某通信電臺(tái)帶內(nèi)連續(xù)阻塞干擾環(huán)境適應(yīng)性評(píng)估研究

賀興 劉鑫 馬龍

摘要：為了評(píng)估通信電臺(tái)帶內(nèi)連續(xù)阻塞干擾環(huán)境適應(yīng)性，本文將我國(guó)軍現(xiàn)役某型超短波電臺(tái)為研究對(duì)象，分析通信裝備在多元連續(xù)波輻射效應(yīng)下的預(yù)測(cè)模型建立情況，構(gòu)建干擾效應(yīng)試驗(yàn)平臺(tái)，并進(jìn)行實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證。得出通信電臺(tái)處于多源連續(xù)波輻照下，阻塞干擾情況是否出現(xiàn)與峰值場(chǎng)強(qiáng)敏感指數(shù)以及等效場(chǎng)強(qiáng)有關(guān)系，預(yù)測(cè)通信電臺(tái)多源連續(xù)波輻照效應(yīng)可依據(jù)多個(gè)敏感指數(shù)與1的大小來確定。

關(guān)鍵詞：通信電臺(tái);多元輻射;阻塞干擾環(huán)境;預(yù)測(cè)模型

通信技術(shù)在各個(gè)行業(yè)的應(yīng)用都較為普及。尤其是在軍事科技領(lǐng)域，在軍事對(duì)抗上更是離不開通信信息技術(shù)。針對(duì)目前通信技術(shù)的應(yīng)用情況，更需要從加強(qiáng)對(duì)該技術(shù)的研究，提高通信技術(shù)的科技含量。此種形式下，通信信息化技術(shù)主要面臨的問題是電磁干擾武器的研發(fā)和電磁兼容問題。在電磁環(huán)境愈加復(fù)雜的情況下，如何提高通信電臺(tái)對(duì)多變復(fù)雜電磁環(huán)境的適應(yīng)性，更好的發(fā)揮好通信電臺(tái)的作用是目前該領(lǐng)域人員尤為關(guān)注的問題。

1推導(dǎo)預(yù)測(cè)模型

1.1推導(dǎo)峰值場(chǎng)強(qiáng)敏感預(yù)測(cè)模型

通信電臺(tái)受到輻射場(chǎng)強(qiáng)峰值的影響，敏感性會(huì)很強(qiáng)，此時(shí)通信電臺(tái)受到多個(gè)輻射源單獨(dú)輻照，并形成臨界干擾，該情況下會(huì)呈現(xiàn)電壓Um，該電壓屬于臨界干擾電壓[1]?？色@得以下關(guān)系式：x1E′1=Um;x2E′2=Um……xnE′n=Um。通信電臺(tái)受到n個(gè)輻射源同時(shí)作用時(shí)，會(huì)出現(xiàn)臨界干擾，此時(shí)臨界干擾電壓數(shù)值，不管是單獨(dú)作用還是n個(gè)相互作用，都是一樣的。S2=（E1/E′1）+（E2/E′2）+…+（En/E′n），通信電臺(tái)出現(xiàn)臨界干擾的情況是S2=1，大于1，等效干擾電壓>Um，此時(shí)電臺(tái)出現(xiàn)干擾情況;小于1，電臺(tái)可正常工作。可見S2≥1通信電臺(tái)出現(xiàn)干擾，S2<1，通信電臺(tái)可實(shí)現(xiàn)正常通信。

1.2推導(dǎo)等效場(chǎng)強(qiáng)敏感預(yù)測(cè)模型

接收機(jī)得到電磁波信號(hào)后，可獲取以下輸入信號(hào)ui（t）=AiEicos（wit）+ASEScos（wSt），推導(dǎo)以上公式，最終可以得到以下公式，S1=（E1/E′1）2+（E2/E′2）2+ … +（En/E′n）2，其中，通信電臺(tái)處理臨界干擾狀態(tài)的是當(dāng)S1=1時(shí);S1大于時(shí)，通信電臺(tái)臨界干擾值小于通信裝備受到的干擾值，此時(shí)通信裝備不能完成正常的通信功能;當(dāng)S1小于1時(shí)，通信裝備可以完成正常通信功能。由此可見S1≥1通信電臺(tái)出現(xiàn)干擾，S2<1，通信電臺(tái)可實(shí)現(xiàn)正常通信[2]。

2驗(yàn)證預(yù)測(cè)模型實(shí)驗(yàn)

2.1確定實(shí)驗(yàn)方案

要想驗(yàn)證以上預(yù)測(cè)模型，前提是構(gòu)建多個(gè)干擾輻射源實(shí)驗(yàn)平臺(tái)，在該平臺(tái)上對(duì)進(jìn)行輻照實(shí)驗(yàn)。實(shí)驗(yàn)過程中可計(jì)算出以上兩個(gè)模型中有關(guān)數(shù)值，根據(jù)數(shù)值分析模型是否合適。本次實(shí)驗(yàn)選取的實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)配置為雙源干擾輻照實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)配置。

該雙源干擾輻照實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)配置中，干擾電臺(tái)為兩臺(tái)，輸出的信號(hào)需要經(jīng)過功率耦合器的加工，之后在進(jìn)入功率放大器，最后信號(hào)被輸入到輻照天線。該實(shí)驗(yàn)中輻照天線和受試電臺(tái)之間的距離五米。建材受試區(qū)域場(chǎng)強(qiáng)的變化采用光線場(chǎng)強(qiáng)計(jì)，光線場(chǎng)強(qiáng)計(jì)與電腦相連，電臺(tái)語(yǔ)言可在加工處理后與耳機(jī)相連。

本次實(shí)驗(yàn)中需要的通信臺(tái)電為三臺(tái)，型號(hào)為A1型超短波通信電臺(tái)，通信電臺(tái)起到受試電臺(tái)和干擾信號(hào)發(fā)生源的作用。型號(hào)為EMR-200的場(chǎng)強(qiáng)檢測(cè)器，型號(hào)為BBA9105輻射天線。輻射天線的工作頻率在200MHz左右，14W為輻射天線可以承受的功率峰值。功率器型號(hào)NRVD。外加光纖線纜、雙向耦合器、同軸線纜多條以及功率合成器等[3]。

2.2確定試驗(yàn)步驟

根據(jù)上述圖示進(jìn)行設(shè)置，連接好各個(gè)組建并將其安置在場(chǎng)地開闊的地方。所選信號(hào)源為廣播信號(hào)。將與本次實(shí)驗(yàn)無關(guān)的設(shè)備的信號(hào)源進(jìn)行屏蔽，以免產(chǎn)生干擾。確定無誤后開始進(jìn)行實(shí)驗(yàn)。

第一，電臺(tái)頻點(diǎn)為電臺(tái)工作頻率，微調(diào)受試電臺(tái)，以聽到清晰的廣播信號(hào)為準(zhǔn)。第二，將干擾信號(hào)發(fā)生源1打開，設(shè)定干擾頻率值fi，隨后將功率放大器輸出功率不斷增加，以監(jiān)聽受試電臺(tái)聽不到有用信息為準(zhǔn)[4]。連接場(chǎng)強(qiáng)計(jì)讀取場(chǎng)強(qiáng)數(shù)值。并逐個(gè)測(cè)量不同干擾頻率值下的場(chǎng)強(qiáng)閾值。第三，將干擾信號(hào)發(fā)生源1打開，電臺(tái)某個(gè)頻點(diǎn)為干擾頻率，并監(jiān)聽信號(hào)輸出的清晰度。幾率信號(hào)被干擾并能將信號(hào)內(nèi)容聽清此時(shí)的干擾場(chǎng)強(qiáng)E1。第四，發(fā)生源2打開，隨后與步驟三一致，記錄干擾場(chǎng)強(qiáng)E2。第五，參照步驟2頻點(diǎn)重復(fù)3、4內(nèi)容記錄干擾場(chǎng)強(qiáng)數(shù)據(jù)[5]。

3實(shí)驗(yàn)結(jié)果分析

雙源干擾輻照下場(chǎng)強(qiáng)閾值組合實(shí)驗(yàn)結(jié)果，如下分析;第一組實(shí)驗(yàn)參數(shù)為Δf1=15.1MHz，E1=9.12，E2=19.99，S1=0.62，S2=0.99;第二組實(shí)驗(yàn)參數(shù)為E′1=39.84V·m-1，E1=12.00，E2=20.12，S1=0.66，S2=1.06;第三組實(shí)驗(yàn)參數(shù)為Δf2=9.1MHz，E1=15.17，E2=18.15，S1=0.16，S2=1.05;第四組實(shí)驗(yàn)參數(shù)為E′2=26.38V·m-1，E1=18.14（6.13），E2=29.33（28.99），S1=0.55（0.60），S2=1.05（1.10）;第五組實(shí)驗(yàn)參數(shù)為Δf1=13.1MHz，E1=6.13，E2=29.33，S1=1.26，S2=1.27;第五組實(shí)驗(yàn)參數(shù)為Δf1=13.1MHz，E1=10.00，E2=28.99，S1=1.27，S2=1.34;第六組實(shí)驗(yàn)參數(shù)為E′1=36.74V·m-1，E1=14.09，E2=27.84，S1=1.24，S2=1.41。

分析以上結(jié)果發(fā)現(xiàn)第一組實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)與等效場(chǎng)強(qiáng)敏感預(yù)測(cè)模型是相適應(yīng)的，但是該組實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)與場(chǎng)強(qiáng)風(fēng)致敏感模型是存在差異性。說明通信電臺(tái)受頻率組合干擾，產(chǎn)生了等效場(chǎng)強(qiáng)的敏感性，缺少對(duì)峰值場(chǎng)強(qiáng)的敏感性。第二組實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)從整體上看與兩種預(yù)測(cè)模型都是相適應(yīng)的，即便是存在一組差異較大的數(shù)據(jù)，其原因是人為因素導(dǎo)致。說明該干擾頻率下，通信電臺(tái)對(duì)峰值場(chǎng)強(qiáng)和等效場(chǎng)強(qiáng)與存在較高敏感性。對(duì)比分析以上兩組數(shù)據(jù)發(fā)現(xiàn)通信電臺(tái)發(fā)生阻塞干擾的情況是其中一個(gè)預(yù)測(cè)模型出現(xiàn)干擾條件時(shí)[6]。因此實(shí)際工作中需要明確S1和S2兩個(gè)敏感指標(biāo)，在此基礎(chǔ)下判斷通信電臺(tái)是否出現(xiàn)阻塞干擾。

4結(jié)論

實(shí)際工作中通信電臺(tái)是否受到干擾阻塞，需要結(jié)合兩個(gè)敏感指標(biāo)，在將兩個(gè)敏感指標(biāo)全部計(jì)算出來的基礎(chǔ)上，可以結(jié)合S1和S2數(shù)值判斷通信電臺(tái)是否受到阻塞干擾。當(dāng)S1和S2均≥1時(shí)，通信電臺(tái)出現(xiàn)干擾，此時(shí)對(duì)兩個(gè)場(chǎng)強(qiáng)都非常敏感。兩者均<1時(shí)，通信電臺(tái)正常工作不會(huì)受到干擾。當(dāng)是S1≥1，S2<1時(shí)等效場(chǎng)強(qiáng)是通信電臺(tái)敏感指標(biāo)。反之當(dāng)S1<1，S2≥1時(shí)，峰值場(chǎng)強(qiáng)是通信電臺(tái)敏感指標(biāo)。以上就是筆者對(duì)通信電臺(tái)連續(xù)波多源帶內(nèi)阻塞干擾規(guī)律的研究，加強(qiáng)該方面的研究可提高通信電臺(tái)在復(fù)雜環(huán)境下的適應(yīng)性，對(duì)增強(qiáng)電臺(tái)抗干擾能力有重要作用。

參考文獻(xiàn)

[1]杜海兵，于永利，杜寶舟.某通信電臺(tái)帶內(nèi)連續(xù)阻塞干擾環(huán)境適應(yīng)性評(píng)估研究[J].電波科學(xué)學(xué)報(bào)，2018，33（5）：619-623.

[2]杜寶舟，陳亞洲，程二威，等.某型無人機(jī)數(shù)據(jù)鏈連續(xù)波電磁輻照效應(yīng)試驗(yàn)分析[J].微波學(xué)報(bào)，2018，34（2）：86-91，96.

[3]楊懷均.民航甚高頻地空通信電臺(tái)干擾及預(yù)防對(duì)策[J].通訊世界，2019，26（3）：62-63.

[4]沈嘉寧，王倫文.通信電臺(tái)運(yùn)動(dòng)軌跡完備化方法[J].探測(cè)與控制學(xué)報(bào)，2018，40（6）：18-22.

[5]陳秀國(guó)，樊欣欣，楊亞.基于超短波電臺(tái)的變電站臨時(shí)通信[J].中國(guó)科技縱橫，2019，（6）：174-175.

[6]王雅平，魏光輝，潘曉東，等.通信電臺(tái)帶外雙頻干擾預(yù)測(cè)模型與試驗(yàn)[J].電子學(xué)報(bào)，2019，47（4）：826-831.