[科普中国]-多模干扰

多模干扰一种用于对M个光信号进行多路复用或解复用的装置，M是大于或等于2的整数，各个光信号具有不同波长λm。

原理所述装置包括在第一侧具有供接入波导连接的N个接入端的多模干扰(MMI)波导。MMI波导沿光传播方向具有一定长度，使得在第i个(i≤N)接入波导进入所述MMI波导的像对于所述M个波长λm中的每一个在光传播方向上分开的M个位置产生N个自像，这些位置与所述接入波导相隔第一距离lm，lm>lm+1，其中N是大于或等于2的整数，每个所述位置对应于一个波长。该装置还包括：在各所述距离lm设置的波长选择反射部件，其中第m个波长选择反射部件设置成反射第m个(2≤m≤M)波长；以及M个相位调节部件，其中第m个相位调节部件设置成调整所述自像的相位，从而当由所述波长选择反射部件反射时在所选输出接入波导上为第m个波长创建单一自像。

设备一个PHS单元；至少一个非PHS单元，包含一个射频接收电路，其中，所述非PHS制式的通信系统进一步包含一个连接在所述射频接收电路的前端的陷波器，所述滤波器的滤波特性使得所述PHS单元的控制信道的信号被阻止进入所述射频接收电路。本发明通过在非PHS接收链路中串联一个仅抑制PHS控制信道信号的滤波器，实现了多模式同时待机、单模式通话的设计目的，因而具有原理简单、成本低廉、隔离度高和易于实现等诸多优点。

放射性光学性质物理特性

短波跳频通信多模多域干扰抑制对策介绍了短波通信在军事领域应用发展情况，对短波通信跳频技术进行详细分析，提出多域多模干扰处理措施。多域多模干扰样式多，技术更新快，因此在实战应用中，应不断及时更新干扰模型库，加强频率及功率估计识别，提升抗干扰的能力。1

短波通信抗干扰技术分析1、 频率跳变：

频率跳变关键技术是频谱感知，多采用 DSP、FPGA等数字技术实现频谱感知。在电子通信侦察机接收到的信号频率时，加载同频率的干扰信号，干扰信号则有频率合成器合成。频谱感知系统采用数字化双信道模式，便于接受信号和实施干扰。

理论上，跳频速率越高，干扰信号越强，但是在实际应用中，由于受限于扫描间隔的影响，跳频速率过高，容易引起有用信号的恶变，导致无法接收有用信号。因此，需要统筹考虑信道带宽及信道切换时间，同时还要考虑信号信道驻留时间、短波通信多经效应的特点，选择合适的跳频速率。信道扫描多采用数字预置频率集扫描模式，也有采用全频段顺序扫描。为了取得良好的干扰效果，干扰信号跳变图案应区别于有用信号，这样便于干扰信号的识别。

2、 变速跳频技术：

变速跳频通过驻留时间的伪随机变化，可以保持固定频率的切换，很容易侦收扫描到无时间规律的跳频信号，而且换频时间也随机可变（在一定的范围），有效的解决跳频网多样化的时域特征。我军装备的同时具有四个跳速档次的变跳速的短波跳频电台，可以根据伪随机序列，形成每国定周期帧内跳速变化伪随机性。1

3、 自适应跳频：

自适应跳频主要针对敌方人为干扰。自适应跳频特点在于精确感知敌方干扰信号后，在收发信号过程有效进行信道切换，即捕获到某个频率点干扰，立即在下一次跳变点更换掉上一频率。自适应跳频必须对信号样本具有足够的分析能力，然后才能实现接受功率的精确检测，尤其对于中频信号进行频谱分析，跳频扫描速率应达到足够快，采样速率和跳频驻留时间应作为主要考虑参数，从而实现较高的扫描速度。1

4、 差分跳频技术：

差分跳频(DFH) 是在频域和时域内实现冗余度自接插入的跳频技术。该项技术没有增加额外数据码元，采用自纠错控制算法，在阻塞及瞄准模式的干扰中，实战效果明显。另外采用跳频发射时驻留时间内设置的特殊码组以及同步固定频率特性，能识别跳频质量的好坏，自动诊断干扰效果。在军事抗干扰实战中应用广泛。

5、 混合多址接入技术：

混合机制融合了为竞争机制和分配机制优点。通信空闲时段，利用竞争机制的MAC协议，减少延时，增加信道资源利用率；通信繁忙时段，则通过分配机制的MAC 协议，实现无分组碰撞，增大吞吐量。混合多址协议主要有HTDMA、PTDMA、CSMA、ADAPT、TDMA/CSMA、DCF、Z-MAC 等。1

多域多模干扰处理措施分析通过建立干扰信息库，提取干扰信号样式，对短波信道多域多模干扰进行有效识别，是解决干扰问题的最有效方法。通过仿真技术，可以对干扰信号的处理进行估计和分析，有助于掌握各种干扰的变化规律。多域多模干扰样式多，技术更新快，因此在实战应用中，应不断及时更新干扰模型库，提升抗干扰的能力。1

在通信设备中，在短波电台内内置低功耗、小型化长波授时接收装置，通过电台的前端AM 接收并提取载波信号，进行处理转化成时瞬相位波动变化的脉冲信号。这种脉冲信号长期频率具备稳定性和固定频率。通信设备本地 68.5kHz 分频产生的脉冲与与该脉冲信号形成一个相位扰动，分析扰动变化趋势，并且对本地分频进行微调修正，从而产生精确的跳时钟脉冲。在授时信号解调处理以后，进行特征提取，获得一个秒级的初级时钟（时间码），在军事电子对抗中，电台静默时的同步中，校时信息较少，提高了同步速度，又确保通信设备处于跳频同步中，有利于提高抗干扰的能力。1

抗干扰多模兼容导航接收机射频芯片关键技术随着航天工业的发展，卫星导航系统的开发与应用已成为热点研究领域。卫星导航系统为人类提供了多样性、高质量的时间和位置信息，人类利用这些基本信息，可以进一步获得地图位置、方向、速度等信息，从而解决了人们“何时？何处？”的问题。人类开发的GPS、北斗、格洛纳斯和伽利略等四种导航系统已得到广泛地应用，这极大地促进了移动互联网、云计算和物联网等产业的发展，也促进了人类社会的发展和进步。2

介绍围绕兼容北斗、GPS、格洛纳斯和伽利略等导航系统的抗干扰接收机芯片关键技术展开研究，着重对接收机系统的架构、抗干扰可重构射频前端、可重构滤波器和快速锁定低噪声锁相环进行了深入研究。

分析分析了导航接收机的系统需求，研究了可重构多模兼容导航接收机的系统架构。由于全球四种导航系统信号频段覆盖广，全兼容导航射频芯片设计难度大，双通道接收机导航射频收发芯片尚未实现全兼容，为此提出了一种采用可重构的双通道接收机和单通道发射机实现全兼容的导航射频芯片架构。在综合考虑了系统功耗、可重构性和可行性的基础上，计算了多模兼容接收机的整体指标并在系统各个模块之间进行了合理划分，为各个模块电路的研究和设计奠定了基础。采用 SMIC 0.13 微米 CMOS 工艺设计了一款覆盖全频段RNSS 和 RDSS 频点的卫星导航射频芯片。流片测试结果表明，芯片性能完全满足四种卫星导航系统信号接收的需求。2

特性针对无线通讯信号对导航系统的干扰，尤其是 WIFI 和 LTE 信号对北斗导航系统RDSS 频段干扰的问题，设计了新型的、无需外置声表面波滤波器的抗干扰低噪声射频前端，实现了片上高 Q 值射频滤波，首次在导航接收机芯片射频前端实现了 18dB 以上的带外干扰抑制能力。射频前端在2.5GHz 频点处的增益为44.98dB，噪声系数为2.03dB；采用电流型无源混频器和 IIP2 调谐，提高了线性度，从而获得高达-7dBm 的 IIP3 和+72dBm 的 IIP2。

为了抑制带外干扰，实现低中频/零中频接收机可重构，设计了一种新的滤波器电路。该滤波器电路采用有源 RC 架构，实现了阶数可重构、低通/带通可切换，兼容了各种导航系统的频点和带宽。在所有导航系统滤波器中，偏移中心频点 2 倍带宽处的带外抑制均大于38dB，镜像抑制大于 35dB。滤波器带外抑制能力相比其他导航芯片内置滤波器提高了16dB 以上。2

优势分析了芯片设计中的关键问题，优化了版图设计，测试了导航射频芯片的通道增益、噪声系数和动态范围，并对结果进行了分析对比。测试结果表明，该多模接收机芯片可兼容所有导航系统，通道最大增益为 105dB，最小噪声系数为 3.1dB，动态范围为 85dB，均满足导航接收机系统需求。2

本词条内容贡献者为:

方正 - 副教授 - 江南大学