无线通信抗干扰关键技术研究

摘要

无线通信抗干扰技术是一项关键的通信技术，抗干扰主要目的在于对抗外界的干扰，从而保证自己的信号在复杂电磁环境下仍能正常传输。当前，随着通信信息技术的快速发展，高码速率信息的传输应用需求越来越高。目前大部分通信设备只能提供20~30dB的抗干扰容限，但在复杂电磁环境下需要50dB以上的抗干扰容限。传统的扩频通信系统可以通过提高扩频比来提升系统的抗干扰能力，但会带来频谱宽度展宽和发射功率受限的问题。本文针对这一挑战，主要研究采用天线阵列和可重构天线的高性能抗干扰接机的设计技术。
　　本文分析了当前通信系统中中广泛采用的各种抗干扰体制和接收机架构。基于低中频数字化接收机架构，提出了采用开关矩阵实现快速跳频频率合成器，提出了采用PIN管实现方向图可重构天线。这两种结构提升了系统了的跳频速度和空域扫描的速度，在频率域和空间域提升了系统的抗干扰能力。针对高码速信号传输的抗干扰挑战，采用了阵列天线抗干扰技术，通过对多通道接收机合理设计，利用射频端的幅相调节网络，进行通道校准，同时在数字端进行系统校准。实现了系统在灵敏度状态下，误码率为1×10-6时，抗干扰容限优于60dB。
　　本文主要创新点如下：
　　1、采用射频、模拟、数字一体化设计方法，设计了一种低中频数字化接收机的体系架构，实现了带宽80MHz的高动态、高线性度接收机的幅相一致性，并在射频端增加了幅相调节网络，并在接收机的数字端进行网络校准。
　　2、提出了一种基于开关矩阵的频率源结构，通过控制开关矩阵，改变输入锁相环路的状态，从而实现了频率的快速变化，实现了快速跳频，本结构的频率源其相位噪声可以达到-155dBc@10kHz，锁定时间可以达到20μs，与传统的锁相方式比锁定时间缩短60％。
　　3、提出一种基于 PIN管开关的方向图可重构天线架构，在没有天线伺服的情况下，此架构通过改变辐射单元周围的引向器和反射器的状态，达到了方向图可重构，达到空域滤波的效果，并在最大方向增益达到5.08dB。

目录

声明

第一章 绪论

1.1前言

1.2通信抗干扰技术的历史、现状和发展前景

1.3通信抗干扰的主要研究内容

1.4本论文选题的意义、内容安排及主要创新点

1.5本章小结

第二章 抗干扰体制分析

2.1扩谱体制通信面临的干扰威胁

2.2跳频体制通信面临的干扰威胁

2.3直扩体制抗干扰措施分析

2.4跳频体制抗干扰措施分析

2.5自适应通信抗干扰技术体制

2.6本章小结

第三章 数字接收机架构基础

3.1数字信道接收机架构选择

3.2接收机架构

3.3幅相均衡网络

3.4本系统接收机架构选择

3.5多通道接收机的设计实现

3.6本章小结

第四章 快速跳频锁相技术

4.1引言

4.2锁相环基础

4.3有开关矩阵的锁相环结构

4.4本章小结

第五章 抗干扰天线技术

5.1抗干扰天线技术简介

5.2阵列天线技术基本原理

5.3阵列天线设计

5.4测试结果分析

5.5方向图可重构天线设计

5.6本章小结

第六章 抗干扰设备系统测试

6.1引言

6.2射频模块组成

6.3系统测试

6.4本章小结

第七章 总结与展望

7.1论文工作总结

7.2后续工作展望

参考文献

发表论文和参加科研情况说明

致谢