射频干扰对消技术在通信系统集成中的应用分析

谢志泉

（长讯通信服务有限公司）

射频干扰对消技术在通信系统集成中的应用分析

谢志泉

（长讯通信服务有限公司）

射频干扰对消技术在通信系统集成中有着非常重要的作用，通信系统的发展使得射频干扰对消技术逐渐被推广使用，本文将在简单介绍射频干扰对消技术的基础上，分析射频干扰对消的几点关键技术，并深入探讨射频干扰对消技术在通信系统集成中的应用。

射频干扰对消技术；通信系统集成；关键技术；应用

射频干扰对消技术是基于矢量的合成叠加这一数学原理，将干扰信号比作直角空间坐标系中的一个矢量，找到一个与该矢量具有相同信息特征的反相矢量，将这两个矢量合成，抵消掉干扰信号[1]。随着通信系统的普及应用，射频干扰对消技术的应用也在诸多方面得到了体现，比如通信系统自兼容、多通路对消等，射频干扰对消技术在系统集成中具有广阔的应用前景，其正朝着宽带、大动态的方向发展着。

1 射频干扰对消技术简介

射频干扰对消技术利用了矢量的合成叠加原理，如图1所示，矢量A为干扰信号，矢量B为与矢量A具有相同信息特征的等幅度反相矢量，用于抵消干扰信号，对这两者进行合成叠加，得到的矢量C趋于零，即干扰信号几乎消失。对消的过程就是矢量A与矢量B合成叠加的过程。

对于射频干扰对消技术的研究依赖于数学模型的建立，如图2所示，射频干扰消的工程原理模型中，接收机通过接收天线接收有用信号、干扰信号及经调幅调相的采样信号，采样信号经过调整幅度及相位，达到与干扰信号等幅反相的效果，从而实现干扰信号的抵消。射频对消设备主要为对消器，对消器主要由对消效果检测部件、信号控制调整部件和矢量信号幅相调节部件组成，其中对消效果检测部件和矢量信号幅相调节部件负责干扰信号的对消，信号控制调整部件负责对由对消器与接收信道一起组成的闭环负反馈系统状态的控制。

图1 矢量合成对消示意图

干扰信号幅度较弱时，对消器不运作，当干扰信号幅度逐渐增强时，其超出抵消开启门限，对消器运作，经过对消器的处理，输出的干扰信号保持在一个可接受的水平上。闭环负反馈系统较于开环对消系统，能够实现反馈控制，避免了系统发散的问题。

2 射频干扰对消关键技术

2.1 正交矢量调制技术

图2 射频干扰对消工程模型图

射频干扰对消技术在实际运用过程中，对消前后干扰信号幅度比值变化的对消比是衡量对消效果的关键，这种对消比取决于经调幅调相的采样信号与干扰信号所合成的矢量，合成矢量的幅度越大，其对消效果越差。采样信号的等幅反相调整很难借助于移相器和衰减器完成，需采用正交矢量调制技术。

正交矢量调制是将需调整的矢量分解到正交坐标系的两个坐标轴上，通过对这两个分解矢量幅度及相位的调整，来实现矢量的反相调整和幅度调整。按照正交矢量调制的原理，让接收的信号进入90°的正交电桥，将其分解为相互正交的两路信号，然后分别对这两路信号进行相位调整及幅度调整，最后对这两路信号进行合成叠加，得到坐标空间中360°相位调整和幅度调整的输出信号。正交矢量调制技术是将一个矢量的调制分解为两路正交信号的幅相调整，将高对消比的高精度幅相调整转化为了对两路正交信号的高精度幅相调整，大大降低了调制难度，相对的也降低了调质器件研制的难度[2]。

2.2 系统控制

对消器中的信号调整控制部分可实现对闭环负反馈系统的控制，信号调整控制系统是在分析反馈对消效果的基础上，对矢量信号进行幅相调整的，从而建立起一个封闭的负反馈环路。信号调整控制部分的控制单元在达到要求的幅相调整效果前，会一直基于对消效果对采样信号进行幅相调整，直到达到收敛，改善对消效果。

闭环负反馈控制系统采用闭环控制，其硬件系统相对简单，相较于开环控制，其不需要校准系统，且具有反馈控制，有着显著的优势。另外最小均方算法在闭环对消系统中应用广泛，最小均方算法可以很好地结合对消系统的最优控制环路，这也使得对消技术更加完善成熟。闭环负反馈控制系统中反馈环路的控制方式采用的是模拟方式或数字方式，模拟方式需要提前对系统参数进行设置，是一种可收敛的控制方式，数字方式是在系统中加入控制算法，具有可扩展性，便于后期应用。

3 射频干扰对消技术在通信系统集成中的应用

3.1 平台通信系统自兼容

通信系统共平台使用时，往往会配置多条通信链路，各通信链路的天线间隔距离短，间隔度小，接收机在接收信号时很容易受到同频段发射机的干扰，造成接收机灵敏度降低等问题，进而引起通信系统电磁兼容问题。为解决系统电磁兼容问题，通常会采用天线布局设计、射频滤波处理等方法，但由于平台尺寸和载重量的限制，这些方法都不能很好地满足系统电磁兼容的要求。

3.1.1 通信系统对消

应用射频干扰对消技术可减轻干扰强度，可实现对主频干扰及宽带噪声干扰的对消，干扰问题是影响通信系统自兼容的重要因素，通信系统中干扰的类型根据干扰信号与通信信号频点的关系可分为主频干扰和宽带噪声干扰两类，主频干扰是指拥有与通信信号工作频点相同频点的发射机产生的，由此，通信信道前段接收到幅度很强的带外信号，超出了接收机的带外抑制范围，导致接收机饱和。宽带噪声干扰是指作为干扰信号的发射频点与通信信号的工作频点并不相近，但接收信道会接收到干扰信号发射产生的带外宽带噪声，又因为干扰信号与通信信号相距较远，宽带噪声的强度比正常信号要高，使得有用信号被噪声屏蔽，影响了通信的正常进行。

射频干扰对消技术可消除主频干扰及宽带噪声干扰，其中主频干扰对消是通过采集对消过程中同平台其他通信链路的主频干扰信号，对其进行对消处理，降低主频干扰信号强度，当其强度小到不会阻塞接收机接收有用信号时，再利用接收通路的选择性，实现通信信号的正常接受；宽带噪声干扰对消是采集对消过程中通信信号的工作频点和附近的宽带干扰信号，对其进行对消处理，降低其信号强度，当其强度降至该频点有用信号的解调门限以下时，实现有用信号的正常解调。

3.1.2 多通路对消

多通路对消是通信系统自兼容设计中的重要环节，多通路对消中，多通路发射时，同一接收天线的干扰问题较为严重，多通路发射不同的发射通路其发射信号之间没有相关性，利用这一点，可以对每个发射通路发射信号的对消方式进行分别设置，从而实现单通路上的多路对消[3]。多通路对消的方式虽然需设置较多的对消通路，但它可以较便利地实现干扰信号的采样，实现相对较简单。

3.2 实现与平台信息系统的兼容

通过射频干扰对消技术可以实现通信系统与其他系统的兼容，现在很多电子信息系统都存在干扰问题，且干扰类型复杂，干扰功率更大，为避免干扰情况的发生，就必须采取多种手段对其进行处理，这其中就包括射频干扰对消技术，射频对消技术可降低滤波器通带范围内的干扰信号强度，实现有用信号的正常解调。利用射频干扰对消技术可降低电子战系统主频干扰强度，实现电子战系统与通信系统的兼容；其也可运用在侦察系统中，保护侦察系统接收机前端，避免接收机饱和。另外，射频干扰对消技术在特种飞机、电子战飞机、战斗机、地面移动站、大型舰船中均有应用，这种技术通过对干扰信号的弱化处理，实现正常通信，在实际应用中多结合其他兼容技术来达到最好的效果。

4 结语

射频干扰对消技术可实现通信系统及其他电子信息系统的电磁兼容，是一种重要的电磁兼容手段，相较于其他常规的技术手段，其可对消通信系统中接收机接收到的主频干扰和宽带噪声干扰，其应用值得进一步地作出研究。随着信息技术的不断发展，射频干扰对消技术正朝着高精度大动态对消、宽带对消、频段扩展的方向发展，其自身性能得到不断提升的同时，将实现在系统电磁兼容中的综合运用，其在通信系统集成中的应用也将越来越深层化。

[1]袁杰.射频干扰对消技术在通信系统集成中的应用[J].电讯技术，2012（12）：1870～1875.

[2]赖 鑫.射频干扰对消技术的系统设计与仿真分析[J].电讯技术，2013（3）：259～264.

[3]刘建成，全厚德，赵宏志，等.基于时变步长最小均方算法的射频干扰对消[J].电波科学学报，2015，30（6）：1069～1077.

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1004-7344（2016）20-0277-02

2016-7-1