数据链通信传输波形抗干扰技术及其对策研究

数据链通信传输波形抗干扰技术及其对策研究

王成壮

中国电子科技集团公司第二十研究所，陕西省西安市 710000

摘要：现代通信系统中，数据链通信传输扮演着至关重要的角色。然而，随着信息技术的快速发展，传输链路上的干扰问题也逐渐显现。为了保证通信数据的可靠性和稳定性，抗干扰技术成为了数据链的重要支撑。本文旨在探讨数据链通信传输波形抗干扰技术以及针对干扰的对策研究。以期能够推动数据链通信传输波形抗干扰技术的进一步发展。

关键词：数据链；抗干扰；对策

前言：

在信息时代，数据链通信已成为现代社会中不可或缺的重要形式。然而，由于无线通信环境的不确定性和复杂性，传输中往往会遭遇各种干扰，导致数据质量下降甚至通信中断。因此，研发可靠的数据链通信传输波形抗干扰技术，显得尤为重要。

一、干扰样式研究

2.1宽带拦阻式

宽带拦阻式是一种通信干扰技术，它通过发送宽频带的干扰信号来干扰通信系统的正常信号传输。它与窄带干扰不同，窄带干扰主要集中在特定频率或频带，而宽带拦阻式干扰信号覆盖了更广的频率范围。宽带拦阻式干扰具有以下几个特点。首先，它能够覆盖广泛的频率范围，对整个通信带宽产生影响，进而使得通信信号难以传输和解码。其次，它通过发送高功率的干扰信号来抵消或淹没目标信号，从而使目标信号无法在干扰信号中被有效辨别和提取[1]。此外，宽带拦阻式干扰具有较强的干扰能力和难以追踪的特点，给通信系统的防护带来一定的挑战。宽带拦阻式干扰技术的应用领域广泛，包括电子战、无线电监测、通信干扰测试等。

2.2瞄准式干扰

瞄准式干扰是一种针对特定目标的通信干扰技术，它通过精确定位目标信号，并对其进行有针对性的干扰，从而使目标信号无法正常传输和解码。与广义干扰不同，瞄准式干扰专注于干扰特定通信目标，以达到干扰通信、窃听通信内容或使目标通信系统不可用等目的。瞄准式干扰的实施过程一般包括以下几个步骤。首先，干扰者需要获取目标通信系统的相关信息，比如频率、调制方式、编码技术等。其次，通过利用频谱感知技术、信号定位技术、通信协议分析等手段，精确测量和定位目标信号。然后，干扰者针对目标信号的特征，设计和发送能够精确干扰目标信号的干扰信号。最后，干扰信号与目标信号在空间和频域上相互作用，导致目标信号的传输质量下降，甚至无法被正常接收和解码。瞄准式干扰技术的应用领域涵盖了电子战、军事通信、个人通信等各个领域。

2.3转发式干扰

转发式干扰它主要是利用接收并转发目标信号的方式来干扰通信系统。与其他干扰技术不同，转发式干扰不仅仅是对目标信号进行干扰，而是中继接收到的目标信号重新传输，但在传输过程中对其进行修改、削弱或混淆，从而干扰目标信号的正确接收和解码。转发式干扰的具体实施过程一般包括以下几个步骤。首先，干扰者需要接收到目标信号，通常使用具有较高接收灵敏度和宽动态范围的设备来捕获目标信号[2]。其次，干扰者将接收到的目标信号进行处理和修改，可以是改变信号的频率、相位、幅度等，以及加入噪声或其他干扰成分。然后，经过处理后的目标信号被重新发送出去，可能通过无线电中继台或其他设备来进行转发。最后，目标信号经过干扰处理后到达目标接收设备，导致其无法正确解码或完全失效。

2.4欺骗式干扰

欺骗式干扰它通过以假乱真的方式，以误导、混淆或伪装的干扰信号来干扰通信系统。欺骗式干扰不会直接对目标信号进行干扰，而是通过发送与目标信号相似或伪装成目标信号的干扰信号，从而误导或破坏对目标信号的接收和解码[3]。欺骗式干扰的实施过程一般包括以下几个步骤。首先，干扰者需要对目标通信系统进行监测和分析，以获取目标信号的特征和参数。其次，干扰者利用这些特征和参数，通过发送具有相似特征的干扰信号来模拟目标信号。这些干扰信号可能是频率、调制方式、编码形式等与目标信号相似或伪装的信号。然后，干扰信号与目标信号共存于通信环境中，使接收设备无法准确识别和区分目标信号和干扰信号。最终，由于干扰信号的存在，接收设备可能遭受误解、错误解码或干扰达到无法正常工作的程度。欺骗式干扰技术的应用非常广泛，尤其在军事领域具有重要的应用价值。它可以用于干扰敌方通信系统、破坏敌方指挥调度、迷惑敌方情报收集等。

二、数据链通信传输波形抗干扰对策

2.1系统方面

在数据链通信传输中，系统级对策是为了提高通信系统整体的抗干扰能力而采取的一系列措施。这些对策主要集中在系统的设计和配置方面，以减少外部和内部干扰对传输波形的影响。首先，多通道设计是一种常见的系统级对策，通过采用多个通道进行数据传输，可以将传输信号分散到不同的频带或时间段中，提高系统的抗干扰能力。多通道设计的优点在于，即使某些通道受到干扰，其他通道仍然能够正常传输数据，从而降低了干扰对整个系统的影响。此外，通过合理的通道选择和切换策略，还能在不同环境下灵活适应干扰状况，进一步提高系统的稳定性和可靠性。其次，通过合理分配和管理通信系统中的频谱资源，充分利用频段的空闲区域，也可以减少不同通信系统之间的频谱干扰。频谱分配策略的一个常见措施是频段划分，将不同应用或服务的通信频段分开，避免相互干扰。此外，灵活的频谱管理也包括对频段进行动态分配和申请，确保通信系统能够及时获得所需的频谱资源，应对干扰或增加带宽需求。

2.2组件方面

前端滤波器设计是一种常用的组件级对策，通过滤波器来抑制或消除干扰信号，提高接收信号的质量。在设计前端滤波器时，需要考虑干扰信号的频率范围和传输波形的带宽要求。合理选择滤波器的类型（例如低通、带通、带阻滤波器）和参数（如截止频率、带宽、阻带衰减等），可以有效地抑制干扰，提高信号的抗干扰能力。此外，也可以构建抗干扰的接收机；在硬件方面，可以采用抗干扰设计的高品质元器件，如高动态范围的放大器和抗干扰的滤波器，以减小外部干扰的影响。而在软件方面，可以使用数字信号处理技术，对接收信号进行数字滤波、抗干扰算法等处理，以提高系统对干扰的抵抗力。

2.3天线方面

天线筛选技术可以通过减小或屏蔽不需要的信号来降低干扰。例如，在数据链通信中，带有波束成型功能的天线可以减少信号的传播方向，从而减少来自其他方向的干扰信号。同时，也可以优化天线阵列设计来减少干扰。天线阵列由多个天线组成，可以在空间上形成一定的方向性图案。通过对接收到的信号进行相位和幅度的调整，以达到增加所需信号的接收强度、抑制干扰信号的效果。天线阵列设计可以提高信号的接收灵敏度和抗干扰能力。例如，在数据链通信中，通过将多个天线组合成阵列，可以实现自适应波束成形，抑制多径效应和减少多路径干扰，从而提高通信质量。

结语：本文对由干扰样式出发，详细分析了不同干扰样式的工作原理，同时提出出了数据链通信传输波形抗干扰对策。随着信息时代的快速发展，数据通信在未来也会面临越来越多的挑战。在实践工作中，仍要加强对干扰样式的分析与研究，才能综合应用多种措施，确保信息安全。

参考文献：

[1]武振,杨靖宇,王硕等.数据链智能抗干扰设计与实现[J].天地一体化信息网络,2022,3(04):31-44.

[2]刘奇. Link16数据链通信对抗中信号识别和干扰技术研究[D].电子科技大学,2022.

[3]王华,胡昕颖,张晓丽.大气波导对舰机数据链通信影响研究[J].海军工程大学学报,2021,33(04):90-94.