无人机测控链路干扰策略研究

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随着无人机技术的迅速发展,制造成本的降低和执行任务的便捷性使得越来越多的无人机被应用到了军用和民用领域中,给人们提供便利的同时也引发了一系列的安全性问题,为实现对无人机的合法管控,开展无人机干扰反制技术的研究显得尤为重要,同时也是国内外干扰研究中的热点和重点。针对目前研究中还留有如何基于侦察信息选取干扰策略以提高干扰效能的问题,同时考虑到测控链路在无人机系统指挥控制中的关键作用,本文以实现对无人机的有效干扰为目标,并结合频率自适应跳频抗干扰手段的使用,对无人机测控链路的干扰策略问题进行了研究。论文的主要工作如下:首先,研究了无人机测控链路系统的组成和通信原理,以及常用的干扰技术和抗干扰技术,为后续无人机测控链路干扰策略的研究奠定基础。其次,针对采用BPSK-FH机制的无人机上行数据链的通信特点,从干扰同步系统的角度,提出了载波同步干扰方法,基于Costas环法实现载波同步的原理对干扰条件下的环路锁定进行了理论分析,并搭建了仿真模型研究了常规干扰信号(宽带噪声干扰、窄带噪声干扰、单音干扰、多音干扰、噪声调频干扰以及扫频干扰)对载波同步的干扰性能影响,通过分析比较得出了载波同步干扰的最佳干扰样式及策略。从干扰通信信号的角度,在跟踪干扰无法实施的情况下,对跳频通信常用的干扰信号(宽带噪声干扰、部分频带噪声干扰、多音干扰和多频BPSK干扰)的作用原理和干扰性能分别进行了介绍和仿真分析。综合干扰载波同步和干扰通信信号的分析研究给出了无人机上行链路的干扰策略选择。针对OQPSK机制的无人机下行数据链的通信特点,从干扰通信信号的角度,通过搭建干扰仿真模型对常见干扰样式(宽带噪声干扰、单音干扰、BPSK干扰和OQPSK干扰)的干扰性能进行了仿真分析,通过比较得出了OQPSK信号的最佳干扰样式。最后,针对采用频率自适应跳频抗干扰手段下的无人机上行数据链的原理和特点,首先通过仿真得到了常规干扰样式对频率自适应跳频系统的干扰性能,在此基础上提出了针对频率自适应跳频的自适应部分频带噪声干扰算法并对其干扰性能进行了仿真分析,研究表明该算法可对频率自适应跳频系统造成有效干扰,且在低干信比及小干扰带宽条件下与常规部分频带噪声相比可带来干扰效果的显著提升,最后给出了无人机频率自适应链路的干扰策略选择。
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