卫星通信抗干扰技术及其发展趋势

文/郭潇潇

卫星通信是现代社会一项必须可少的技术，尤其是随着科学技术的普及，其更是成为广大人民群众日常生活中的一部分。其通过收集位于地球上的各个通信站的信号，并依托于微波形式进行大范围传输，可以实现大范围的信号覆盖，且由于其传送形式的特点，其所使用的频段通信容量较大、电波传输过程中的信号损失较少，因此，可以保证较高的通信传输质量；同时，与传统的通信技术相比，卫星通信技术打破了地理条件的限制，其组网便捷迅速，可以实现全球无缝衔接，这使得其成为当前世界范围内通信系统的重要环节，广泛应用于移动通信、广播电视、军事等领域。但在实际应用中，存在着各种干扰因素，这些因素会直接影响到卫星通信的信号传输质量，从而降低其通信效果。因此，必须强化卫星通信干扰技术的研究，针对性地解决各类干扰问题，从而提高卫星通信技术的安全性与可靠性。

1 干扰卫星通信效果的主要因素

1.1 通信系统之间的干扰

卫星通信系统是一项复杂的系统工程，其在运行的过程中，主要是利用通信转发器上的通信信号处理设备，实现卫星地面站上行及下行卫星信号的传输。但在实践中，受限于科学技术的发展，通信卫星的频率资源仍然不够完善，多数卫星需要使用相同的通信频率进行分别工作，且往往只是依托于不同极化与不同调制的方式进行频率的反复使用，如果卫星通信频率复用、临近卫星隔离度不够，那么各个卫星系统之间很容易产生互相干扰的状况。

1.2 生产生活中的电磁干扰

当前，随着信息技术的普及，大量的电磁设备遍布人类生活的方方面面，这也使得地球范围内“无时无刻”不再产生着大量的电磁信号，这些电磁波束所造成的电磁干扰，对于卫星通信的信号具有重要影响，其主要影响卫星通信系统向地面传输信号的过程。尤其是一些功率较大的广播电视台信号、微波通信等情况更是会造成较大的电磁干扰，同时，很多大型科研院所及工业制造业产生的电噪声、大型医疗设备的电磁波等因操作不当而产生的杂波也会形成较强的电磁干扰。

1.3 自然干扰

自然干扰是干扰卫星通信效果的最普遍因素，且这种因素时不可避免的，由于卫星通信本身是基于宇宙环境而存在的，因此，宇宙范围内星球的碰撞、太阳周期性运动等正常现象都会对其信号传输造成影响，这就要求不断强化抗干扰技术。

1.4 人为干扰

相比于自然干扰因素，影响卫星通信质量的人为因素往往可以通过科技手段进行针对性的控制。在社会生活中，有一些不法分子出于逐利的要求，为了获取违法的经济效益，往往做出破坏卫星通信信号设备、对信号进行改路等，这都为卫星通信的安全性埋下了隐患。在未来的发展研究中，必须充分把握人为因素的各种情况，开发出能有效控制人为因素的相关抗干扰技术。

2 卫星通信系统抗干扰技术的主要类型

影响卫星通信信号传输质量的因素具有复杂性，且存在极强的不确定性，为了切实提高卫星通信系统的安全性与可靠性，就必须不断强化卫星通信系统抗干扰技术的研发，为卫星通信系统的建设“保驾护航”。

2.1 天线抗干扰技术

天线抗干扰技术时应用最为广泛的一种抗干扰技术，此项技术使卫星通信处于相对稳定的合理空间，保证其能实现理想的信号状态。在天线抗干扰技术的辅助下，在面对来自于某一干扰源或多个干扰源的干扰时，一般情况下也能保证卫星通信信号接收工作的顺利进行。当前，应用于实践的天线抗干扰技术主要分为自适应调零技术、多波束天线技术、智能天线技术等。自适应调零技术可以有效控制天线的阵元，实现信息干扰调零化；多波束天线技术则主要通过控制卫星发射天线实现针对性的波束调整；智能天线技术通过在卫星信号入口部位安装一种特殊的天线，这种天线能够抵抗干扰因素的影响，并且能够对天线列阵的信息号和方向给予控制、调整，从而实现对天线多个波束和零点的优化。

2.2 信号处理抗干扰技术

信号处理抗干扰技术主要包括扩频和跳频技术，其通过调节卫星通信系统的原有信号，选取合适长度的直扩序列从而将卫星信号所受的干扰分摊到较宽的通信频段，并通过接收端的接阔将外来的干扰信号进行排查于去除，从而有效提高卫星通信系统的防干扰效能。

2.3 星上处理技术

透明转发器是卫星通信系统的关键环节，也是最容易受到干扰因素影响的薄弱环节，如果遭到有针对性地认为干扰，那么将会造成极其严重且难以挽回的损失。针对于这一情况，需要有效地采用星上处理技术，弥补透明转发器的不足。

3 卫星通信抗干扰技术的发展趋势

在未来，随着卫星通信系统的持续发展，卫星通信抗干扰技术必然也会迎来新的发展力度。卫星通信在运行中会受到多种复杂因素的影响，且这些影响往往是难以避免的，因此，必须加强卫星通信抗干扰技术的革新，才能为卫星通信系统的发展与运行提供更加稳定的环节。在未来的研究中，必须把握如下几个方面：

（1）要加强新技术与新理论的引入，提高卫星智能天线开发利用的效率与功能，重点研究通信天线波瓣控制、微反射弧等方面，保障卫星通信信号的传输速度；

（2）积极结合飞速发展的新算法与数字处理设备，提高卫星通信抗干扰技术中扩频及跳频技术的效能，增强卫星通信系统在不同工作环境中的适用性；

（3）加强星上抗干扰调制器的开发与利用，增强其抗干扰效能；

（4）利用好无线光通信技术频带宽、速率高、频谱资源丰富、抗干扰能力强的优势，拓展卫星通信系统的频率资源。

4 结束语

当前，随着卫星通信技术的蓬勃发展，人类生活与卫星通信技术的联系更加紧密，在实践中，为了保障卫星通信技术的效果，必须增强卫星通信技术的抗干扰性能，而由于卫星通信工作环境的复杂性，其常常需要面临各种类型的干扰，这都对其提高使用效果造成了挑战，因此，加强对卫星通信抗干扰技术的研究十分必要。