- 当今军用通信已不怕干扰,是什么原因?无人机是真的到了大发展期
- 来源:伽利略视野
说到军用无人机的发展,给人印象是无人机很怕受到干扰,一旦干扰就手足无措。无线通信抗干扰技术发展到什么程度?总体是:无线通信技术正在不断利用物理规律来提高抗干扰能力。而干扰技术只能应付改进,由于它不能违反物理规律,干扰技术已经逐渐疲于应付。
例如,在模拟通信时代,干扰方法可以分为两类:抑制干扰和欺骗干扰。进入数字通信时代之后,无线通信的抗干扰能力大大提高,欺骗干扰基本上无用,抑制干扰需要增加干扰功率。例如,数字通信技术使用窄波束定向天线可以迫使从天线旁瓣而不是主瓣的干扰进入接收机,从而使干扰信号衰减25-30db,而30db的衰减可以理解为早期信号的1/1000。利用智能天线自动调整方向图零点,可以使干扰信号衰减25-30db。而对于激光通信,干扰方基本上是束手无策的,只能寄希望于恶劣天气。
目前,无线通信的抗干扰能力有多么强大?我们在《2014年全国电磁兼容与防护技术会议论文集》(第一部分)之中发现了一篇论文《卫星导航接收终端抗干扰阵列天线》。摘要如下:以北斗二代B3频点为例,设计了四阵元微带天线阵、射频初端、基带处理单元和功率反演算法。仿真和实际测试结果表明,该方法具有不错的抗干扰性能。当同时存在三个宽带干扰,且干扰信号比大于70dB时,导航终端仍能稳定定位。干信比大于70dB,即对接收端的干扰信号功率超过有用信号功率的1000万倍。
真空中,电磁波的功率与发射机的等效发射功率成正比,与信号传播距离的平方成反比。因此,即使干扰机的等效发射功率是通信机的1000倍(很容易实现),干通比(干扰距离与通信距离之比)也小于1/100。导航卫星的通信频段属于微波频段,也是无人机常见的频段。如果无人机的抗干扰能力也达到上述水平,那么通信距离达到100公里时,干扰距离则小于1公里,这种干扰基本上是无用的。另外微波只能沿直线传播。它将受到地球表面和曲率的限制,通信距离有限。这可以通过通信中继技术来克服。
有说法认为导航信号是窄带信号,但无人机要想传输像视频一样的宽带信号,容易受到干扰。实际上,从无人机到控制端只需要传输包括图像和视频在内的宽带信号,从控制端到无人机的遥控指令则是一个数据量很小的窄带信号。无人机通信通常采用微波频段,只能直线传输,因此地面干扰机发射的微波会被地面物体阻挡,通常无法到达无人机控制端,也无法干扰无人机控制端接收宽带信号。当今军用通信已不怕干扰,是什么原因?无人机是真的到了大发展期。
如果使用飞机/无人机向天空发送干扰信号怎么办?小功率是无用的,大功率设备也是较大的,会成为对方优先猎杀的目标。通常情况之下,机载干扰吊舱的发射功率只有几千瓦,而用于干扰数瓦的便携电台可能都不够。这不同于干扰雷达,雷达通过接收目标反射的电磁波来发现目标,较易干扰。所以干扰吊舱主要作用是干扰雷达,而不是通信。据说中远程空战对人工智能的要求比较低。在中远程空战模拟中,人工智能已经战胜了人类飞行员。猎捕电子干扰机的任务很可能不需要人的遥控,可以自动进行,所以数字通信绝大部分情况是不怕干扰的。
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