(shù)，即將能夠吸收紅外光的特質(zhì)漆涂在無人機(jī)表面，并向燃料內(nèi)注入產(chǎn)生紅外輻射的化學(xué)制劑，可以有效抵抗雷達(dá)的偵察?？梢詫?duì)無人機(jī)進(jìn)行充電表面涂層，由24V電源充電后，表面涂層可以有效吸收雷達(dá)波，可以有效減小雷達(dá)探測距離40%～50%[4]。同時(shí)，充電表面涂層還可以根據(jù)實(shí)際需求進(jìn)行變色，可以最大程度上與周圍環(huán)境融為一體，具有良好的反偵察效果。另外，還可對(duì)無人機(jī)進(jìn)行工藝改造，對(duì)無人機(jī)副翼、襟翼等各傳動(dòng)面進(jìn)行改造，設(shè)計(jì)成綜合面，減小各部件間的連接縫，縮小雷達(dá)反射面，進(jìn)而避免雷達(dá)的偵察。

結(jié)束語：在未來信息化戰(zhàn)場上，無人機(jī)應(yīng)用將越來越廣泛，需要對(duì)無人機(jī)通信鏈路抗干擾技術(shù)進(jìn)行分析，確定抗干擾技術(shù)研究方向，有針對(duì)性的采取措施，提高無人機(jī)的穩(wěn)定性及可靠性，充分發(fā)揮其應(yīng)有的價(jià)值。

參 考 文 獻(xiàn)

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[4] 劉先虎，范萬水，王備倉.復(fù)雜電磁環(huán)境下無人機(jī)通信抗干擾問題研究[J].軍事通信技術(shù)，2010，03：86-90.