跳頻通信技術(shù)及其抗跟蹤干擾機(jī)理

1、跳頻通信技術(shù)及其抗跟蹤干擾機(jī)理雷達(dá)通信電子戰(zhàn) 5天前跳頻通信是指通信雙方或多方在相同同步算法和偽隨機(jī)跳 頻圖案算法的控制下，射頻頻率在約定的頻率表內(nèi)以離散頻率 的形式偽隨機(jī)且同步地跳變，射頻在跳變過(guò)程中所能覆蓋的射 頻帶寬遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于原信息帶寬，因而擴(kuò)展了頻譜。跳頻通信是目 前通信抗干擾領(lǐng)域應(yīng)用范圍最廣的一種通信方式，也稱為跳頻 擴(kuò)譜通信，在戰(zhàn)術(shù)通信中得到了廣泛的應(yīng)用。常規(guī)跳頻通信的前提條件是收發(fā)雙方或多方的跳頻同步算 法和跳頻圖案算法必須相同，收發(fā)必須實(shí)現(xiàn)和維持跳頻同步。 發(fā)方的原始信源，包括數(shù)據(jù)或話音經(jīng)過(guò)中頻調(diào)制； 如果是數(shù)據(jù), 一般還要先經(jīng)過(guò)糾錯(cuò)編碼。中頻已調(diào)信號(hào)與頻率合成器輸出的 跳變射頻

2、信號(hào)混頻，進(jìn)行射頻搬移。跳頻圖案產(chǎn)生的頻率控制字控制頻率合成器的輸出頻率，其頻率比實(shí)際的射頻工作頻率一般高或低一個(gè)中頻。射頻已調(diào)信號(hào)經(jīng)帶通濾波器、功放和天線發(fā)送出去。收方接收的射頻跳 變信號(hào)經(jīng)過(guò)射頻濾波器后，與本地頻率合成器輸出的跳變頻率 信號(hào)混頻，得到中頻已調(diào)信號(hào)，經(jīng)中頻帶通濾波器后，進(jìn)行中 頻解調(diào)、基帶再生，得到原始信息。這個(gè)過(guò)程只有在收發(fā)雙方 實(shí)現(xiàn)了跳頻同步和有效跳頻控制的條件下才能進(jìn)行。I UJ11 !跳頻通信系統(tǒng)抗跟蹤干擾的機(jī)理 跳頻通信系統(tǒng)的抗干擾能力主要體現(xiàn)在抗阻塞干擾和抗跟 蹤干擾兩個(gè)方面。在跳頻通信信號(hào)功率一定的條件下，跳頻通 信系統(tǒng)抗阻塞干擾的機(jī)理主要是依靠眾多的射頻頻率以

3、分散敵 方的干擾功率，使得在一定數(shù)量的通信頻率被干擾的條件下系 統(tǒng)還能有效工作，跳頻通信系統(tǒng)是不能躲避阻塞干擾的；跳頻通信系統(tǒng)抗跟蹤干擾的機(jī)理主要是依靠高于跟蹤干擾 機(jī)的跳速躲避引導(dǎo)式跟蹤干擾，依靠跳頻圖案的隨機(jī)性和非線 性躲避波形跟蹤式干擾。當(dāng)然，跳頻通信裝備組網(wǎng)后的整體抗 干擾能力還與其他因素有關(guān)。雖然跳頻通信采用了比定頻多得多的頻率，具有了較大的 跳頻處理增益，那么在任何情況下跳頻通信效果都應(yīng)該優(yōu)于定 頻通信，但事實(shí)并非如此。在沒(méi)有干擾的情況下，定頻通信能力實(shí)際上比跳頻強(qiáng)。是由于跳頻通信在換頻期間內(nèi)不能傳輸信息，為了信息傳輸?shù)?完整性，在發(fā)端要將原連續(xù)的數(shù)據(jù)流進(jìn)行壓縮，在頻率駐留期 間發(fā)

4、送，而在接收端要對(duì)間斷的壓縮數(shù)據(jù)流進(jìn)行解壓，還原成 連續(xù)的數(shù)據(jù)流。所以，跳頻信道中實(shí)際傳輸?shù)臄?shù)據(jù)速率要高于 原數(shù)據(jù)速率（對(duì)應(yīng)于定頻通信速率）。根據(jù)通信原理，在同樣信號(hào)功率和信道條件下，高數(shù)據(jù)速 率信號(hào)的每比特能量要小于低數(shù)據(jù)速率信號(hào)的每比特能量，即:比特信噪比下降，使得高速率傳輸時(shí)的誤碼率要高于低速率傳 輸時(shí)的誤碼率。再加上跳頻同步誤差、位同步誤差、信道機(jī)調(diào)諧誤差、接 收機(jī)各頻點(diǎn)靈敏度誤差、功放和天線頻響平坦度誤差等因素， 造成了跳頻處理的固有損耗，或者說(shuō)跳頻信號(hào)在處理中受到了 損傷，使得在無(wú)干擾和同等功率條件下跳頻通信距離一般比定 頻通信距離縮短1/5左右。在民用和工業(yè)等用頻設(shè)備形成的固定干

5、擾（非有意干擾）環(huán)境下，定頻通信的效果可能仍然比常規(guī)跳頻通信效果好。若固定干擾超過(guò)跳頻通信系統(tǒng)的干擾容限，跳頻通信將無(wú)法工作， 即使固定干擾沒(méi)有超過(guò)跳頻通信的干擾容限，也會(huì)有一部分跳 頻頻率會(huì)受到無(wú)意干擾，從而影響跳頻通信的效果；對(duì)于定頻 通信，則有可能在眾多的固定干擾空隙中選擇一個(gè)以上較干凈 的頻點(diǎn)進(jìn)行通信，相當(dāng)于無(wú)干擾或干擾較弱的定頻通信。盡管在無(wú)干擾和非人為有意干擾環(huán)境條件下，定頻通信可 以通過(guò)頻率選擇得到較好的通信效果，但并不能說(shuō)明定頻通信 具有戰(zhàn)場(chǎng)適應(yīng)能力。因?yàn)樵趹?zhàn)場(chǎng)干擾環(huán)境下，定頻通信的頻點(diǎn) 只要遇到敵方有意干擾便不能工作，是不可靠的。跳頻通信裝備即使在遇到一定干擾情況下，也能維持

6、相應(yīng) 的通信能力，從而比定頻通信表現(xiàn)出明顯的優(yōu)越性，這就是跳 頻通信的穩(wěn)健性（或稱魯棒性），即：跳頻通信以跳頻擴(kuò)展頻譜、 系統(tǒng)復(fù)雜性和信號(hào)損傷為代價(jià)，換來(lái)了抗干擾能力的提高。比如，若不對(duì)民用手機(jī)頻率實(shí)施干擾，大家會(huì)感到民用手 機(jī)很好用，但只要對(duì)其進(jìn)行干擾， 馬上手機(jī)通信中斷。 再比如, 在海灣戰(zhàn)爭(zhēng)中，伊軍定頻電臺(tái)在聯(lián)軍強(qiáng)大的干擾面前一籌莫展； 而在科索沃戰(zhàn)爭(zhēng)中，南聯(lián)盟軍隊(duì)的跳頻電臺(tái)卻發(fā)揮了很好的作 用。實(shí)際上，在無(wú)干擾和非人為有意干擾環(huán)境中，只需要使用 定頻通信，而跳頻是針對(duì)敵方有意干擾而設(shè)計(jì)和使用的。如果 在敵方有意干擾的情況下，還是跳頻通信效果不如定頻，那就 是組網(wǎng)、集成環(huán)境、電磁兼容和戰(zhàn)場(chǎng)管理控制等使用方面可能 存在問(wèn)題，或裝備可靠性存在問(wèn)題。民用與軍用跳頻通信的區(qū)別跳頻擴(kuò)譜通信方式在民用通信中也開(kāi)始得到應(yīng)用，但是民用跳頻通信與軍用跳頻通信有很大的區(qū)別，民用跳頻通信主要是用于抵抗自然干擾和非人為有意干擾以及跳頻多址干擾等； 而軍用跳頻通信除了包含民用跳頻通信的一些基本的抗干擾要 求以外，更重要的是抗敵方人為有意干擾和反偵察，這使得軍 用跳頻通信和民用跳頻通信在系統(tǒng)設(shè)計(jì)和使用等方面有很大的 不同。民用跳