無(wú)人直升機(jī)機(jī)測(cè)控系統(tǒng)抗干擾技術(shù)與應(yīng)用分析

張璞

中國(guó)直升機(jī)設(shè)計(jì)研究所，中國(guó)·江西 景德鎮(zhèn) 333000

1 引言

現(xiàn)階段世界之間技術(shù)戰(zhàn)爭(zhēng)較為頻繁，存在著大量的電子干擾活動(dòng)，不利于無(wú)人直升機(jī)的正常運(yùn)行。另外，在未來(lái)的國(guó)際競(jìng)爭(zhēng)中，無(wú)人直升機(jī)所處的電磁環(huán)境將會(huì)更加復(fù)雜，這就要求無(wú)人直升機(jī)系統(tǒng)要具備更強(qiáng)的抗干擾能力，確保其能夠正常發(fā)揮作用。因此，近些年來(lái)，各個(gè)國(guó)家都在大力推進(jìn)無(wú)人直升機(jī)系統(tǒng)的研發(fā)，并重視對(duì)于無(wú)人直升機(jī)系統(tǒng)抗干擾能力的提升，盡可能確保其能夠適應(yīng)更加復(fù)雜的電磁環(huán)境，保障無(wú)人直升機(jī)可以完成任務(wù)。

2 抗干擾技術(shù)在無(wú)人直升機(jī)系統(tǒng)中的應(yīng)用

2.1 擴(kuò)頻抗干擾技術(shù)的應(yīng)用

擴(kuò)頻抗干擾技術(shù)是實(shí)現(xiàn)提高無(wú)人直升機(jī)抗干擾能力的重要方式之一，其通過(guò)增加帶寬來(lái)降低信息的差錯(cuò)率，降低外界環(huán)境對(duì)于信息的影響。由于擴(kuò)頻抗干擾技術(shù)是通過(guò)增加帶寬來(lái)實(shí)現(xiàn)的，導(dǎo)致其具有功率譜密度低的特性，并且還具備良好的隱蔽性，不易被發(fā)現(xiàn)。另外，擴(kuò)頻抗干擾技術(shù)可以極大地提高無(wú)人直升機(jī)的抗干擾能力，使得信息在傳遞的過(guò)程中難以被截獲，不易被偵查到。因此這項(xiàng)技術(shù)已經(jīng)在我國(guó)軍事領(lǐng)域獲得了極大的應(yīng)用，并且發(fā)揮了良好的應(yīng)用效果。

擴(kuò)頻抗干擾技術(shù)在應(yīng)用于無(wú)人直升機(jī)系統(tǒng)時(shí)，通常采用直接序列擴(kuò)頻的方式。這種方式是把相關(guān)信息進(jìn)行擴(kuò)展后變成帶寬信號(hào)，并通過(guò)傳輸后在通過(guò)相關(guān)方式予以恢復(fù)，獲取到原有的信息。這種抗感染方式主要通過(guò)接收機(jī)對(duì)相關(guān)信號(hào)進(jìn)行處理，在信息的傳播過(guò)程中，僅有一小部分的干擾能量被相關(guān)接收設(shè)備所接收，大幅降低了干擾能量對(duì)于信息的影響。

2.2 自適應(yīng)的干擾抑制技術(shù)

在對(duì)于提高無(wú)人直升機(jī)系統(tǒng)的抗干擾方式中，自適應(yīng)的干擾抑制技術(shù)也是其重要組成部分之一。這種方式通過(guò)對(duì)相關(guān)信號(hào)以及特性進(jìn)行跟蹤測(cè)量，并通過(guò)相應(yīng)的算法對(duì)相關(guān)信號(hào)進(jìn)行處理，并自動(dòng)地對(duì)參數(shù)以及結(jié)構(gòu)進(jìn)行調(diào)整，確保在復(fù)雜的電磁環(huán)境中，信息能夠順利地傳遞。自適應(yīng)的干擾抑制技術(shù)有多種形式，如頻率的自適應(yīng)技術(shù)以及電平域自適應(yīng)技術(shù)等。這些技術(shù)都可以顯著提高系統(tǒng)的抗干擾能力，保障信息傳輸?shù)臏?zhǔn)確性[1]。

2.2.1 自適應(yīng)的天線(xiàn)技術(shù)

自適應(yīng)的天線(xiàn)技術(shù)是通過(guò)多元天線(xiàn)陣以及相關(guān)處理器來(lái)實(shí)現(xiàn)的，在采用自適應(yīng)的天線(xiàn)技術(shù)時(shí)，相關(guān)處理器通過(guò)相應(yīng)算法對(duì)相關(guān)參數(shù)進(jìn)行合理調(diào)整，通過(guò)對(duì)方向圖以及評(píng)論等參數(shù)進(jìn)行修正，更好地提高對(duì)于相應(yīng)信號(hào)的跟蹤能力，同時(shí)對(duì)于其他的干擾信號(hào)進(jìn)行抑制，盡可能保障相應(yīng)信號(hào)的準(zhǔn)確性[2]。

自適應(yīng)的天線(xiàn)技術(shù)由于其自身的特性，對(duì)于多種類(lèi)型的干擾都有著顯著效果，如鄰道干擾以及寬帶干擾等，具有非常廣泛的應(yīng)用領(lǐng)域。同時(shí)，通過(guò)對(duì)零點(diǎn)數(shù)進(jìn)行增加還可以對(duì)不同方向的干擾信號(hào)進(jìn)行抑制，大大提高抗干擾能力。

自適應(yīng)的天線(xiàn)技術(shù)不僅可以提高信息通信的抗干擾能力，在軍事領(lǐng)域上也有著廣泛應(yīng)用。例如，在美國(guó)軍隊(duì)的設(shè)備中就已經(jīng)進(jìn)行了應(yīng)用，并且發(fā)揮了顯著的抗干擾作用[2]。

2.2.2 自適應(yīng)跳頻以及通道選擇

自適應(yīng)跳頻功能是當(dāng)設(shè)備遇到復(fù)雜的電磁環(huán)境時(shí)，能夠?qū)ζ漕l率進(jìn)行調(diào)整，提高抗干擾能力，實(shí)現(xiàn)對(duì)信號(hào)的自適應(yīng)控制。自適應(yīng)信號(hào)選擇技術(shù)與自適應(yīng)跳頻技術(shù)一樣，都是通過(guò)不斷調(diào)整來(lái)實(shí)現(xiàn)抗干擾的目的，并且在實(shí)際應(yīng)用中具備良好的效果。

2.2.3 自適應(yīng)的功率控制

自適應(yīng)的功率控制是通過(guò)相關(guān)設(shè)備的運(yùn)行功率進(jìn)行控制來(lái)實(shí)現(xiàn)的，通過(guò)按照相關(guān)信號(hào)的高低以來(lái)，對(duì)發(fā)射功率進(jìn)行調(diào)整，降低干擾信號(hào)對(duì)于輸出信號(hào)的影響。

2.3 信源與信道編碼技術(shù)的應(yīng)用

目前，隨著無(wú)人直升機(jī)技術(shù)的不斷發(fā)展，無(wú)人直升機(jī)系統(tǒng)將更具數(shù)字化。并且隨著相關(guān)編碼技術(shù)的不斷應(yīng)用，在確保射頻信號(hào)穩(wěn)定的同時(shí)極大地提高通信的抗干擾能力。

現(xiàn)階段，數(shù)字通信有著非常廣泛的應(yīng)用，與傳統(tǒng)的通信方式相比，其具有更加高效的信息傳播效率，并且便于對(duì)信息進(jìn)行加密，實(shí)現(xiàn)良好的保密效果，被大部分無(wú)人直升機(jī)系統(tǒng)所采用。同時(shí)，出于進(jìn)一步提高通信的抗干擾能力的考慮，相關(guān)設(shè)計(jì)人員還會(huì)采用糾錯(cuò)編碼技術(shù)，來(lái)對(duì)一些錯(cuò)誤的信息進(jìn)行改正，進(jìn)一步提高無(wú)人直升機(jī)系統(tǒng)的抗干擾能力。并且這一技術(shù)我還會(huì)對(duì)信息編碼的種類(lèi)以及效率進(jìn)行調(diào)整，對(duì)于提高通信的容量以及流量上也有著重要作用。

3 對(duì)其實(shí)際應(yīng)用的可行性進(jìn)行探究

3.1 上行信道中的抗干擾技術(shù)

無(wú)人直升機(jī)在應(yīng)用過(guò)程中，通常會(huì)遠(yuǎn)離控制中心，而去接近地方的區(qū)域，而地方通常會(huì)采用影響無(wú)人直升機(jī)上行信道環(huán)境的方式，來(lái)對(duì)無(wú)人直升機(jī)的運(yùn)行狀況進(jìn)行干擾。

出于提高無(wú)人直升機(jī)抗干擾能力的考慮，相關(guān)設(shè)計(jì)人員通常會(huì)使用擴(kuò)領(lǐng)抗干擾措施，來(lái)應(yīng)對(duì)上行信道環(huán)境中的干擾。并且抗干擾的能力大小與擴(kuò)頻系統(tǒng)的處理情況有關(guān)。無(wú)人直升機(jī)系統(tǒng)中擴(kuò)頻系統(tǒng)的擴(kuò)頻越高，其具備的抗干擾能力也就越強(qiáng)，在面臨復(fù)雜的運(yùn)行環(huán)境中，也可以順利完成相應(yīng)的工作。而進(jìn)行干擾的一方，如果想要繼續(xù)對(duì)無(wú)人直升機(jī)進(jìn)行干擾，就必須再次加大干擾的功率，以實(shí)現(xiàn)干擾無(wú)人直升機(jī)運(yùn)行狀態(tài)的目的，但是隨著加大倍數(shù)的增加，這種干擾方式將難以繼續(xù)維持，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)了提高無(wú)人直升機(jī)抗干擾能力的目的。

同時(shí)，擴(kuò)頻系統(tǒng)需要采用相應(yīng)的偽隨機(jī)碼，在接收一端進(jìn)行接收時(shí)，只有符合發(fā)射碼與本地碼相同，才可以實(shí)現(xiàn)對(duì)信息通訊的恢復(fù)。因此，想要實(shí)現(xiàn)對(duì)通訊信息的破譯以及干擾，就必須得知相應(yīng)的偽隨機(jī)碼的具體信息。但是偽隨機(jī)碼的種類(lèi)較多，并且擁有各種長(zhǎng)度，理論上擁有無(wú)限的偽隨機(jī)碼，對(duì)于通訊信息的破譯過(guò)程將會(huì)難以進(jìn)行。所以，這種方式極大地提高了通信信息的安全性，具有非常廣闊的應(yīng)用前景。

3.2 下行信道中的抗干擾技術(shù)

下行信道的干擾也是實(shí)現(xiàn)對(duì)無(wú)人直升機(jī)系統(tǒng)進(jìn)行干擾的主要方式之一。一般情況下，無(wú)人直升機(jī)會(huì)出現(xiàn)在距離控制中心較遠(yuǎn)的地區(qū)，并且遠(yuǎn)離干擾站，使得干擾的一方缺少距離優(yōu)勢(shì)。

無(wú)人直升機(jī)的下行信道一般是對(duì)相關(guān)圖像以及遙測(cè)信息的傳遞，具有較大的信息量，因此這種方式不適合利用擴(kuò)頻傳輸，實(shí)現(xiàn)抗干擾的功能?？梢酝ㄟ^(guò)借助自適應(yīng)的調(diào)零天線(xiàn)來(lái)實(shí)現(xiàn)抗干擾的目的。

在無(wú)人直升機(jī)的控制中心通過(guò)使用自適應(yīng)的凋零天線(xiàn)的方式，使其能夠自動(dòng)對(duì)準(zhǔn)信號(hào)的方向，盡可能抑制干擾，通過(guò)利用其較強(qiáng)的方向性以及數(shù)波的控制能力，盡可能降低干擾能量的影響。

同時(shí)，無(wú)人直升機(jī)的下行信息通常會(huì)使用數(shù)字化壓縮以及特定的編碼技術(shù)，通過(guò)這些技術(shù)處理得到的通訊信息，在利用跳頻方式進(jìn)行傳輸時(shí)，截獲的一方也難以進(jìn)行破解，極大地提高了通訊信息傳遞的安全性，實(shí)現(xiàn)了抗干擾的目的。

3.3 空中信道中的抗干擾技術(shù)

由于地球曲率的因素，忠誠(chéng)以及遠(yuǎn)程的無(wú)人直升機(jī)信息傳遞要依靠相關(guān)中繼通信系統(tǒng)來(lái)完成。這種方式就需要相關(guān)設(shè)計(jì)人員對(duì)空中信道的干擾情況進(jìn)行處理，主要通過(guò)擴(kuò)屏以及自適應(yīng)天線(xiàn)的方式，增加系統(tǒng)的抗干擾能力。

4 結(jié)語(yǔ)

綜上所述，由于開(kāi)展電子對(duì)抗活動(dòng)的影響，目前抗干擾以及干擾的技術(shù)水平不斷提高，為了提高信息傳遞的安全性，新型的無(wú)人直升機(jī)系統(tǒng)要結(jié)合多種抗干擾技術(shù)，提高自身的抗干擾能力，在未來(lái)更加復(fù)雜的電磁環(huán)境中，能夠順利地完成相應(yīng)的工作任務(wù)。