抗干扰技术分析（精选12篇）
抗干扰技术分析 第1篇
现代战争中电子装备生存在纷繁复杂的电磁环境中,面临的干扰威胁日益严重,干扰与抗干扰日趋激烈。随着无线通信的加速发展和通信对抗技术的不断进步,背景无线电频谱将非常复杂,与以往传统的电子系统相比呈现出智能化程度高、功能完善、数字与模拟信号结合的特点,对电子系统的干扰分析及抗干扰技术的研究愈来愈引起人们的关注,如何掌握战场中的“制信息权”,已成为信息领域的重要研究目标。
1 干扰技术
通信对抗中,甲乙双方都是依赖对空域、时域和频域等的占用或干扰破坏,对获取信息的无线电系统进行的搅扰和压制,来达到实施干扰的目的,主要干扰方式分为以下几种:
① 摧毁式干扰:如采用电磁炸弹摧毁通信节点;
② 软干扰:即对信道分析后,实施干扰,如跟踪式干扰;
③ 压制式干扰:如窄带瞄准式干扰,宽带阻塞式干扰;
④ 欺骗式干扰:如转发式干扰和再生式干扰。
对信息战而言,主要是针对后3种干扰形式对抗干扰,未来数字战场通信对抗则主要围绕抗干扰技术及抗截获技术展开,因此必须研究有效的抗干扰及抗截获体制和技术,为未来战争提供通信盾牌,取得战场的“制信息权”。
2 抗干扰技术
针对通信干扰技术的应用与发展,通信系统必须采用灵活多样的抗干扰措施,有针对性地提高通信系统的抗干扰能力,通信抗干扰的目的是尽可能地降低乙方干扰效能以保证正常通信,迫使乙方干扰信号与甲方信号在时域、空域或频域上保持一定差异,或者使乙方有效干扰功率达不到压制甲方通信的要求。
2.1 扩频技术
常用的扩频技术有直接序列(DS)扩频、跳频(FH)、跳时(TH)以及这些扩频方式的组合方式。
2.1.1 DS扩频技术
DS扩频技术是将发送的信息用伪随机(PN)序列扩展到一个很宽的频带上去,在接收端,用与发端相同的PN序列对接收到的扩频信号进行相关处理,恢复出原来的信息。干扰信号由于与伪随机序列不相关,在接收端被扩展,使落入信号频带内的干扰信号功率大大降低,从而提高了系统的输出信噪比,达到抗干扰的目的。
假设相关接收机输入信号的信噪比为Si/Ni,输出信号的信噪比为So/No,输入信号的带宽为Bi,输出信号的带宽为Bo。在解扩的过程中,信号从宽带信号被还原到了窄带的原始信号,信号的前后功率不变,即So=Si,而窄带干扰的过程恰恰相反,其功率也不变。由于Bo<<Bi,因此干扰信号落在带宽Bo内的功率为原来功率的Bo/Bi,因此DS系统的处理增益为:
即输入带宽与输出带宽的比值。
2.1.2 FH扩频技术
FH扩频技术是利用伪码控制频率合成器,使通信频率做随机跳变,即使乙方干扰的频谱带宽与通信信号的频谱带宽重合,但由于乙方的侦察和干扰跟不上通信载频变化的速度,从而无法有效地实施干扰。随着抗干扰技术的发展,FH技术正在向着高速宽带跳频、自适应坏点删除跳频和差分跳频等方向发展。
2.1.3 FT扩频技术
FT扩频技术是把时间轴分成许多时间片,由扩频码序列控制发射信号在时间轴上跳变,时间片很短,在时域上躲避敌方干扰,它与FH的差别在于一个控制的是频率,而另一个控制的是时间。
2.1.4 混合扩频技术
上面3种不同的扩频方式,虽然都具有较强的抗干扰性能,但也有各自的不足之处。在实际使用中,有时单一的扩频方式很难满足实际需要,若将2种或多种扩频方式结合起来,就能达到任何单一方式难以达到的效果。最常用的混合扩频方式有FH/DS、TH/DS和FH/TH等。
2.2 自适应天线技术
自适应天线系统由天线阵和信息处理器组成,当天线工作时,信息处理器的输入和输出特性按一定的算法来调整其内部序数,从而自动地修正和优化天线的方向图、频率响应和极化特性,搜索和跟踪有用信号并消除干扰信号。它能在空间、频率和极化方面自动对干扰信号调零,对有用信号提供最大增益,主要有以下3种技术:
① 数字波束形成技术:利用波束形成自适应阵,在引导信号达到天线阵时,便给信息处理器提供一个方向信息,并在此方向上形成主瓣;
② 自适应调零天线技术:自适应调零天线利用敌我双方信号在幅度、频率和空间方位的不同,通过对天线各阵元进行自适应加权处理,自动控制和优化天线阵的方向图,在干扰源方向产生深度调零,使信号受到的干扰最少;
③ 极化调零自适应天线阵:此天线用在有用信号和干扰信号的极化方式不同的情况下,用最小均方误差算法对系统进行自适应加权控制,以便对干扰信号的极化调零,保证有用信号的最大输出。
2.3 自适应干扰抑制技术
自适应干扰抑制是一种针对性强的抗干扰手段,自动搜索带内的单频干扰并自动进行干扰抑制。DS扩频系统中,由于扩频带宽的限制,当扩频增益不能提供足够的干扰抑制时,对窄带干扰信号,在窄带干扰所占用的频带上形成陷波,虑除干扰信号,或直接对干扰信号进行估计,并从接收信号中减去对干扰信号估计,处理后的接收信号送解扩处理,以解调性能的略微降低,换取系统对窄带干扰信号的抑制。
2.4 纠错编码+交织技术
纠错编码技术是应用最广泛、也是历史最悠久的抗干扰措施,以往主要用于抗非人为干扰,如环境噪声干扰等。现将纠错编码技术应用于军事通信系统中,对抗有意的人为干扰。主要的纠错编码技术包括自动请求重发技术和前向纠错编码(FEC)技术。为了防止突发干扰引起的误码,同时加入交织技术,将信道突发错误随机化,提高系统的抗干扰能力。
2.5 自适应功率控制技术
根据乙方干扰电平的高低自动调节发射机输出功率的大小,当乙方干扰信号强时,发射机输出功率随之增大;当乙方干扰信号弱时,发射机输出功率随之减少。这样,可始终保持足够的信噪比,对乙方干扰能有效地予以抑制。
2.6 自适应选频技术
当通信受到严重干扰时,更改受干扰工作频率,避开乙方干扰或选择干扰最小的频段进行通信。
既能实现改频,又能实现最佳接收,就要最大限度地滤除干扰信号,这就要求窄带滤波器的通带频率随着工作频率的改变而相应改变,此项关键技术就是电调滤波器,下面重点对电调滤波器的原理及作用加以介绍。
3 电调滤波器
3.1 双工器工作原理
以微波设备为例,微波通信设备组成框图如图1所示。
图1中双工器的作用是将发射功率通过发滤波,经过环形器发射到天线;同时天线接收信号通过环形器到收滤波器,接收有用信号,滤除干扰信号。
发滤波器为带通滤波器,通带宽度根据发射信号带宽进行设计,其作用是让发射有用信号顺利通过,同时对发射信号的谐波、杂散等无用信号滤除。
收滤波器为带通滤波器,通带宽度根据发射信号带宽进行设计,其作用是让天线接收的有用信号顺利通过,对通带外的其他干扰信号滤除,保证接收机接收有用信号的同时,最大限度地滤除干扰信号。最佳双工器发射、接收带通滤波示意图如图2所示。
由此可知,通信系统最佳发射、接收的带宽应该与发射、接收信号的频谱宽度匹配,只有这样,才能够保证发射信号纯正,同时接收信号不受外界干扰,因此,双工器是微波通信设备与外界电磁频谱交互的窗口。
对于民品微波设备,一般采用ITU规定的频段,由无线电规划管理部门指定频率和带宽,据此配备的双工器的频率、带宽是固定不变的,由于其他用户不允许在同一地区重复使用同一频率,一般不会产生干扰。
对于军事通信系统,由于战场电磁环境非常复杂,存在甲方多种通信手段的自干扰和乙方的强干扰,要求通信设备必须具备现场改频能力,以便应付瞬息变换的战场电磁环境,保证通信畅通。
为了既满足通信系统最佳发射、接收的滤波器带宽要求,又能够随时改变工作频率避开干扰,在军事通信设备中,一致采用电调滤波器作为最有效的抗干扰手段。如北约装备的AN/GRC-226、GRC-245、GRC-512A、法国的TFH701、德国的CTM301T、美国AN/TRC-190、土耳其GRC-5211、瑞典RL432和意大利MH313等系列军用微波机,均采用电调滤波器抗干扰措施,大量应用于北约战术军事通信。
3.2 电调滤波器的实现及抗干扰中的优点
通过以上论述可知,为了实现频率抗干扰,又满足最佳接收滤波器要求,要求滤波器的通带频率随着工作频率的改变而相应改变,这就是电调滤波器。
电调滤波器是通过改变滤波器腔体谐振单元长度来改变滤波器通带频率,改变谐振单元长度的方法是通过微型步进电机驱动实现的;微型步进电机由监控控制,因此,在改变工作频率的同时,监控给微型步进电机发指令,微型电机驱动谐振单元到指定频率,实现通带频率电调改变。
电调滤波器通带频率改变示意图如图3所示,图3中分别代表中心频率为f1、f2和f3的3种滤波器的幅频特性,由图3可以看出,电调滤波器只改变中心频率而带宽不变。
电调滤波器是军事通信最重要的抗干扰措施之一,由于电调接收滤波器通带只允许甲方对端有用信号通过,而其余无用信号,无论是本站自干扰信号,还是乙方有意干扰信号,均被有效滤除,对于通信设备的良好接收起到非常重要的作用,是对付电磁干扰的最有效手段,也是军用微波通信设备的最关键部件。通过采用电调滤波器,即可实现图2所示的最佳收、发滤波系统。
如果不采用电调滤波器,又希望改变工作频率,只能够采用宽带带通滤波器,通信设备工作频率在宽带带通滤波器带宽内可变,由于固定滤波器带宽远远大于实际工作信号带宽,因此该滤波器滤除不了发射的杂散,也滤除不了接收信号旁边的干扰信号,经过宽带固定滤波器后的收发频谱示意图如图4所示。这样实际的双工器系统不是最佳系统,将导致干扰信号通过双工器进入接收机,对接收机产生干扰,尤其是乙方干扰,干扰功率强度远远大于正常接收电平,对接收机将是致命干扰,而滤波器通带无法相应改变,因此将导致通信中断,这就是为什么军事通信普遍采用电调滤波器作为抗干扰手段的根本原因。
4 结束语
随着通信对抗技术的不断进步,军事通信抗干扰问题也日益突出,使得军事通信面临诸多问题,干扰与抗干扰技术已作为信息化战争的一部分进入战场,不仅要求局部的通信系统具有抗干扰能力,更重要的是整个通信系统和网络要具有综合抗干扰能力,能在系统、网络的综合对抗中,在任何复杂的电磁环境下完成信息传输。因此,研究和发展各种抗干扰技术,并大力发展多体制相结合的综合抗干扰技术,已成为世界各国发展的目标。 ?
参考文献
[1]荀彦新.无线电抗干扰通信原理及应用[M].西安:西安电子科技大学出版社,2005.
[2]曾一凡.扩频通信原理[M].北京:机械工业出版社,2005.
[3]何世彪.扩频技术及其实现[M].北京:电子工业出版社,2007.
抗干扰技术分析 第2篇
摘要：广播电视的传播过程中会涉及信号管理、采集、传输、处理、强弱电驱动等流程，只有保证广播电视信号传播中的抗干扰能力，才能保证广播电视网络的正常运行。近年来，我国投入了大量的资金用以维持广播电视的运行，但是在具体的信号传播过程中仍然存在大量的问题。本文根据我国广播电视的传播现状以及笔者多年的工作经验，对广播电视信号传播中的抗干扰技术进行了研究，以便为同行提供借鉴。
关键词：广播电视;卫星信号传播;干扰因素;抗干扰技术
广播电视的信号传播会受到很多因素的干扰，所以想要完全去除这些干扰因素是比较困难的。除此之外，大多数广播电视信号都需要卫星传输，就导致很多的干扰无法得到很好的解决。因此，对广播电视信号传播过程中的干扰因素进行分析，并采取一定的手段以维护广播电视的正常运行，显得尤为必要。
一、广播电视信号传播中的干扰因素分析
我们把广播电视信号传播中的干扰因素具体分成以下几类：自然条件的干扰、故障设备的干扰、电磁干扰、邻星干扰以及人为干扰等。
(一)自然与人为的干扰
1.自然干扰。自然对电视广播信号的干扰中，最为突出的就是日凌和雨雪衰的干扰。一方面，对于日凌的干扰，我们一般很难以有行之有效的方式去避免，常见的都是卫星公司提前将日凌的时间通知到各地，然后采取一定的措施。通常我们可以采取改变地球站天线口径的大小，来增加接收信息的敏感程度，以达到缩短干扰时间的目的。另一方面，由雨雪衰引起的接收信号的恶化是一个长时间的渐变过程，所以对于雨雪衰来说，我们一般从上下行链路进行改善，一般可以对上行链路的雨衰损耗进行补偿，下行链路的雨衰备余量准备充足，最大限度降低雨雪衰带来的损失。2.人为干扰。在日常的`广播电视传播中，人为干扰主要包括人为失误、同极或反极化以及恶意等干扰类型。其中，人为失误是可以避免的，只要我们建立一个严格的关机制度以及故障处理预案，同时加强智能化的运作，就可以最大限度避免由人为失误造成的信号干扰。对于同极化干扰，我们常常使用卫星公司来对用户的超频范围以及超功率使用进行监视以及控制，尽可能减少信号干扰。对于反极化干扰，我们常常会在天星上行之前就要求用户进行极化的调整。最后，对于恶意干扰而言，我们可对卫星的转发器采取降低增益档的手段，还可以加大上行功率使非法信号得到压制。除此之外，我们还可以不断加强对抗干扰的新型卫星的研究，以最大限度从源头降低恶意干扰情况的发生。
(二)其他的干扰
1.故障设备的干扰。故障设备的干扰，主要有地面设备故障所引起的干扰和卫星故障所引起的干扰两种类型。由地面设备故障带来的干扰，可以通过卫星公司对干扰源进行排查以及确定，或者保证相应系统和传输过程的电磁屏蔽效果来降低干扰对广播电视传播造成的影响。对于卫星故障所引起的干扰，我们可以及时地进行备份设备的切换，如果情况较为严重，则可以进行转星和转发器的更换。2.电磁干扰。一般来说，电磁干扰主要有雷达信号以及微波中继信号的干扰。所以，我们解决电磁干扰时，可以通过电磁进行频率的协调或是进行电磁的屏蔽。3.邻近卫星的干扰。由于科技的日益发达，越来越多的卫星投入了使用。临近卫星的干扰，主要包括上行与下行两方面的干扰。如果是临近卫星的上行干扰，我们可以让卫星公司与运营商进行协调来解决;如果是下行，则要借助地球站来调整天线的指向或者降低相邻卫星的上行功率。
二、广播电视信号传播中抗干扰技术研究
(一)空间隔离抗干扰技术
空间隔离抗干扰技术相对来说包含的种类较多，其中，突出的就是上行通过固足赋形波束来接收，对于那些有可能产生干扰的地区不需要进行覆盖，而对于不会产生干扰的地区需要进行上行站地区的覆盖。
(二)信号压制抗干扰技术
信号压制技术主要涉及三个方面：高强度上行信号、低增益转发器、MCPC上行信号。首先，可以使用高强度的上行信号增强转发器输入的信干比，降低非法信号的干扰。其次，可以将转发器放置在增益档，采用转发器增益档的变化范围及其最小值来增强信号的抗干扰能力。最后，采用MCPC上行信号，这时候要注意尽量减少单路单载波信号的使用，以防止转发器长期处于输入补偿的状态，降低用户射频信号功率强度。同时，可采取多路单载波信号，尽可能地增强用户射频信号功率。
(三)隔离抗干扰技术
隔离抗干扰技术，主要包括频率隔离抗干扰技术和信号处理隔离抗干扰技术。其中，频率隔离技术，是指当上行信号受到干扰时转发器对信号传播频率进行改变来避免非法信号造成的干扰，或者通过地面上行站进行信号发射频率的改变，使得转发器可以对信号进行正确的接收与转发。信号处理隔离抗干扰技术是对传播信号进行加密或者对信号进行转发，用户需要对传播的信号进行相应的操作才能得到需要的广播电视信号。
三、结语
由于卫星信号的传播距离远、覆盖面积广、传播质量好，广播电视传播中大多采用卫星来进行中转的无线传播。但是，微型信号的传播中也存在很多的问题。比如容易因雨衰以及日凌等天气条件造成运输终止，因故障设备的干扰、电磁干扰、邻星干扰以及人为干扰造成运输质量较低，以及由卫星信道干扰造成广播信号传递受损。所以，确保广播电视卫星信号传输的安全性十分重要，为此，我国也通过信号压制抗干扰技术、隔离抗干扰技术以及空间隔离抗干扰技术进行相应的调整、整治。
参考文献：
[1]林洪洞.浅析广播电视“户户通”保障机制构建策略[M].北京广播学院出版社，：21-25.
[2]邹本初.关于“户户通”保障机制构建策略的研究与探讨[M].人民广播电台出版社，2000：18-19.
[3]吴建.关于广播电视现存问题的思考与研究[J].广播论坛，(12)：14-16.
[4]武玉琴.我国“户户通”保障机制构建策略的研究[D].暨南大学，：35-36.
电子测量仪器抗干扰技术措施分析 第3篇
[关键词]电子测量仪 干扰 抗干扰 问题 技术 措施
[中图分类号]TN97
[文献标识码]A
[文章编号]1672-5158（2013）05-0166-01
一、干扰现象
（一）、干扰的定义
干扰是指对系统的正常工作产生不良影响的内部或外部因素。对于电测系统来说，干扰就是指对电测系统或仪器的测量结果产生影响的各种内部或外部的无用信号。干扰因素包括电磁干扰、温度干扰、湿度干扰、振动干扰和声波干扰等等，其中，电磁干扰是最为常见的干扰方式，电磁干扰对于系统的影响也最大。电磁干扰容易对系统的性能或信号传输产生有害的影响，使信号的数据发生瞬态变化，加大误差，严重时可能会导致整个系统出现故障。
（二）、干扰的来源
产生干扰必须具备三个因素：干扰源、传播途径和接受载体。对于电磁干扰来说，许多的设备都能够成为干扰源，例如继电器、变压器、微波电器、电动机、高压电线等，这些设备都能够产生电磁信号，对电子测量仪器进行参数检测造成影响。另外，宇宙射线、太阳光和雷电这些自然现象也会产生电磁信号，成为干扰源。电磁信号在空中是直线传播的，具有极强的穿透能力，电磁信号还能够通过导线传人电子测量仪器，传播的途径众多，也是电磁干扰现象十分广泛的原因之一。电子测量仪器就是很好的接受载体，它会吸收干扰信号，影响参数检测。所以，干扰是会对系统造成有害影响的，除去干扰形成因素的任何一个，都能够有效地避免干扰。抗干扰技术就是针对干扰的三个要素进行研究和处理，破坏其中的一个或几个干扰生成的要素。
二、几种常用的电子测量仪器抗干扰技术措施
电子测量仪器容易出现干扰问题，通过干扰现象的来源进行分析，可以知道，提高电子测量仪器抗干扰性能最理想的方法就是抑制干扰源，使其不向外产生干扰或者将其产生干扰造成的影响限制在允许的范围之内。对于生产车间来说，想要生产的过程中不产生干扰源几乎是不可能的。有些干扰是避免不了的，例如电网和外界环境的干扰。所以，在电子测量仪器来说，除了要对一些干扰源进行抑制之外，还需要在产品自身设计方面进行研究，提高其抗干扰性能。常见的电子测量仪器抗干扰技术措施如下所述：
（一）、屏蔽技术
屏蔽技术室利用导电或导磁材料制成的盒状的或壳状的屏蔽体，可以将干扰源或者受干扰对象包围起来，这样就可以割断或者削弱干扰源的空间耦合通道，组织干扰源向受干扰对象传输电磁能量。根据屏蔽的干扰场的性质的不同，一般可以将屏蔽分为电场屏蔽、磁场屏蔽和电磁场屏蔽三种类型。通常采用电场屏蔽的方式来消除或者抑制由于电场耦合而引起的干扰，使用铜和铝等导电性能良好的金属材料充当屏蔽体，且屏蔽体要保持良好的接地。磁场屏蔽是为了消除或者抑制由于磁场耦合而引起的干扰，一般可以用高磁导率的材料来充当屏蔽体，从而保障磁路的畅通。对于一些电气设备，既存在电场耦合，又存在磁场耦合，例如，变压器、发电机等等，变压器的电磁屏蔽一般采取的是在变压器绕组线包的外面包一层铜皮作为漏磁短路环，漏磁短路环会产生反磁通来抵消部分的漏磁通，从而使变压器外的磁通减弱。另外，在同轴电缆中，可以在电缆线中设置屏蔽层，防止信号在传输的过程中受到电磁干扰。同时，为了防止电磁干扰发生在通信电缆里面，可以在生产车间的通信电缆外面包裹一层薄膜，这样就能够起到屏蔽外界电磁干扰的作用。需要注意的是，对电磁干扰的屏蔽效果与屏蔽层的数量和每一层的厚度是有很大关系的。
（二）、隔离技术
隔离技术是抑制干扰的有效手段之一，它是指把干扰源与接收系统隔离开来，从而让干扰耦合通道被切断，使得干扰信号无法传输。比较常见的隔离方法有光电隔离、变压器隔离和继电器隔离等方法。光电隔离需要用到的仪器是光电耦合器，光电隔离借助光作为媒介来耦台隔离两端输入和输出的电信号，它所具有的隔离能力比较强，能够有效地提高电子测量仪器的抗干扰能力；变压器隔离主要用在传输交流信号的过程中，需要用到隔离变压器来阻断交流信号中的直流干扰和抑制低频干扰信号的强度；继电器隔离主要是利用继电器的线圈来接受电信号，在利用其触电来控制和传输电信号，这样就可以通过不和电产生联系而将强电和弱电分离开来。
（三）、滤波技术
滤波的形式有多种，主要有波形滤波、频率滤波、时间滤波、空间滤波、软件滤波和幅度滤波等。滤波主要是通过挡住噪声，只让有效地信号输出。干扰源发出的电磁干扰的频谱往往比要接收的信号的频谱宽很多，所以可以采取滤波的方式来抑制干扰。根据滤波器频率的特性，可以将滤波器分为低通、高通、带通、带阻等类型。
（四）、接地技术
为了提高电子测量仪器的抗干扰性能，还可以通过接地技术来实现。接地技术主要是将电路、设备机壳等与大地相连，这样就能够给系统提供一个基准电位。接地可以分为保护接地、屏蔽体接地和信号接地三种类型。通过接地的方式，不仅能够防止设备使用时漏电造成人身安全，还能够有效地抑制干扰。
三、结束语
综上所述，在电气化的环境下，干扰现象时有发生。如果干扰源不能够消失，就需要想办法让其对其他设备的使用造成的干扰降低到最小。通过屏蔽技术、隔离技术、滤波技术和接地技术能够有效地抑制干扰信号的传输，保证电子测量仪器能够在允许的范围内进行参数检测。
参考文献
[1]诸帮田.电子电缆实用抗干扰技术[M].北京：人民邮电出版社，2010
[2]徐科军，陈荣保，张素巍.自动检测和仪表中的共性技术[M].北京，清华大学出版社
卫星上行站抗干扰技术分析 第4篇
关键词：卫星上行站,干扰,技术分析,抗干扰系统
1 前言
广播电视卫星传输是利用卫星作为中继站的一点对多点的无线传输，因其具有传输距离远、覆盖面大，传输质量高等特点，因而得到广泛的应用。但是卫星传输也存在一些不足，如雨衰、日凌等原因会引起传输质量下降甚至停传；另外，由于卫星信道是开放式信道，所以容易受到干扰等。近几年，我国的卫星传输多次受到非法信号的恶意干扰，造成了比较严重的后果，如何保障卫星广播电视的安全传输已引起了社会的广泛关注。
2 广播电视卫星传输的特点
广播电视卫星的传输具有如下两个突出的特点：
(1）现行的卫星广播电视系统普遍采用的是透明转发器和单波束赋形收发天线，同时，由于卫星处于地球静止轨道上，且无线频率是有限的，因此卫星的空间位置和工作频率均是公开的，同时卫星转发器可以转发的电视节目编码方式也是公开的，这种敞开式的特点，造成了在卫星的覆盖区域和工作频率内，不管是合法的还是非法的信号，只要满足条件均可以利用卫星进行转发。
(2）为了合理的利用转发器的带宽，卫星广播电视通常采用SCPC（单路单载波）和MCPC（多路单载波）两种方式。利用SCPC方式，多套节目通过频率分配共用同一个卫星转发器，这样做，虽然可以节省大量的地面接收设备，但是由于多载波上行存在互调干扰，转发器需要进行功率回退，从而造成功率利用率不高，由于每个载波之间需要足够的保护频带，使得频带利用率也不高；而采用MCPC方式，多套节目利用一个载波，独占一个转发器，由于是单一载波上行，所以转发器的功率可以得到充分的利用，同时，节省了多载波上行时的频率保护间隔，转发器可以工作在饱和状态，可以最大限度的减小干扰，但是采用MCPC方式，相应的也增加了地面信号的引接设备。
3 干扰的类型和原理分析
从现行的广播电视传输的特点，我们可以看出，由于卫星转发器的透明性，即卫星转发器对上行的信号不做处理，可以直接进行变频和转发，这样就造成了不管是合法还是非法的信号只要在卫星的服务区内均可利用卫星进行转发；同时，由于卫星信道的空间环境、卫星上行站附近的电磁环境等因素比较复杂，不可避免的会出现各种干扰。
3.1 干扰类型的分类
3.1.1 按干扰源划分
按干扰源来划分，一般可分为自然现象干扰、地面电磁环境干扰、设备故障干扰以及人为原因造成的干扰等。
(1）自然现象干扰，主要是雨衰和日凌干扰，雨衰干扰可以通过加大上行功率或不同雨区的异地代播来克服，日凌干扰主要是针对下行造成干扰，对上行信号没有影响，目前针对日凌还没有比较有效的克服方法，一般卫星上行站采用增大的天线的口径和改善接收灵敏度来缩短日凌造成的中断时间。
(2）地面电磁环境干扰，主要包括雷达信号干扰和微波通信信号干扰等，这种干扰可以在上行站选址时进行电磁环境检测，尽量选择电磁干扰最少的地点建站，也可以通过后期的频率协调来改善上行站周边的电磁环境。
(3）设备故障干扰，主要包括地面设备和卫星上的设备故障，这种干扰一般可以通过冗余备份系统来克服。
(4）人为原因造成的干扰，主要包括同极化干扰、反极化干扰、人为失误和人为恶意干扰。对于同极化和反极化干扰可以通过卫星公司和上行站之间的协调来解决，人为失误可以通过建立完善的制度，合理的操作流程，全面的故障预案以及不断完善上行站的自动化，减少对人的依赖来进行改进。对于恶意干扰可以通过降低转发器档位、加大上行功率进行压制，同时也要通过研制新型的抗干扰卫星等方法来彻底解决这类干扰。
3.1.2 按干扰链路划分
按干扰链路划分，可分为：上行干扰和下行干扰。
上行干扰主要是指对卫星透明转发器的干扰，堵塞式干扰和插播式干扰是主要的上行干扰方式，堵塞式干扰是指强占转发器的功率，将转发器全部阻塞，使通过该转发器转发的电视广播或通信业务全部瘫痪，其干扰源的频谱可以与正常信号重叠，也可以不重叠；插播干扰是利用“功率掠夺”插播非法信号，使正常工作的接收台站收到干扰方的非法信号，所谓的“功率掠夺”就是利用转发器功放工作在过饱和区时，大信号对小信号具有压制特性来实现的。
3.1.3 按干扰手段划分
按干扰手段来划分，可以分为：图像和窄带或单载波干扰，前者是指利用非法的图像的干扰，非法图像利用和正常的广播电视信号同样的参数，来对正常的广播电视信号进行干扰，致使正常的信号出现信号质量下降，当非法图像信号的功率大于正常广播电视信号一定程度时，可能会出现非法的信号图像；后者是指利用窄带或单载波信号对正常信号进行恶意干扰，致使正常信号的质量下降，可能会出现马赛克或黑屏，但是不会出现非法画面。
3.2 干扰过程分析
在了解了干扰的成因和手段后，我们来分析一下，在干扰出现后卫星下行信道的参数变化情况。如果是自然干扰，会造成信道误码率上升，载噪比下降，图像质量下降，严重时，会引起图像马赛克或黑屏；如果是窄带或单载波干扰，现象和自然干扰类似，同时在频谱仪上可以观察到在正常信号的频谱上叠加有窄带或单载波信号；如果干扰信号的参数和正常信号的参数一致，对于独占一个转发器的MCPC信号而言，由于转发器工作在饱和区，叠加干扰信号的正常信号的下行接收电平没有明显变化，频谱也无明显异常；对于多个载波共用一个转发器的SCPC信号而言，卫星下行信道的参数会随干扰信号的强度变化而变化，具体变化情况如下：
(1）干扰信号的功率较低时，信道误码率升高，载噪比略有降低，下行接收电平无明显变化，图像接收正常；
(2）干扰信号功率升高，信道误码率随着升高，载噪比继续降低，下行接收电平无明显变化，接收图像出现马赛克、静帧或黑屏；
(3）干扰信号功率与正常信号功率基本相同时，信道误码率将大幅升高，载噪比继续降低，下行接收电平无明显变化，正常信号无法解调，图像出现黑屏；
(4）干扰信号功率高于正常信号功率一定值时，信道误码率开始下降，载噪比开始升高，下行接收电平升高，同时接收端会解调出干扰信号的图像。
4 卫星上行站的抗干扰系统
通过前面对干扰的分析，我们可以看出，通过对图像、误码率、载噪比和接收电平的变化情况就可以判断出是否有干扰发生。
4.1 卫星上行站常用的抗干扰措施
上行站通常采用如下措施来实现抗干扰：
(1）采用大功率发射机和高增益发射天线，一旦受到干扰时，可以通过减小转发器增益档位和增大上行站上行功率来抗击干扰；
(2）上行方式尽量采用MCPC方式，同时尽量使转发器工作在饱和状态，以增强抗干扰的能力，尽量避免使用SCPC方式；
(3）建立完善的上行站抗干扰自动监测系统，及时发现和处理各种干扰。
4.2 卫星上行站抗干扰系统分析
在这里我们着重对上行站抗干扰系统进行分析。上行站抗干扰系统是建立在对误码率、图像、
接收电平以及载噪比分析基础之上的，通过对这几个参数的分析来确定此时的抗干扰级别，即功率增加的步长和大小，下面对抗干扰级别进行分别的阐述。
(1）如果下行接收误码率降低，且超过门限值，接收电平不下降，同时接收机可以解调正常信号图像，此时抗干扰系统自动控制设备可采取小步长的提升上行功率；
(2）如果下行接收误码率降低，且超过门限值，接收电平不下降，同时接收机不能解调正常信号图像，此时抗干扰系统自动控制设备需要大步长的提升上行功率；
(3）如果非法信号的功率大于正常信号功率的一定值，接收机会锁定干扰信号，解调出干扰信号的图像，此时我们可以通过对上行节目内容和下行接收节目内容的比对来完成判断，如果检测到上行信号和下行信号不一致，则抗干扰系统会自动控制设备，采取大步长的提升上行功率，以达到遏制干扰的目的；
(4）对于采用SCPC方式上行的载波而言，为了防止由于本站功率过高而影响其他载波节目，我们可以通过对误码率和接收电平的变化来判断，如果误码率比正常值降低，接收电平比正常值升高，则说明本站的上行功率过高，此时抗干扰系统自动控制设备会小步长的降低上行功率，直至误码率和接收电平回到正常范围，这里需要说明的是，这种情况只适用于SCPC方式上行的载波，对于MCPC方式不适用。
对于上述提到的误码率和接收电平的正常值、门限值等的确定，需要在正常上行期间进行长时间的观察、分析和统计以及进行相应的模拟试验，才能确定。
上行站抗干扰系统的结构及工作流程如图1所示。
从图1我们可以将这套抗干扰系统划分为综合检测系统、逻辑判断系统和设备网管系统三大部分。综合检测系统负责接收来自误码率检测设备、接收电平检测设备和内容比对设备的检测结果，并将这些结果和预先设置好的相应参数进行比较同时生成比较结果；逻辑判断系统负责接收来自综合检测部分的比较结果，根据预先设置的逻辑进行相应的判断, 并生成动作指令；设备网管系统负责采集各个上行设备的状态信息及提供人机操作界面，同时负责接收来自逻辑判断系统的各种指令，并进行相应的动作。
具体工作流程为：通过接收天线LNB接收下行的信号，分别送给接收误码率检测、接收电平检测和内容比对设备，同时将调制器输出的L-Band信号也送给内容比对设备，误码率和电平检测设备将检测到的结果发送给综合检测服务器，内容比对设备将上下行信号的码流进行逐字节比对后，将比对结果也发送给综合检测服务器。综合检测服务器将接收到的误码率、接收电平以及内容比对的结果和预先设置好的参数进行比较，产生相应的告警信息并传送给逻辑判断服务器；逻辑判断服务器接收来自综合检测服务器的信息并与预先设置好的相应参数进行比较，产生判断结果和相应的操作指令，并将操作指令传送给设备网管系统；设备网管系统接收来自逻辑判断服务器的操作指令后，根据操作指令控制相应的上行设备提升或降低上行功率，以达到有效遏制干扰的目的。
5 结束语
抗干扰技术分析 第5篇
关键词卫星通信;抗干扰;技术
卫星通信技术作为新的媒体通信手段，其特点表现在大容量、高质量、大面积和组网方便等方面，它已经是现代化通信的主要发展方向，也是组建全球化通信的重要手段。但是在信号的传输过程中也容易受到各种因素的干扰。
1卫星通信抗干扰类别
1.1各系统之间的相互干扰
在进行卫星通过的过程中，由于各个通信系统之间使用的是相同的频率，而且相互的距离也非常近，在这种情况下就可能出现互相干扰的现象。
1.2电磁干扰
这主要是指在卫星通信和地面无线电系统之间受到的电磁干扰，这种干扰的来源有很多种，有广电系统的干扰、雷达系统干扰和微波通信系统的干扰。此外还有来自工业、科学和医疗等器械设备的电磁干扰，还有例如地球站质量的不达标或者不规范操作也将导致干扰产生。
1.3天电干扰
这是指自然界对系统产生的干扰，主要是由于银河系内的某些星体发生碰撞或者爆炸，产生巨大的能量和散发出各种射线，对卫星通信的信号对产生一定的干扰，有时流星雨也会产生这样的干扰。
1.4人为干扰
这种干扰就非常好理解了，主要是人为因素对卫星通信系统的传输上行与下行进行介入。以上几种类别的干扰都对卫星信号的传输产生了不同的干扰，因此需要根据干扰类型的不同来制定相应的抗干扰技术对策，这样才能保证卫星通信系统在信号传输过程中处于稳定状态，达到良好的通信质量的目的。
2抗干扰的`技术手段
2.1天线抗干扰
由于卫星通信应用的普遍性，致使该系统具有分布广泛和空间覆盖地域大的特点，它是很容易遭遇干扰的。天线抗干扰是其中最常见和常用对抗干扰的技术手段，它的技术组成部分主要包括自适应调零、智能天线和相控阵天线等，分别的工作原理如下。1)自适应调零技术。这项技术拥有多波束的接收天线，当发生干扰信号时候，该系统就会关闭干扰方向的波束，达到抗干扰目的，这种技术对干扰信号的频率可以起到一定的减弱作用。2)智能天线技术。这种技术可以按照无线信道的环境自适应天线方向，从而实现天线的最佳性能。利用这种技术可以对抗来自不同方向信号的干扰，而且它能够提高信号比将近几十倍的效果。其组成部分有信号通道、自适应信号处理和天线阵列，运行原理主要是利用了天线自身特点来调整并优化了天线阵的方向图。这样就可以起到增加自身天线信号强度，减弱干扰信号强度地目的。3)相控阵天线技术。这也是在对抗干扰中的重要手段，在运作中也要据实际情况而改变，提高控制天线指向的有效性，而控制天线指向又与天线波束形态有关，所以在选择波束形状时，一定要保证具有较强的抗干扰性。
2.2自适应编码调制
在应用该技术时，首先应估计它的信道，其目的是在将状态信息通过回传信道传送到发送端时可以对信噪比进行分析，然后根据信噪比的区别进行编码和调制方式的自适应调整。当发现信噪比过高时，就应选用较高的信息速率。相反，当信噪比过低时，就应该选用较低的信息速率。通过这样的调整可以提高信道的利用率和传输的科学性与可靠性。其中，影响该技术性能的主要因素有调制编码方案的粒度、链路状态以及自适应回路的延时等等。此外，为了提高该技术的性能，应该综合考虑技术现状及发展趋势，尽量选择较大功率和更高频利用率的方案。
2.3无线光通信
抗干扰技术分析 第6篇
关键词：开关电源；电磁干扰；抑制；技术
开关电源由于其实用性，广泛运用于工业、军事、医疗等领域，在大功率高电压的电气设备之中，开关电源会受到难以避免的电磁干扰，在开关频率加大或功率密度提高的条件下，电磁的兼容性能需要加以密切的关注，也是需要切实解决的问题，本文从电子线路电磁干扰的特点入手，探讨高频开关电源电磁干扰的机理及抑制技术，对于开关电源的电磁兼容性进行测量，提供了干扰源的干扰量、传输特性及敏感度等依据，从而提高开关电源的使用效率和质量。
1 高频开关电源的概念及特点
电磁干扰即是电磁的兼容性不足，对电子设备之间的电磁辐射传导加以破坏的进程。开关电源在小型化、高频化发展的趋势中，自身的噪声源也会产生大量的传导性电磁干扰，即EMI，从而对电子系统造成不良效果。由于大量的电器设备如：计算机、通信产品、电器等的涌入，空间人为电磁能量以成倍的速度递增，电磁环境的恶化态势正显现出严重的问题。开关电源的电磁干扰是一种有害的电磁效应，它必须具备三个干扰要素，即：干扰源、敏感体、干扰耦合路径。它具有以下特点：
①开关电源在频繁的开关过程中，会产生较大的电流变化，从而不可避免地产生强大的干扰强度。
②开关电源干扰源的关键干扰装置表现在功率的开关器件、散热器、高频变压器之中，具有较为清晰的电路干扰位置。
③开关电源的干扰频率不高，主要表现为传导干扰和近距离电场干扰。
④由于线路板通常是人工布设，随意性较大，对于线路板分布参数的提取和评估，增加了难度，同时，人工布设不当也是产生电磁干扰源的一个原因。
⑤开关电源的电磁干扰与网侧阻抗不匹配，呈现变化的趋势，难以把握。而且，滤波器中的电器元件要在使用中承受较大的无功功率，就无疑增加了电源体积，降低了效率。
2 开关电源的工作原理及电磁干扰机理分析
2.1 开关电源的构造及工作原理
开关电源的构造由主电路、控制电路、检测电路、辅助电源构成，其中：主电路包括输入滤波器、整流器、逆变等；控制电路则是通过对输出端的数据的取样，在比较之下控制逆变器，从而改变输出频率或脉宽，实现电路稳定。检测电路重点提供保护电路中的参数，还显示各种仪表数据。辅助电源则负责提供单一电路的不同电源。
开关电源控制的工作原理，如下图1所示：
在图1中，K开关负责无定时的接通或断开，在K开关接通时，E电源向开关K和滤波电路提供负载RL及能量；在K开关断开时，E电源中止提供能量。由此可知，电源提供的负载和能量是无定时的、间断的状态，而为了使开关获取稳定连续的能量供给，需要配备储能装置，即在能量接通时负责实现对能量的储存，在开关断开时，负责释放储存的能量，这个装置由图中的电感L、电容C2、二极管D构成，这个电路具有上述功能。可以将图中AB之间的电压平均值用EAB表示，用以下公式加以计算和控制：
E=TT·E
上式中：Ton表示每次接通开关的时间；T表示开关通断的周期间隔。在这两个要素变化的条件下，AB之间的电压平均值也会改变，这种改变控制称为“时间比率控制”。开关电源控制原理，主要表现为三种方式：脉冲宽度调制；脉冲频率调制；混合调制。
2.2 电磁干扰的产生机理分析
开关电源的电磁干扰是存在电路之中的无用信号、噪声等，它们对于电气设备、通道产生的干扰，开关电源自身存在有大量的谐波干扰，同时还有潜在的电磁干扰，并集中显现于电压、电流变化较大的电气元器件之中。电磁干扰产生的机理主要有以下几点：
①开关电路产生的电磁干扰。由开关管和高频变压器构成的开关电路是开关电源的核心，具有较大幅度的脉冲，谐波丰富，开关电路产生的电磁干扰主要是由于开关管负载为高频变压器初级线圈，在开关管接通与断开的瞬间，会出现较大的电压尖峰，产生磁化冲击电流的瞬变，这就造成了属于传导性质的电磁干扰。
②整流电路造成的电磁干扰。整流电路的整流二极管在接通状态时，有较大的正向电流，然而当其终断时受反的电压影响，而产生一个反向电流，还包含较多的高频谐波分量，产生剧烈的电流变化。
③高频变压器产生的电磁干扰。在高频开关电源构成中，变压器初级线圈、开关管和滤波电容，会形成高频开关电流环路，在这个环路之内有极大的空间辐射，若电容滤波性能不好或容量不足，电容上的高频阻抗就会将高频电流传导到交流电源中，造成传导干扰。同时，值得一提的是，整流电路造成的干扰强度较大、频带较宽，是较为重要的电磁干扰源之一。
④分布电容生成的电磁干扰。由于开关电源正向高频发展，因而分布电容也是电磁干扰源之一，由于散热片和开关管的集电极之间的绝缘片接触面积大而薄，高频电流会由分布电容流过，产生共模干扰。
3 开关电源电磁干扰的抑制技术举措分析
对于开关电源电磁干扰的抑制技术，主要可以从三个途径着手：其一，减少电磁干扰源的干扰信号；其二，截断电磁干扰信号路径；其三，提高电磁干扰敏感体的抗干扰性能。下面，本文可以就抑制开关电源电磁干扰的技术进行分述：
3.1 软开关抑制技术
软开关抑制技术基于“硬”开关基础之上，它是利用谐振技术或控制技术，连通或截断零电流状态下的先进技术。它在小型化、轻量化、电磁兼容性高的发展特点之下，有效地降低了开关损耗和噪声，提高了开关电源的使用频率。
软开关与“硬”开关的区别在于：“硬”开关在开关过程中的电压和电流都不为零，有重叠的状况；而且电压、电流的变化较大，脉冲较为明显，产生较大的开关噪声。而软开关由于增添了电感、电容等谐振元件，减少了电压、电流的重叠，有效降低了开关噪声。
软开关技术中包括多种技术，如：谐振变换器、准谐振变换器、零开关PWM变换器、零转换PWM变换器。其中：谐振变换器是基于标准PWM变换器之上，附加谐振网络，从而实现零电压或零电流的开关。准谐振变换器则是在PWM开关上附加谐振元件的控制技术。零开关PWM变换器是先利用谐振实现换相，再运用PWM方式工作。零转换PWM变换器是并联一个谐振网络，由此而产生零开关条件，实现控制技术。但是，值得注意的是，软开关技术要有辅助电路的添加实现，才能较好地实现对开关电源EMI的有效改善和优化。
3.2 开关频率调制技术
首先，要明晰频率调制的概念，频率调制是指瞬时频率偏移跟随调制信号m（t）成比例变化的调制，它可以用以下公式表示：
=Km（t）
其次，我们再分析开关频率调制技术的应用思想：固定频率调制脉冲在低频段上产生电磁干扰，并集中于低频段的各个谐波点之上，它通过调制开关频率fc，将集中的能量加以分散，从而有效降低各个谐波点上的EMI值，它关注的是使分散的各频点都在EMI的限值之内，而并非降低电磁干扰的总量。鉴于这一应用思想，开关频率调制技术在降低噪声频谱峰值的过程中，采用随机频率控制法和调制频率控制法。
其中：随机频率控制法是在开关电源间隔之中加入随机扰动分量，分散各频点的噪声能量，使离散的尖峰脉冲噪声转化为连续、分散的各频点噪声，从而降低峰值。调制频率控制法则是在电路产生的锯齿波中加入调制波形，生成离散频段的边频带，使噪声能量分散到这些边频带之上，这样，就可以在不影响变换器工作的前提下，抑制开关的通断时的电磁干扰。
3.3 共模电磁干扰的有源抑制技术
共模干扰也称不对称干扰、接地干扰，它是电流的载体与大地之间的电磁干扰，有源抑制技术的应用思想主要是在主回路中提取与导致干扰的开关电压波形完全反相的补偿EMI噪声电压，在保证开关电源正常工作的前提下，消除较宽频段内的共模干扰。这一抑制技术是作用于电磁干扰源本身，是非常有效的共模电磁干扰抑制技术。
3.4 抑制电磁干扰的缓冲电路设计
对于缓冲电路设计的开关电源可以消除电力线内潜在的电磁干扰，对于阻抗和消除电快速瞬变、电涌、电压高低变化、电力线谐波等，可以起到较重要的作用。试例50kHz开关控制电源的构造图为：（图2）
其中：开关元件在有外来电压变化时，产生较多的谐波成分而导致其波形失真，图中的线性阻抗稳定网络可以有效地抑制共模干扰，在其对称结构和适宜的去耦处理与设计下加以解决。整流滤波电路由整流电路和大电容构成，它可以产生高频的矩形脉冲，并可以促进稳压反馈作用，稳定输出的电压。场效应管开关主电路是核心电路，设计之中添加了一个缓冲电路来抑制EMI，它主要采用灵敏接地的方法解决共模辐射的问题。
3.5 滤波抑制技术
这是一种常用而高效的高频开关电源电磁干扰抑制技术，它的应用原理为：在高频开关电源的输入输出端口，接上滤波器，阻抗开关电源在电网中的干扰信号，其干扰信号主要是传导干扰，并表现为共模干扰和“差模”干扰两种形式，其中：共模干扰是非对称性的干扰，它是干扰信号对地的电位差以及电网串连的噪声，具有幅度大、频率高、干扰性能较大的特性；“差模”干扰是对称性干扰，它是电磁场在信号间耦合感应以及不平衡电路转换而产生的电压，它在添加抗干扰滤波器的条件下，可以有效地抑制干扰信号。“差模”干扰具有幅度小、频率低、干扰较小的特性。
3.6 PCB抑制技术
PCB抗干扰抑制技术的目的是为了减小PCB的电磁辐射，解决PCB电路之间的串扰现象。它包括布局、布线及接地设计，其布局设计与电气设计类似，设计流程为：首先考虑PCB的尺寸和形状，要保持最佳电路板的矩形形状，即长宽比为3：2或4：3，使其可以承受一定的机械强度；然后，再确定特殊元器件的位置设计。由于发生器、“晶振”易产生干扰噪声，因而在设计时的位置要相互靠近；最后，再根据电路的功能单元进行整体布局，要考虑元器件的分布参数，确保均匀、整齐而紧凑，尽量减少元器件之间的引线和连接，还要选取不易产生噪声的、不易传导的、不易辐射噪声的元器件。
3.7 屏蔽抗干扰抑制技术
由于开关电源会在传播空间产生电场和磁场，因而，可以考虑采用屏蔽的措施，将电磁干扰源和受干扰物之间隔离一层与地相连的屏蔽片，这种屏蔽技术可以采用两种方式，其一是静电屏蔽，用于阻抗“静电”场和恒定磁场的干扰；其二是电磁屏蔽，用于阻抗交变电场、磁场的干扰，这样，就可以使电磁波产生衰减，减少对电气设备的干扰影响。
总而言之，高频的开关电源会在信号传输过程中产生电磁干扰，不利于电气设备的安全、稳定运行，因而，需要采用适宜的开关电源电磁干扰抑制技术，使电磁干扰得到有效的衰减，保障电气设备稳定、高效。
参考文献：
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[4]高孝天.开关电源控制模式的探讨[J].科技创新与应用，2013（12）.
基于认知无线电抗干扰技术分析 第7篇
传统的通信抗干扰技术可以分为扩频抗干扰和非扩频抗干扰2类,扩频抗干扰包括直接序列扩频、跳频、跳时以及它们的混合;非扩频类抗干扰包括自适应天线技术、猝发通信技术等。这2类抗干扰技术各有优缺点,但都属于“盲抗干扰”方式,抗干扰能力在系统设计之初确定,一旦敌方针对性的干扰超出其干扰容限就会造成通信中断。
随着战场通信环境日益复杂,对通信设备造成的干扰有2个方面:一是外部有意或无意的干扰,这是设备能否正常生存的关键因素,是由战场电子对抗的性质决定的;二是来自系统网络内部的干扰,是由日益拥挤的频谱资源造成的。随着系统组网、协同的需求进一步增强,系统网络内部之间的频谱分配和使用问题将更加突出。基于认知无线电的抗干扰技术为解决这个问题提供了一条有效途径,通过感知工作区域的电磁环境信息,分析干扰信号特征,发现频谱“空穴”,并据此实时动态地调整通信系统工作参数,规避有害干扰,从而达到可靠通信的目的。
1 认知抗干扰系统架构
基于认知无线电技术的认知抗干扰系统架构如图1所示,由通信设备和认知设备组成。
通信设备包括编解码、调制解调、上下变频和功放滤波等模块,认知设备包括频谱感知、认知决策、频谱动态分配和自适应参数调整等模块。认知设备是该架构的核心,通过对环境信息的分析、判决和决策,自适应地调整系统的通信参数(如工作频率、传输速率、编码方式和调制体制等),以适应外部战场环境的变化。
1.1 频谱感知模块
认知无线电首要工作就是对电磁环境参数的快速感知,并标示出当前没有被使用或被干扰的频谱资源。此处频谱感知模块的功能主要是无线环境的分析,包括对无线传播环境干扰度的估计以及频谱空穴的检测。频谱感知模块利用提取出外部信号频谱特征,为认知决策模块提供依据,目前较常采用的频谱感知方法是功率谱分析法,功率谱分析可采用FFT、小波分析以及时频分析等手段实现。
由于通信系统所处的电磁环境越来越复杂,为了进一步提高频谱检测的时效性和正确性,可采用多节点用户协同感知的方法,通过将多个节点的感知数据进行融合、综合而做出判决。与单节点用户感知方法相比,多节点协同频谱检测的时效性和正确性大大提高,设备的抗干扰性也大大提高,但必须考虑各节点之间如何协同等网络相关传输技术。
1.2 认知决策模块
决策是由发现问题、确定目标、收集情报、探索方案、方案选定和决策执行等组成的一种过程。认知决策模块功能就是利用频谱感知模块提供的无线传播环境干扰度的估计以及频谱空穴数据,根据可用频谱信息和干扰信号的特征,结合预先分配的频谱资源、业务需求等信息,在决策库中选择最佳方案,实现频谱动态分配和链路参数的自适应调整,进而控制编解码、调制解调和上下变频等模块,实现测控链路的编码方式、调制体制、工作频率以及信道带宽等参数的改变。
1.3 频谱动态分配模块
频谱的动态分配模块根据认知决策模块传递的分配方案,为链路动态分配最佳的工作频率。频谱的动态分配是与频谱静态分配相对而言的,动态分配指根据系统所处战场环境不同,实时动态地调整系统使用的频率;静态分配指系统在此次执行任务过程中只采用预先设置的频率。频谱动态分配方案实现了系统由被动抗干扰方式转换为主动躲避干扰,提高了链路的可靠性和生存能力。
1.4 自适应参数调整模块
自适应参数调整模块根据认知决策模块传递的分配信息,为通信链路选择最佳的工作参数,包括数据速率、编码方式和调制体制等。例如认知设备检测到目前可用频段较窄,不适宜传输宽带侦察信息,将自动降低数据速率;当检测到工作频段内干扰电平较高时,链路设备会自动选择与之相适应的工作方式,例如增加发射功率,改变调制体制,将抗干扰性能较差的调制体制更改为扩频或扩跳频体制等。
2 关键技术
2.1 宽频带实时频谱感知技术
为了提取系统的可用工作频段,需要对通信链路能够使用的无线电资源实时感知和分析,即实现对无线信道的特征估计以及频谱空穴的检测,因此要求频谱感知设备具有宽频带和实时频谱检测能力。针对宽频带实时频谱感知技术,需要解决2个问题:一是宽频带射频前端和高速数字采样问题;二是无线信道的特征估计。
2.1.1 宽频带射频前端和高速数字采样
由于宽带目标频段较宽,可达数GHz,因此要求射频前端具有宽频带特性,即要求增益平坦度、相位特性和群时延特性等信道参数具有宽频带特性,这对射频前端的设计具有很大的挑战性。折中的方法是在射频前端增加频段选择模块,实时改变接收频段的中心频率,快速实现宽频带检测。
设计宽频带高速数字采样存在的主要问题是要求A/D处理速度过高,而当前高速高分辨率的A/D转换器非常昂贵,即使能够采集到高速信号,要求后续的数据处理在短时间内完成也是不现实的。因此可采用多频带联合检测方案来提高检测速度,多频带联合检测框图如图2所示。
被检测的射频信号放大后输入到频段选择单元,频段选择单元根据外部的控制指令,实时更换中心频率,输出接收频段的工作信号,工作信号经下变频、A/D转换器和串并转换后,通过FFT将信号处理分摊到多个能量检测器上,最后根据相应的门限判决值得到相应的判决结果。与单频带检测相比,多频段检测增加了硬件设备,却大大提高了频谱感知的速度,减低了硬件设计的难度。
2.1.2 无线信道的特征估计
宽频谱感知接收机的设计的难点在于对弱信号的检测和接收机的大动态范围。弱信号检测的门限应以不影响测控链路接收机正常工作为基准,大动态范围应以能够适应强干扰信号进行设计。为了能够适应无线信道的这种变化特点,需要估计信道特征,利用估计的信道特征来自动调整接收机工作参数以满足接收机大动态和弱信号检测的需要。下面讨论信道的最小均方误差估计(MMSE)方法,假设含有待估参量的估计模型:
y=Xh+n, (1)
式中,h为待估参量;X为已知数据向量;n为噪声向量;y为接收信号向量。通过最小化MMSE代价函数估计参量h。
最小均方误差与最小二乘之间的关系:
式中,hLS=(XHX)-1XHy;Rhh=E(hhH)是估计参量h的自相关矩阵。
2.2 频谱动态分配策略
频谱动态分配策略主要针对单目标、多目标(群)工作方式。单目标工作时,频谱分配策略主要是信道预搜索和频率自适应跳变2种方式,信道预搜索指系统执行此次任务之前认知设备对当前电磁环境分析,选取质量较好的频道作为通信链路此次任务的工作频道;频率自适应跳变指当前频道受到干扰时,收发二端自动跳到下一个设定好的频段。
多目标(群)工作方式属于多节点网络模式,此时频谱动态分配策略是如何解决信息共享和交互的问题。目前认知无线电中常见频谱分配模型有:基于图论的频谱分配模型、基于博弈论的频谱分配模型、基于定价拍卖的频谱分配模型和干扰温度模型。下面对基于博弈论的分布式动态频率选择模型作一下说明。
分布式动态频率选择目标是:每个节点都以工作频带B内干扰最小为标准从可用的频率集F中选择使用的频率。各节点通过阶段博弈完成中心频率的选择,该博弈可表示为:
y=<N,F,(ui),{di},T>。 (4)
各博弈元素描述如下:
① 参与者N,表示由n个节点组成的集合;
② 行为空间A,A=F1F2Fn,Fj为节点j可用的频谱资源;
③ 效用函数
在上述的模型下,多节点网络目标函数为:
2.3 自适应参数优化调整技术
自适应参数优化调整技术要达到2个目的:一是能够在不改变硬件设备并保证通信不中断的情况下调整设备参数;另一个就是设备在正常工作的前提下,通过优化参数能够得到最大的抗干扰和抗截获性能。也就是说参数在调整过程中,链路不能失控,并要保证设备状态的安全转换。下面介绍基于遗传算法的无线电参数优化调整技术,具有如下优点:① 可根据具体要求,实现单目标或多目标的搜索和优化;② 优化过程只需要适应度函数,不需要导函数和其它辅助信息;③ 具有极强的鲁棒性;④ 具有全局寻优能力和隐含的并行性。
利用多目标遗传算法的关键在于优化多目标适应性函数,而优化多目标适应性函数的主要问题在于对m个参数组成的集合与n个目标组成的集合之间建立正确的映射关系,即:
y=<f1(x,f2(x),,fm(x))>。 (6)
其约束条件为:
式中,x为决策变量集,X为参数空间,y为目标集合,Y为目标空间。
3 结束语
认知无线电作为抗干扰有效措施之一,其系统架构、工作体制和数据处理方式等与传统抗干扰方式均不同,如何能够使认知无线电技术更好地应用到通信抗干扰领域,还需要做大量、深入的研究工作。随着认知抗干扰技术在军事通信领域的广泛应用,通信系统的抗干扰性、灵活性、适应性和鲁棒性将会得到大力提升。
参考文献
[1]洪波.认知无线电系统中频谱分配综述[J].电信快报,2009(3):11-13.
[2]王金龙,吴启晖,龚玉萍,等.认知无线网络[M].北京:机械工业出版社,2010.
无线通信抗干扰技术综述与分析 第8篇
全球通信技术的发展日新月异, 各种无线技术相互依托发展, 逐步实现应用综合化、网络一体化、接入多元化宽带无线网络的大格局, 并逐步实现无线宽带和有线网络的有机融合。对于现代的无线通信而言, 传播的电磁环境相当苛刻, 无线通信系统受到干扰的几率大增。由于无线通信的调制技术以及传播原理的不同, 带来的就是不同种类的干扰。干扰往往对通信系统影响很大, 对通信的安全性、隐秘性的影响尤为突出, 因此对于无线通信中的抗干扰技术的研究, 就显得尤为迫切。
二、无线通信成熟的抗干扰技术
1、跳频技术。
跳频通信, 针对传统无线电通信的短板, 利用发信频率按一定的规律和速度来回跳变, 来规避或躲避无线通信收到干扰。跳频技术可以降低多种类型的干扰, 如同信道干扰, 邻信道干扰等。跳频技术能使移动台所受的连续长时间干扰变成单个突发脉冲的不连续干扰;而这种干扰通过信道解码、去交织与纠错, 可以在很大程度上获得纠正。因此采用跳频技术后使得基站和移动台可以在较恶劣的电波环境下保持正常工作。2、扩频技术。扩频通信技术在发送端以扩频编码进行扩频调制, 在接收端以相关解调技术收信。扩频技术就是将有用信号的频谱扩展, 窄带变成宽带, 使其频谱密度降低。直接序列扩频和跳频技术是在扩频通信中应用最广的两种技术, 直扩和跳频技术的抗干扰机理不同, 直扩系统靠伪随机码的相关处理, 降低进入解调器的干扰功率来达到抗干扰的目的;而跳频系统是靠载频的随机跳变, 躲避干扰, 将干扰排斥在接收通道以外来达到抗干扰的目的。3、高频自适应抗干扰技术。高频自适应是指高频通信系统具有自行适应通信条件变化的能力。在高频通信系统中可以有各种类型的自适应, 如频率自适应、功率自适应、自适应均衡和自适应调零天线等。高频自适应技术通过探测—比较—修正的方法来克服电离层信道给通信质量带来的影响, 是一个较完善的自适应系统, 它主要解决邻道干扰和人为干扰问题。
三、无线通信抗干扰技术的新发展
1、智能天线技术。
智能天线技术通过天线阵列形成可控的波束, 对用户进行指向并随时跟踪。它具有“两增两减”的优点, 即增加通信容量、增加通信速率、减少电磁干扰、减少手机和基站发射功率, 同时具有定位功能。其主要通过某种算法来调节各各阵元信号的加权幅度和相位, 从而调节天线阵列的方向图, 最后达到增强所需信号抑制干扰信号的目的。2、MIMO技术。MIMO即多输入多输出技术, 指使用超过一个天线来传输和接收同一频道内的两个或多个独立数据流的无线技术。MIMO技术非常适用于城市内复杂无线信号传播环境下的无线宽带通信系统, 它能充分利用空间资源, 可以实现系统信道容量的成倍提高, 被视为4G移动通信的核心技术。此技术能同时在空域、频域和时域上实现抗干扰, 正因为MIMO通信系统可提供很大的信道容量, 导致数据率变化范围很大, 故在速度域上能实现抗干扰。3、智能组网技术。智能组网技术, 通过智能感知电磁环境, 分析、判断通信系统的受干扰程度, 并实时调整通信系统的网络结构。具体而言, 其工作程序为感知通信信道的环境—运算和分析受干扰程度—调整网络结构和通信信道, 从而达到避免使用存在强干扰的信道进行信息传输的目的。智能组网技术可以最大限度地利用现有的通信资源改善通信系统的抗干扰性能。4、综合抗干扰技术。在未来的无线通信领域, 仅仅依靠一种技术来实现抗干扰远远不够, 而是需要系统的综合的技术、设备、软件等手段来实现。对于多种抗干扰技术的结合, 表现为针对现存的实际发生的干扰类型, 分析干扰产生的原因和机理, 对症下药, 综合治理。
四、无线通信抗干扰技术的发展前景与趋势
无线通信抗干扰技术的性能呈现出多样化、多层级、智能化和体系化的发展趋势, 实现对无线通信抗干扰新技术的研究和采纳, 从而提高无线通信网络的抗干扰能力。其发展趋势有:1、系统的综合的技术、设备、软件等手段的运用, 来提升抗干扰的高效率;2、研究多样化、多层级、智能化和体系化抗干扰手段和技术, 实现通信系统的抗干扰能力。
五、总结
本文主要介绍了跳频、扩频、高频自适应等几种成熟的抗干扰技术, 以及智能天线、智能组网、MIMO、综合抗干扰等几种新技术。随着信息与通信技术的日新月异, 通讯设备的更新换代, 电磁干扰问题会越来越严重, 甚至影响通信质量和通信安全, 高效的抗干扰技术和手段是迫切需要的, 抗干扰技术还将一直继续发展下去。
参考文献
[1]孙严冬.无线通信的电磁干扰与防治[J].科技信息, 2010, 1 (12) , 10-13
[2]殷云志.无线通信抗干扰技术及发展趋势[J].专题技术与工程应用, 2005, 38 (10) , 51-53
抗干扰技术分析 第9篇
随着微电子技术的发展, 单片机以其较高的信价比在工业控制、智能仪器、通讯设备等领域得到了广泛的应用。但是, 在使用过程中, 由于单片机工作的环境复杂, 甚至恶劣, 因此在实验室中, 测试成功的单片机系统, 在实际应用中因为受到一些干扰而出现问题, 这些干扰包括电网电压波动、电磁辐射干扰、温度、湿度等。
1 对单片机硬件造成干扰的基本因素
1.1 干扰的构成
构成干扰必须具备三个主要因素:干扰源、耦合或传播途径, 以及干扰接受器。在单片机系统和电子设备中, 一个电路抗干扰的程度可以用
s=wc/Ι来表示[1]
s表示电子线路受干扰的程度, w表示干扰源的强度, c表示耦合或传播途径的因素, Ι表示电路的抗干扰能力要减少干扰, 可以尽量减少干扰源的强度, 也可以降低干扰耦合因素或切断干扰路径, 或者采取措施提高电路的抗干扰能力。
1.2 干扰的来源
对单片机系统的干扰一般有两种:一种是来自系统外部的干扰, 例如电器设备的电磁波、雷电、开关设备的干扰;另一类是来自系统内部的干扰, 如电源本身产生的干扰, 如尖峰脉冲、自感和互感、地电流干扰、印刷电路板及电路间的相互干扰等等。
1.3 干扰对单片机造成的影响
单片机属于数字系统, 各逻辑元件都有相应的阈值电平和噪声容限, 外来干扰引入的噪声一旦超过限度, 干扰信号就会被逻辑器件放大, 叠加在测量信号上, 使数据采集误差加大, 甚至淹没一些微弱的测量信号, 倘若这些信号经过电路耦合和传输通道进入存储器和触发器, 改变寄存器中的信息, 就可能导致程序运行失常, 系统紊乱, 引发故障。
2 硬件抗干扰设计
干扰信号经过耦合和传播路径后, 一般都是以脉冲形式进入单片机系统的。其主要形式有三种:电磁场辐射干扰、电源系统干扰和过程通道干扰。
2.1 电磁场辐射抗干扰的设计
空间场辐射是以电磁辐射的形式进入系统的, 通常以差模和共模两种噪声模式产生辐射。差模噪声的辐射是高频噪声电流在信号电路中流动时产生的, 共模噪声的辐射则是由电路中的线阻抗或感抗产生的电位差引起的。可以采取的措施如下:针对差模噪声信号, 可以增加高频滤波, 在信号源到单片机之间选用带屏蔽层的双绞线和同轴电缆, 并确保正确、可靠接地;针对共模干扰, 可以采用隔离放大器, 输入和输出电路与电源没有直接的电路耦合, 这样将有较强的抗干扰能力[2]。另外, 将强电和弱电结合部位分离开, 采用双层屏蔽的方法将输入信号的模拟地浮空, 再用一个屏蔽盒将模拟输入部分屏蔽起来。
2.2 电源抗干扰设计
供电系统是否稳定关系到单片机能否可靠工作, 因为单片机的供电一般采用直流电压, 而直流电压是经过交流电压的变压、整流、滤波、稳压后得到的。在此过程中, 电网、雷电、电磁波等辐射的高频信号就会耦合到电路中, 对单片机系统造成干扰。比如, 晶闸管的截止导通瞬间、大功率开关的接通瞬间, 都会对单片机的电源系统产生较大干扰, 导致比如过压、欠压、浪涌、瞬变脉冲、尖峰脉冲等。针对这些干扰, 可以采用如下抗干扰技术:
(1) 电源变压器采取滤波和屏蔽供电, 电源变压器的初级和次级线圈之间存在分布电容, 对于高频信号, 电容相当于短路, 因此, 可以使高频干扰信号耦合到次级, 尽管在后续电路中进行滤波, 也不能将噪声完全消除。因此, 为了降低电源变压器带来的干扰, 通常需要在变压器的初级绕组和次级绕组上分别增加屏蔽层, 在初级和次级绕组之间再增加屏蔽层, 并使其良好接地, 以防止感应和辐射耦合。
(2) 采用串联开关式稳压电源, 这种开关式稳压电源使电路中的串联调整管工作于饱和导通和截止两种状态, 所以效率高, 抗干扰能力强, 还可以采用开关型电源, 把直流电压调制、整流再稳压, 具有较强的抗干扰能力。
(3) 整流后加多级滤波供电, 电源干扰大部分是高次谐波, 因此采用低通滤波器, 让50Hz的市电基波通过, 滤去高次谐波, 以改善电源波形。
2.3 过程通道抗干扰设计
由于单片机是模数混合系统, 在输入、输出中要进行A/D, D/A变换, 针对数字通道的抗干扰设计采取以下措施:1) 光电隔离技术, 光电隔离是采用半导体光电耦合器进行隔离, 具有很高的输入阻抗和绝缘电阻, 有效地抑制尖峰脉冲和电磁场的感应, 因此, 在单片机系统中得到广泛的应用。2) 光导纤维做传输介质, 光导纤维损耗极低而且绝缘强度高, 在传输中不受任何形式的干扰, 可以根据传输距离选择光纤传输, 达到满意的效果。3) 继电器隔离, 单片机输出端的负载通电或断电时会产生火花, 火花作为一种很强的干扰噪声, 又会对电路产生很大的影响。为了消除火花, 最好的方法是采用固态继电器SSR, 根据触发方式不同, SSR可分为过零触发和非过零触发两类。过零触发的固态继电器, 本身几乎不产生干扰, 对单片机系统抗干扰非常有利。
对于单片机硬件抗干扰设计, 除了上述三个主要方面外还要考虑接地抗干扰技术。应该注意:1) 在低频电路中, 常采用一点接地, 以减小地线造成的地环路在高频电路中, 布线和元件间的寄生电感及分布电容将造成各接地线间的耦合影响比较突出的现象, 故一般采用多点接地。2) 在单片机控制系统中, 数字地和模拟地应分别接地。此外, 还应考虑印刷电路板抗干扰的设计。应该注意:印刷版上易受干扰的器件可以集中布置加以屏蔽, 热敏元件要远离发热元件[4];两条平行放置的导线之间存在寄生电容和耦合电感, 会产生相互干扰, 因此, 在线路布局上, 要避免出现大的环形, 尽量减少线路所包围的面积, 以降低电磁干扰。
3 结束语
本文从硬件方面探讨了如何提高单片机的抗干扰能力, 需要明确的是, 单片机系统的抗干扰设计是一项综合性的设计, 由于单片机系统应用的领域宽广、环境复杂, 在实际应用中, 要结合实际问题加以改进, 采取更有效的抗干扰措施, 这样才能确保单片机系统的可靠性, 使之能够正常、高效地工作。
参考文献
[1]曹玲芝, 崔光照, 吴刚.现代测试技术及虚拟仪器[M].北京:北京航空航天大学出版社, 2004.
[2]郑伟.单片机抗干扰及可靠性设计[J].电脑开发与应用, 2006, 19 (1) :57-58.
单片机应用系统抗干扰技术的分析 第10篇
1 干扰作用对单片机应用系统的影响
一般情况下, 对单片机系统在运行过程中的稳定性以及可靠性的影响因素是多方面的, 可是最重要的影响是单片机系统在运行过程中的抗干扰能力。如果单片机系统的测量单元模拟信号的输入通道被干扰的话, 就会对原本测量的信号上进行叠加, 这样的话对于采集的数据的误差就会增大。这种不良的影响对于采集的数据信号较弱时表现的更明显, 信号越弱受到的干扰情况就会越严重, 造成的误差是相当大的。另一方面, 在单片机系统中的部分数据也很容易受到外界的干扰, 会造成系统程序状态的改变, 对于系统的控制就会失灵, 严重的话还会改变定时器或者计数器的工作状态, 这对整个系统的工作都会造成严重的影响。有的时候外界的干扰也会使设备在运行过程中多次发生复位, 阻碍了程序的正常运行。外界的干扰会使程序的计数器的PC值改变, 并且这种改变不是固定的, 而是随机的, 这种改变会使得我们分不清这个值是不是可用的, 使得程序很混乱没有规律, 那么程序就经常会执行一些无效的指令, 使得最终输出的结果特别混乱, 甚至会造成死机, 使程序不能进行正常运转。最后, 外界的干扰也会使得控制系统失灵。对于单片机输出的控制信号是依赖于对某些情况下的信号进行处理得到的逻辑处理的结果, 如果受到干扰的话那么对于这些信号的逻辑处理结果就会出现很大的误差, 就会出现一些不真实的信息, 这个是会导致控制系统失灵的, 对于整个系统的影响也是非常大的。
2 单片机应用系统的抗干扰技术
2.1 抑制电源干扰技术
对于硬件抗干扰措施最常采用的就是抑制对电源的干扰。单片机在每个系统中的每一个单元都会运用到直流电源, 而直流电源通常都是对市电电网的交流电进行稳压、整流和变压滤波后产生的, 所以单片机系统特别容易受到电网上的多种电流的干扰。而每个电子设备互相之间会因为公用电源而受到干扰, 所以抑制对电源的干扰就成为了干扰技术中至关重要的工作。首先就是要对电源线中的高频干扰要进行阻断, 我们可以把供电电力线看成一个接受信号的天线, 可以接收到各种各样的高频干扰信号, 通过把电源变压器初次耦合到次级就造成了对单片机系统的干扰。其次就是感性负载产生的瞬间噪音也会对系统造成干扰, 对于很大容量的感性负载把它切断就会产生很大的电流和电压的变化率, 就形成了瞬间噪音干扰。最后就是晶闸管在通断时会导致电流的变化率特别大, 会在很短的时间内产生一个巨大的压降, 电网电压出现的缺口可以向四周辐射或者通过传导进行耦合进而对其他电子设备进行干扰, 或者会由于电压的突然减小使电网电压波动进行产生干扰。
2.2 元器件与单片机的选择
在对系统进行设置的时候, 对硬件采用抗干扰技术是最经常采用的抗干扰方法。它可以从源头上解决干扰问题, 对干扰源进行有效地控制, 同时对于干扰的传输通道也可以起到阻断的效果。对于在硬件采用抗干扰技术的另一个方面就是对原器件以及单片机的选择。由于电子设备的不断发展, 市场上也出现了各种各样的元器件, 所以对元器件的选择也成了使用者的一个困扰, 有一些元器件是很容易受到外界干扰的, 而有一些的元器件的性能可能不是很高。所以在选择的时候要选择信誉比较好的产家, 性能的稳定性更能得到保证。对单片机的选择是要综合考虑硬件配置和存储容量, 要选择抗干扰效果强的, 在系统运行过程中才能起到事半功倍的效果。有一些设备由于频率高可以对单片机应用系统产生特别大的干扰, 严重阻碍了系统的正常运行, 所以我们在选择单片机的时候, 在保证单片机可以正常使用的情况下, 要选用一些频率更低的单片机。
2.3 软件抗干扰技术
产生干扰信号的原因是非常复杂的, 并且这些干扰因素也不是固定发生的, 所以仅仅采取硬件抗干扰技术很多时候是不能保证系统不受到外界干扰的, 在采取硬件抗干扰技术的同时也要采取软件抗干扰技术来协助硬件抗干扰技术来阻断外界的干扰。软件抗干扰技术可以采取对输入信号进行重复检测, 只有保证输入信号的稳定性才能保证输出信号是准确可用的, 对于系统也不会造成不好的影响。还有就是对输出端口的数据要进行随时刷新, 及时发现异常, 采取补救措施减少对系统的干扰。数字滤波也是一种很重要的抗干扰技术, 可以有效减少外界信号对单片机应用系统的干扰。而且软件抗干扰技术运用起来非常灵活方便, 可以进行远程控制, 而且耗费也比较低, 使用起来特别简单。
3 结语
单片机的运用在实际生活中是非常普遍的, 而干扰因素会严重影响系统的正常运行, 所以对单片机的抗干扰技术进行研究是非常有必要的, 目前运用到的抗干扰技术主要包括硬件抗干扰技术和软件抗干扰技术, 把这两种技术结合起来使用可以有效地减少干扰现象的发生。
摘要：抗干扰技术是在对单片机应用系统进行设计过程中的一项至关重要的环节, 它包括了硬件抗干扰技术和软件抗干扰技术。为了使系统可以最大程度的避免受到干扰通常是把硬件抗干扰技术和软件抗干扰技术结合起来运用, 即使受到了干扰也可以以最快的速度恢复, 保证系统得以正常运行, 它可以保证系统长期在稳定的环境下工作。
关键词：单片机,抗干扰,技术
参考文献
[1]翟卫青, 田明丽, 张柳芳.单片机应用系统中的软件抗干扰技术[J].平顶山师专学报, 2012, 20 (2) :56-57.
[2]黄法, 孔秀华.基于PIC16F873单片机的步进电机控制系统[J].现代电子技术, 2011, 36 (12) :41-42.
短波通信抗干扰技术研究 第11篇
【关键词】短波通信 抗干扰 技术手段 发展趋势
引言：短波通信本身具有技术特性、平台特性，应用范围广等特点，但是随着通信环境的改变，其自身抗干扰能力逐渐减弱，对抗干扰技术的探究势在必行。为增强其抗干扰能力，通信学家采取多种抗干扰技术如自适应技术、分集技术等，旨在减少干扰，提高通信质量。
一、对短波通信抗干扰技术的要求
短波通信是远程通信的主要手段，近些年来随着科技的进步，自适应技术、软件无线电技术、差错控制技术的相继出现及应用，使短波通信达到新的水平。由于易受到气候、季节因素的影响，短波通信的稳定性较差，并且可能会受到电磁的影响，因此对其干扰技术有一定的要求：首先，实现抗干扰机制的同时提高发射效率，就必须采取相应措施提高其兼容能力；其次，为保证顺畅的数据传输功能，需大力优化数据传输系统；另外，跳频与感知有效结合起来，能够有针对性地提高抗干扰能力。
二、短波通讯抗干扰技术应用
短波通信抗干扰可以从时域、地域等多个方面入手，扩展频谱技术具有频谱宽、安全性良好等优点，成为关键性技术；非扩频类抗干扰技术也逐渐应用于更多领域。
2.1扩频类抗干扰技术
1、跳频技术。调频技术主要是通过不断调整短波通信频率，从而达到避开干扰信道的目的，保证系统能够正常高效地运作。具体来说，跳频技术能够根据现场实际受干扰程度更新频率表，保留质量好的频率点，去除受干扰的频率，进而保证通信质量。在实际应用中需注意，发送端与接收端要保持一致，同时进行。这种技术能够扩大覆盖信号的带宽，使短波通信在较宽的频率中运行，一定程度上，保证信号免受干扰，减少衰落现象。
2、直接序列扩频技术。直接序列扩频就是就是用高速率的扩频序列在发射端扩展信号的频谱，而在接收端用相同的扩频码序列进行解扩，把展开的扩频信号还原成原来的信号。直扩系统的抗干扰能力是通过接收机抑制干扰产生的，通信可在信道噪声的环境下低功率通信，使信号隐藏在噪声中，不易被发现。
3、混合扩频技术。直扩技术与跳频技术二者工作原理不同，存在很大的差异，各自有独特的优势但同时存在一些不足。无论是在抗强定频干扰方面还是抗多径干扰方面都需要二者有机结合才能实现抗干扰需求。因此混合扩频技术走入我们的视野，它可以将两种技术有机地结合起来，在直扩系统的基础上增加频率跳变功能。混合扩频技术能够应对恶劣的电磁环境，满足单一扩频系统难以达到的指标需求。
2.2非扩频类抗干扰技术
1、自适应技术。自适应技术主要是通过调整短波通信系统的结构，改变其参数，能够使系统在传输环境不断变化的前提下仍能积极应对，从而提高其抗干扰能力，提高短波通信质量，是一种关键的抗干扰技术。在实际应用过程中，可以随时确定通信链路质量，进行分析，便于接收呼叫信号，自动选择与其匹配的频率建立链路，从而保证数据传输质量。自适应技术特有的优势在于其智能性，即能够紧随天气、环境变化的脚步，自动优化，改善通信传输质量，提高抗干扰能力。
2、分集技术。鉴于短波通信的工作环境较为复杂，通信信道使用情况较为密集，分集技术起到相当关键的作用。它是解决信道衰落而采取的一种措施，通过两个或者两个以上的信号进行组合，接收同种信息的不同副本，提高信号恢复的正确率。除此之外，利用两个或以上天线可以不提高传输功率的前提下改善通信质量，即可以在噪声条件下发射正常功率保证较好的信道连接情况。在短波通信中，分集技术已广泛应用于移动台接收机等，具有很好的应用前景。
3、软件无线电技术。软件无线电技术就是利用现场可编码的器件并借助数字信号处理技术，在同一平台实现多种方式，保障基本的通信质量。该技术应用中，许多通信功能由软件来实现，打破了有史以来设备的通信功能的实现仅仅依赖于硬件发展的局面，广泛应用于民用的无线移动通信领域。除此之外，微电子的发展也推动了该项技术的不断进步。
三、短波通信抗干扰技术发展趋势
第一，可采用综合抗干扰体制，即融跳频、直扩为一体的机制；第二，增加信号带宽，在提高传输效率的同时达到抗干扰的目的；第三，寻找探索全新的扩频码序列可弥补目前扩频通信的一些缺陷。
抗干扰技术分析 第12篇
保证电厂安全运行的主要基础依据是电厂热工控制系统, 由于现代科学技术的不断发展, 热工控制系统的功能以及体制也随之发生改变。由于热工控制系统的复杂性, 导致热工控制系统受到外界干扰的机率就会增大。全面研究了电厂热工控制系统抗干技术, 从干扰信号的分类入手, 将干扰信号进行合理的分类, 便于对热工控制系统的隔离、屏蔽以及故障的排除等一系列的工作进行, 将热工控制系统的抗干扰能力得以提高, 确保检测的准确性、动作的精准性, 将热工控制系统的功能和价值得以体现, 使热工控制系统得以安全运行。
2 干扰信号的分类
将干扰信号依据作用下可以分成差模与共模干扰两种。差模干扰也就是说在信号两端的作用下的干扰电压, 引起的因素主要是由于电路的不平衡所至, 以及在电磁场所发生的耦合感应而造成的电压所至, 它相加于有效输入信号, 直接影响了控制系统的精确测量以及精准度。共模干扰即是在系统的输入方与参考方同用的干扰电压。共模干扰是信号与地之间的电位差值, 一般是通过电网的串入以及地电的差距和电磁辐射到信号线上所引起的电压相加在一起形成的。信号处理的部分别受到两种对地的电压, 即是共模电压。
3 干扰源
电厂热工控制系统运行的过程中, 干扰信号主要是源于以下几方面:
第一, 绝缘所造成的漏电现象。长时间运行过程中, 材料老化, 绝缘效果降低, 引起信号干扰;第二, 共用阻抗。两个及以上线路合用一个阻抗或者一个电源时, 就会引起回路的干扰;第三, 静电耦合干扰, 采用平行方法布置线路, 这样系统容易受到外部的干扰;第四, 电磁耦合的引起, 在交变的信号源附近引起感应电势, 进而引起一些没有用的信号干扰电路, 这些感应电势即是电磁耦合;第五, 计算机所引起的干扰, 在整个系统中计算机是主要控制中心, 计算机每个动作的实现都会引起电流以及电压的不稳, 造成干扰;第六, 现代通信设备所引起的干扰, 手机信号通常都会引起一个电磁波, 由于其来源与热工系统的不同, 所以也会引起干扰信号的产生;第七, 电感耦合和电容耦合, 设备旁边的直流电以及直流与交流之间所产生的电容交变电流之间的电磁交联等都会引起电路中的电流发生变化, 引起干扰信号;第八, 电磁辐射, 它存在于系统的每个空间中, 不仅引起了信号的干扰还会影响测量干扰信号的准确性, 比如说, 进行测量时, 测量一端接地, 如果经过的电流过大就会引起系统的超负荷运行, 进而引起电压, 达成共模干扰, 但是如果形成了电位差就会引起差模干扰;第九, 受到自然因素的干扰, 由于雷击或者其它因素所引起的电磁干扰, 混入到控制系统中, 影响系统的运行, 破坏系统, 引起信号的干扰。通过上文中的分析, 得知每个干扰信号都一定会有一个干扰来源, 一个传输通道, 一个较为敏感的电路, 三者并存。
4 电厂热工控制系统抗干扰技术的运用
4.1 屏蔽系统干扰技术
屏蔽系统的干扰技术是对系统干扰信号利用屏蔽的方式进行处理, 这样可以使电厂的热工控制系统避免由于干扰信号所产生的影响。它主要是把电厂的热工控制系统中的主要配件使用金属全部包起来, 尤其是热工控制系统中的主要电路、各种接收信号的信号线、一些重要作用的元器件等其它的部位利用金属全部包围起来, 将系统内形成一道完整的屏蔽体系, 杜绝由于外部原因所引起热工控制系统的干扰影响。
4.2 平衡抑制技术
平衡抑制技术是抗干扰技术中最主要的一个部分, 也是各类抗干扰技术中最为使用方便和灵活的抗干扰方法, 它主要是将电路进行平衡, 采用两条一样的传输信号代替干扰信号, 以求达到抗干扰信号的目的。可以利用此种方法, 平衡电路利用双绞线, 一起对抗系统外部的电磁干扰, 起到一定的抑制作用, 从而达到维持热工控制系统功能稳定的目的。
4.3 物理隔离技术
在热工抗干扰技术中物理隔离技术是最为基础的一项技术, 主要是隔离物理方向, 阻止干扰信号, 减少对热工控制系统的影响, 提升稳定性;此外此种方法还可以提升电阻的绝缘效果。在实际系统的运行过程中, 可以利用绝缘效果好的绝缘材料进行电阻绝缘, 提升绝缘效果, 在进行绝缘处理过程中, 采用的绝缘方式很重要, 一定要注意相关的技术要求, 对于一些强电系统以及弱点信号应当避免利用相同的接地线, 进而达到减少接地时的干扰。
4.4 处理好热工控制系统的干扰故障
杜绝由于接地原因所引起的热工控制系统的故障, 主要是预防在接地时由于不均匀将电位分布好, 所引起的电位差而形成的循环电流的产生, 引起热工控制系统不能正常的工作运行。进行检测的工作人员可以采用检测仪器接地点出现浮空的现象, 保障热工控制系统接地点的质量, 将故障去除, 使系统得以正常运行。当系统中的发电组出现跳闸现象, 尤其是循环水泵发生故障时就会影响热工机组跳闸, 因此在实际的工作当中对于循环水泵以及控制中心的接地系统都要加强检查, 保证干扰信号的消除干净, 使循环水泵得以正常、平稳运行。
5 结语
要想使电厂实现现代化的建设安全、平衡的经营运行, 热工控制系统的正常使用显得尤其重要, 采用屏蔽干扰技术、平衡抵制技术以及物理隔离技术可以将热工系统中的差模干扰信号和共模干扰信号得以很好的控制, 真正意义上提升电厂热工控制系统的抗干扰能力。
参考文献
[1]黄泽山.浅谈电厂热工控制系统应用中的抗干扰分析[J].中国电力教育, 2011 (36) :97-98.
[2]李苏乙拉图.电厂热工控制系统中的抗干扰技术分析[J].电源技术应用, 2014 (03) :439+465.
