埋牛鼻子:射頻電子幹擾壓制幹擾通信
什麽是射頻幹擾消除技術,如何消除幹擾?
提到射頻幹擾對消,大家肯定會想到EA-18G射頻幹擾對消系統(Incans)模塊。EA-18G咆哮者利用強大的電子幹擾壓制敵方雷達,從而保護盟軍飛機進入敵方領土。但是大功率幹擾也會幹擾我們自己的機載通信。INCANS接收到幹擾信號的壹個樣本,該樣本形成壹個抵消信號,然後與接收支路的接收信號合成,從而抵消接收支路的幹擾信號,只留下需要的接收信號。下圖中紅圈的模塊。
2004年,由江戶公司開發了INCANS模塊,2005年完成了第壹套。INCANS模塊的關鍵技術是EDO的CIMS。CIMS是壹種有源抵消器,可以在機載幹擾設備輻射幹擾的同時進行遠距離語音通信。在該模塊中,ALQ-99實施全波段幹擾抑制,同時采用主動幹擾對消技術,保證自身VHF通信暢通。這項技術也是首次應用。
2007年,EDO公司被ITT公司收購,Exelis公司成立。該模塊的使用如下圖所示。Exelis聲稱在實驗室環境下,INCANS模塊的抵消比可以達到60dB以上。雖然在真實環境下對消比有所降低,但仍能達到40-50dB的對消比。對於瞬時帶寬為2GHz的系統,可獲得帶中心60dB和帶邊緣10dB的對消比。
您可以在Exelis公司的產品手冊中看到該模塊的相關參數如下:
尺寸:長330.2mm?寬?157.48mm?高度193.04毫米
重量:11.577kg
模塊化設計:10 SRAS(車間可更換部件)
2015哈裏斯收購Exelis公司。Harris公司宣稱其最新的幹擾抵消方案可以提供100db甚至更高的真實幹擾抵消,如下圖所示。最新壹代的哈裏斯幹擾抵消器采用先進的幹擾抵消系統(AIMS),並采用標準化、開放和可擴展的架構,可快速部署在固定站、地面車輛、飛機和艦船上。此外,AIMS可以為多個受幹擾的接收器提供壹個到多個幹擾源的電磁幹擾保護。AIMS可應用於寬頻譜範圍的寬帶或寬頻帶信號,從高頻到X波段以上。
射頻幹擾消除技術的起源可以追溯到20年前
無聲機器出現在20世紀30年代,1934,保羅。
Leug提出了壹種利用聲波逆幹擾抵消消除噪聲的方法,即人為引入噪聲源,將其調整為與原噪聲源幅度相等、相位相反,疊加抵消以降低噪聲。這項技術後來被廣泛應用於飛機駕駛艙的噪音。
60年代末,幹擾對消技術逐漸應用於通信抗幹擾。羅馬航空發展中心(羅馬)
空氣開發
中心,RADC)首先承擔了這壹任務,提出采用“主動幹擾對消技術”,研制具有自動相位微調的開環幹擾對消系統。系統頻率為300 MHz。
在載波頻率上,鄰信道幹擾得到抑制。20世紀60年代末,幾個實驗系統被開發出來,證明這項技術是可行的。自20世紀70年代以來,它被應用於軍事通信的各個領域,如空中指揮、空中交通管制、岸基通信和機載通信。
射頻幹擾抵消技術最初的發展思路是構造壹個與幹擾信號幅度相同、相位相反的射頻信號,與幹擾信號合成,從而形成幹擾信號的抵消效果。對消技術由於原理簡單,容易以各種技術形式實現,幹涉信號的正交合成技術是最初的技術實現形式。下圖是基於光子技術的正交合成射頻幹擾抵消系統。
近年來,隨著數字技術的發展,出現了基於自適應濾波的多延遲信號合成技術,即通過自適應濾波算法控制每個合成信號的權重,最後對原始信號進行濾波,從而達到幹擾抵消的目的。
雖然實現方式不同,但壹般來說,這兩種方法都是通過構造與原始信號相關的抵消信號來獲得所需信號。
國外申請
1,哈裏斯公司
通過谷歌專利可以看到,幹擾抵消的專利大部分是美國Nucleonics公司申請的,也就是現在的哈裏斯公司。
其他見上壹期。
2.澤格艾布拉姆斯公司
Zeger-Abrams公司成立於1977,壹直致力於復合幹擾、同頻幹擾抑制等先進信號處理技術的研究。相關產品主要包括:
A.跳頻自適應幹擾消除器(HAIC)
頻率範圍:30至400兆赫
發射功率:高達+35 dBm
相幹幹擾輸入:最高+22 dBm
幹擾消除輸出功率:?& lt-40 dBm
插入損耗(預期信號):< 4.5 dB
輸出增加寬帶噪聲:?沒有
輸入三階截點:+62 dBm
跳頻穩定瞬態峰值:
尺寸:每個模塊3.7英寸x2.1英寸x6.2英寸。
重量:
b、抗多徑系統
頻率範圍:0.5-18 GHz
自適應消除多徑幹擾可以用超低副瓣電平天線實現精確測向。
3.英國時代公司
ERA開發了多種抵消產品,包括小型化抵消產品和多通道抵消產品。
2006年,該公司為美國海岸警衛隊設計制造了150 ~ 175 MHz頻段的8通道幹擾消除器。當8個通道同時工作時,消除器可以達到40 dB的消除比。當幹擾信號與有用信號相隔250 Hz時,有用信號僅衰減3 dB。
4.PSI公司
PSI(光子系統公司)成立於1999,主要從事微波光子技術的研究。憑借在集成光電子領域數十年的經驗,PSI為國防、通信、研究和政府部門的客戶帶來壹流的組件和鏈路解決方案。
2012年,PSI公司在SBIR項目的支持下開展了“可選自生參考的大功率幹擾抵消器”的研究,提出了主動抑制大功率幹擾的方案,並研制出了大功率幹擾抵消器(LASCAN?)。下圖顯示了PSI采用的方案:
PSI開發的LASCAN?可以顯著降低系統在使用電磁頻譜時不必要的射頻幹擾。這樣的系統通常需要在面對大功率幹擾時使用,可以提高信噪比約100dB。當連接在天線和系統發射和接收路徑之間時,LASSCAN?已經顯示了60-70
消除大幹擾功率(dB)。
目前為止,拉斯坎?已經驗證了從HF(3 MHz)到X波段(12 GHz)的對消能力,原則上可以實現高達W波段(100 GHz)的信號對消。?LASSCAN還可以消除所有形式的同頻道幹擾。
PSI開發的射頻幹擾消除器可以工作在50W的功率,開發出功耗更低、尺寸更小的混合IC版本,稱為INchip?。
PSI-7611-001G INchip?PSI-7600 50W幹擾消除器
5.POC公司
POC(物理光學公司)成立於1985,是壹家先進技術的系統集成商,服務於軍事、國防、安全和商業市場。
該公司開發了壹種用於射頻幹擾消除的高功率可調諧捷變射頻濾波器,工作在模擬域,可提供超過100 dB的帶內衰減,入射功率(VSWR)非常小。
6.科巴姆天線系統公司
射頻幹擾消除是Cobham天線系統公司開發的集成通信環境(ICE)技術之壹,用於優化在同壹平臺上同時運行的多個無線電(幹擾器和對講機系統)的性能。Cobham開發了壹種新的射頻幹擾消除技術,大大提高了設備的靈敏度。
a、多電臺幹擾消除系統-ICE 7201
頻率範圍:30–512兆赫
消除比:60dB(典型值)
功率:
VSWR:1.5
b、通過電子對抗系統通信-ICE 77201
頻率範圍:30–512兆赫
消除比:60dB(典型值)
功率:
VSWR:1.5
7.ADRF公司
ADRF技術(ADRF)公司是世界上最大的服務提供商。ADRF的產品套件包括分布式天線系統、中繼器、小型電池、天線和無源元件。
2014,14年10月,ADRF推出AXM2100-9543-ICS,這是該公司的專利幹擾消除系統(ICS)?以克服各種室外環境的幹擾。
產品亮點:
?專利幹擾消除系統(ICS)?提供穩定的覆蓋,在≤6微秒的抵消窗口內獲得高達-15dB的系統隔離。
?最大增益為95 dB,最大輸出功率為43 dBm。
其他參數如下:
參考:王慧。電子信息系統中幹擾消除技術的發展與應用[J].電信技術,2016,56(12):1409-1416。