明國東

（國家新聞出版廣電總局九一六臺，青海格爾木，816099）

淺議抗干擾大動態(tài)射頻接收技術(shù)

明國東

（國家新聞出版廣電總局九一六臺，青海格爾木，816099）

為保證網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的快速發(fā)展，網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)信息傳輸?shù)陌踩€(wěn)定，本文從干擾信號的特征與類型出發(fā)，對抗干擾大動態(tài)射頻接收技術(shù)在實踐環(huán)節(jié)的應(yīng)用做出了簡單的分析。

諧振電路；可控增益；數(shù)據(jù)安全

1 抗干擾射頻接受技術(shù)研發(fā)的重要性

1.1 抗干擾射頻接受技術(shù)研發(fā)

日常生活中無線網(wǎng)絡(luò)的信號會受到很多電磁干擾，導(dǎo)致無線網(wǎng)絡(luò)的使用出現(xiàn)問題，降低了通訊效率，使人們正常的工作學(xué)習(xí)受到影響。

1.2 干擾信號的類型及主要影響

帶阻塞式干擾，單音連續(xù)波干擾，掃頻干擾，脈沖寬帶干擾，部分頻帶干擾PBNJ，多音干擾MTNJ，跟蹤式干擾。對于落入衛(wèi)星通信系統(tǒng)接收頻帶的干擾信號會直接影響整個系統(tǒng)，保證接收系統(tǒng)安全工作、保證有效信號的低失真?zhèn)鬏?轉(zhuǎn)發(fā)，是非常必要而又異常困難的?？垢蓴_高靈敏度大動態(tài)接收技術(shù)是衛(wèi)星通信轉(zhuǎn)發(fā)器分系統(tǒng)設(shè)計的關(guān)鍵技術(shù)，也是今后的發(fā)展趨勢

2 方案設(shè)計

為了實現(xiàn)信息數(shù)據(jù)傳播的及時有效性，將信號干擾對于無線網(wǎng)絡(luò)的影響降到最低，本文針對寬帶阻塞式、單音連續(xù)波、掃頻的干擾模式，設(shè)計出一種抗干擾大動態(tài)射頻接收設(shè)備，降低干擾信號對于通信系統(tǒng)的影響。

抗干擾大動態(tài)射頻接收實驗樣機對于干擾信號的接收主要以－70dBm（干信比10dB）數(shù)值為分界點將信號抗干擾機分為兩個階段。當(dāng)干擾信號的接收小于分界點時，樣機對干擾信號不進行處理，只對接收低噪聲，進行變頻、放大。而一旦干擾信號的數(shù)值大于臨界點時，干擾信號進入L隔離器進行處理，這段電路也被成為非線性諧振射頻抗干擾電路。之后經(jīng)由L低噪放（一般為G:40dB/NF:0.8dB/P1dB:19DBm）進入L帶普濾波器BPF,通過L波段的AGC放大器，啟動SmartAGC，再經(jīng)由L帶通濾波器，到C頻段混頻器（本振），由C帶通濾波器BPF進行處理，到C波段的AGC放大器,最后通過C波段檢波及限幅電路完成對干擾信號的處理。注意L波段的AGC放大器、SmartAGC、C波段的AGC放大器和C波段檢波及限幅電路四部分由控制電路連接。實驗樣機通過上述流程實現(xiàn)對寬帶阻塞式、單音連續(xù)波、掃頻的干擾信號的有效防御，完成信號的抗干擾接收，保證信息數(shù)據(jù)傳遞的安全性。

3 關(guān)鍵技術(shù)及電路設(shè)計

抗干擾大動態(tài)射頻接收實驗樣機的研發(fā)最重要的是三種技術(shù)的結(jié)合使用，即大動態(tài)接收機技術(shù)、智能強干擾抑制(SmartAGC)技術(shù)、非線性諧振射頻抗干擾技術(shù)。

3.1 大動態(tài)范圍接收機技術(shù)

抗干擾技術(shù)對于接受信號的范圍有著一定的要求，抗干擾機的研發(fā)主要是為了保證信息數(shù)據(jù)傳播的有效性和準確性，因此其信號功率覆蓋的范圍在保證信號不失真，避免鏈路信號飽和的基礎(chǔ)上要盡可能的增加。大動態(tài)范圍接收機技術(shù)在保證足夠的接受范圍同時，對于保證信號功率的穩(wěn)定也有著重要作用。輸出總功率的計算方式為輸入信號功率、輸入干擾信號功率、分機總增益的總數(shù)，與－114、噪聲系數(shù)10lg(BW)、分機總增益的總數(shù)相加得出。在盡可能大的范圍內(nèi)將抗干擾大動態(tài)射頻接收器噪聲系數(shù)的影響降到最低、確保信號傳播的準確有效，接收設(shè)備將劃分為兩級，在第一次變頻與第二次變頻之后的環(huán)節(jié)，分別安裝可控增益放大模塊，以保證設(shè)備運行的流暢性。

3.2 智能強干擾抑制(SmartAGC)技術(shù)

智能強干擾抑制(SmartAGC)技術(shù)在抗干擾大動態(tài)射頻接收設(shè)備使用流程中的主要作用分為一般與特殊兩個方面。智能強干擾抑制器按照信號處理方式的不同分為模擬信號處理器、自適應(yīng)控制器。當(dāng)沒有接受到強干擾信號時，在射頻輸入的過程中智能強干擾抑制器只使用其放大功能；在接收機受到強干擾信號時，抑制器發(fā)揮對于射頻的調(diào)控功能，調(diào)整干信比的范圍，使其達到變頻器能夠完全處理的程度。當(dāng)射頻輸入的時候，按照其功能的不同分別流入模擬電路處理部分和自適應(yīng)控制器，具體步驟如下。

（1）模擬電路處理部分：射頻輸入-包絡(luò)變換-射頻輸出；

（2）自適應(yīng)控制器：射頻輸入-包絡(luò)檢波-干擾幅度檢測或估計-包絡(luò)變換零區(qū)調(diào)節(jié)電壓產(chǎn)生-包絡(luò)變換-射頻輸出。

根據(jù)智能強干擾抑制的功能特點，在可調(diào)包絡(luò)時，無干擾的I/O曲線從起始值開始隨著輸出包絡(luò)（真值）的增長而增加；有干擾的I/O曲線則是從可調(diào)包絡(luò)零區(qū)的一定數(shù)值后，開始隨著輸出包絡(luò)（真值）的增長而增加；零區(qū)門限的大干擾I/O曲線從可調(diào)包絡(luò)零區(qū)與零區(qū)門限的臨界點開始呈上升趨勢。將智能強干擾抑制技術(shù)與大動態(tài)范圍接收機技術(shù)相結(jié)合運用到抗強干擾接收器的實驗過程中，對于抗干擾信號范圍的擴大和該范圍內(nèi)信息數(shù)據(jù)的傳輸穩(wěn)定性和安全性有著極其重要的防護作用。

在微波仿真軟件ADS中對SmartAGC的關(guān)鍵電路，即可控限幅放大器進行了電路級仿真，在轉(zhuǎn)發(fā)器上行頻率1．6GHz，仿真軟件中自帶的元器件庫中，選取Infin-eon公司的晶體管BFP450作為可控限幅放大器，搭建仿真模型，對該電路的抗干擾性能進行了仿真。從仿真結(jié)果中可以看到，當(dāng)輸入干信比為30dB，輸入干擾功率Power_J為－12dBm時，頻標M12(Vbe=4V)和頻標M3(Vbe=5V)分別對應(yīng)輸出干信比為16．98dB和12．93dB。不同偏置下，干信比分別改善了13．02dB和17．07dB;輸入干擾功率Power_J為－16dBm時頻標M11(Vbe=5V)和頻標M4(Vbe=4V)分別對應(yīng)輸出干信比為16．44dB和13．62dB，不同偏置下，干信比分別改善了13．56dB和16．38dB。由此得到結(jié)論:相同干擾輸入功率，相同輸入干信比，放大器偏置不同，輸出干信比不同，即輸出干信比改善效果不同。

3.3 非線性諧振射頻抗干擾技術(shù)

非線性諧振抗干擾器由環(huán)形器，0°功分橋，變?nèi)荻O管構(gòu)成，變?nèi)荻O管偏置電壓可根據(jù)需要進行調(diào)整，當(dāng)干擾信號和有用信號同時輸入時，設(shè)置變?nèi)荻O管偏置電壓，該電路有用信號呈現(xiàn)反射，對干擾信號呈現(xiàn)出頻譜擴展功能，因此電路對干擾信號呈現(xiàn)較強的吸收特性，干擾信號損失較大，從環(huán)形器輸出的殘留干擾功率較小，從而實現(xiàn)了改善干信比的功能。在微波仿真軟件ADS中對非線性諧振器的工作原理進行了電路級仿真，建立仿真模型，仿真模型中的關(guān)鍵器件為變?nèi)荻O管，在轉(zhuǎn)發(fā)器上行頻段(1.6GHz)對其抗干擾性能進行仿真輸出干信比改善仿真結(jié)果。

4 結(jié)語

為了保證信息處理傳輸?shù)陌踩行В瑢崿F(xiàn)無線網(wǎng)絡(luò)的快速發(fā)展，加快信號抗干擾技術(shù)的研發(fā)勢在必行。

[1]徐坤智.多陣元自適應(yīng)處理天線的射頻通道研究[D].電子科技大學(xué),2013.

[2]王毅剛,程冰,朱衛(wèi)俊,等.一種超低噪聲抗干擾射頻接收前端設(shè)計[J].數(shù)字通信世界,2016(S1).

Discussion on the technology of anti interference and dynamic radio frequency receiving

Ming Guodong
(State Press and Publication Administration of radio 916, Golmud Qinghai,816099)

in order to ensure the rapid development of network technology, network security and stability of data transmission, this article from the characteristics and types of interference signals, jamming technology of large dynamic RF in practice has made the simple analysis.

resonant circuit; controllable gain; data security