抗干扰机载超短波通信系统研究与设计.pdf

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1、黼豁蕊二沁挚，I 萎j _，一一0 I 盖j 誊釜蓼1 4藤蘸鸯溉缪纂黔：、一爨黼黼瞳i：泛，。醢-，叠。一j”；i：乏一盘。零o一，一三j 蝴蟹瞬l 甚l 蠢墨一I 1 l 蟹盏蔽(鼋辫)酗t 0 巍蒂孰汹谊波螽i 蔫蘸彝：，日黪蘧一_ _ _ 口一E 釜o 0，j 工撵矮堵7 毒j f：软拌蛩乌醴j 未蜚。K 憎_ f E 一雾 墓紧。、，壶毒遍瞄教谛”三j 誊、委k。，一鞴强l一“_ 唰一一一，臣 j 一。雁蕾“-融懿翟霭黪善零警擘萋t 擎l 警j墨强嚣蔺-豳翼_ 铤尊善晷j I：0 k：，20、w n _、。I。：一：萋一I 鏊藜摘要中文摘要：目前我国航空系统使用的机载超短波通信系统仍

2、处于模拟时代。一方面，通信仅在单的频率点上进行，这样的通信频谱过于明显，信息易于被捕捉、跟踪、窃听和干扰；另一方面，飞机与地面几乎没有任何数据交换，使地面无法及时获取飞机的各种状态参数、以及空中的即时信息。这些使决策者不能得到准确、未被窃听、未被干扰的空中信息，从而可能造成无法估量的损失。为了加强机载通信的保密特性、抗干扰特性，本文基于扩频通信理论中的全部三种通信技术(直接扩频、跳频、扩频加跳频)；并采用大量软件方法设计数字化的机载超短波通信系统，以推动国产机载超短波通信向着数字化、抗干扰、智能性、高可靠方向发展；同时也展示了软件工程在无线电通信领域的作用越来越显著。论文首先综述了国际上机载超

3、短波通信系统的发展现状，并提出了本文设计系统预定的性能指标；对抗干扰扩频通信理论中的直接扩频、跳频、扩频加跳频三种技术进行了详细的分析和对比，最终决定采用三种方式的组合来设计系统，以提高系统的抗干扰能力。根据提出的性能指标和扩频通信的理论方法，将系统功能分解到模块级，然后利用先进的数字化微处理器、D S P 以及大规模可编程逻辑器件来设计和实现各模块的功能，与现有模拟化相比提高了系统的精度、抗干扰能力并减少系统功耗。根据系统功能分解和模块功能划分，论文利用软件工程的知识阐述了系统软件模块的部署情况。为更好的表达与沟通，在系统的软件描述中大量运用了统一建模语言U】姬，和流程图的方式，u M L

4、是种定义良好、易于表达的新的方法和技术，这些顶层原始文件提高了系统软件的可升级性、可维护性。采用了面向对象的分析与设计技术。在软件的具体实现上，由于硬件电路的特点，主要采用c和汇编语言进行编程，在构造软件模块时充分将高聚台、低偶合、高复用的原则运用到本系统中。针对本系统大量采用单片机串行通信的特点，论文提出了用数字示波器与E)(C E L、V B A 结合对串行通信进行调试的新方法，从而提高了系统具体实现时的软件调试效率；针对本系统功能复杂的特点，为提高整个系统的全面测试效率，最后论文设计了一个用计算机、m 卡、m E E 4 8 8 卡、R S 一2 3 2 串口实现的自动测试系统。数字化抗

5、干扰机载超短波通信系统的研制结束了机载通信系统的模拟时代，达到了国外机载超短波通信系统的2 1 世纪的同期水平，填补了中国机载超短波通信系统的空白。具有巨大的经济价值和战略意义。关键词：抗干扰、扩频、跳频、扩，跳频、单片机通信A b s 拄a c tA b s t r a c t：T h em a c h i n eo ft h ec u r r e n to u rc o u n t r ya v i a t i o ns y s t e mu s a g ec a r r i e st h ec o m m u n i c a t i o ns y s t e mo fu l t r a

6、s h o r tw a v e st os t i l lb eD l a c e di nt oi 团it a t et h ea g e s 0 nt h eo t h e rh a n d，c o r r e s p o n db yle t t e rt oc lic kt og of o r w a r dt h er o 耳i nt h e8 i n g l ef r e q u e n c yo n l y，l i k et h i so ft h ec o r r e s p o n d e n c ef r e q u e n c ys p e c t r u mi so

7、b v i o u st o o，t h ej n f o r m a t i o na p tt oisc a t c h，f o l l 凹e d，e a v e s d r o p p i n gw i t hj 锄：O nt h eo t h e rh a n d，a ir p l a n ea n dt h e r ei sa l m o s tn od a t ai ng r o u n dt oe x c h a n g e，m a k eg r o u n dc a n to nt i m eo b t a i na e r oa n de v e r yk i n do f8

8、 t a t u 8p a r a m e t e r，a n da i ri n s t a n ti n f o r m a t i o n T h e s em a k et h ed e c i s i o n 阳a k e rc a n tg e ta c c u r a t e，d i dn o tb u r g l a r i z et oh e a r，n o td r i v et h ea i ri n f o r m a t i o no ft h ej 锄，f r o mb u tt h e1 0 s st h a tm a yr e s u l tjnt oc a n

9、 te s t i m a t e F o re n h a n c i n gt h em a c h i n ec a r r i e st oc o r r e s p o n db yl e t t e ro fk e e ps e c r e tt h ec h a r a c t e r i s t i c，a n t i j a m m i n gc h a r a c t e r i s t i c，t h i st e x ta c c o r d i n gt ot h em a c h i n eo fs p r e a ds p e e t r u mc o 岫u n

10、i c a t i o na l li nt h et h e o r i e st h r e ek i n d 8o fc o r r e s p o n d e n c e st e c h n i q u e(d i r e c ts p r e a df r e q u e n c y，h o pt h ef r e q u e n c y，s p r e a df r e q u e n c ya d d st oj u m pt h ef r e q u e n c y)，u n i o na d 叩t i o n1 a r g eq u a n t i t ys o f t w

11、 a r e e t h o dd e s i g nd i g i t i z ec a n i e st h ec o 衄u n i c a t i o ns y 8 t e mo fu l t r a s h o r tw a v e s。t o i n gp u s ht h ed o m e s t i cm a c h i n ec a r r yt h eu l t r a s h o r t，阮v e sc o r r e s p o n d e n c ef a c i n gd i g i t i z e，a n t i j a 咖i n g。i n t e l l i g

12、 e n c e，h i g ha n dd e p e n d a b l ed i r e c t i o nd e v e l o p m e n t T h e s i 8f i r s to v e r v i e 霄t h ei n t e r n a t i o n a ll a s tm a c h i n ec a r r je st h ed e v e l o p m e n tp r e s e n tc o n d i t i o no ft h ec o 叫u n i c a t i o ns y 8 t e mo fu l t r a s h o r tw a v

13、 e s，t h eu n i o np u tf o r 眦dt h ep e r f o r m a n c eb e a c o nt h a tt h i st e x td e s i g ns y s t e 吸s c h e d u l et o；A d dt oj u m pt ot h ed i r e c ts p r e a df r e q u e n c y，h o pf r e q u e n c y，s p r e a df r e q u e n c yo ft h ea n t i j a 衄i n gs p r e a ds p e c t r u mc o

14、 m m u n i c a t i o nt h e o r i e si n s i d ef r e q u e n c yt h r e ek i n d so ft e c h n i q u e sp r o c e e d e dt h ed e t a i l e da n a l y s i s _ i t hc o n t r a s t，t h ee n dr e s o l u t i o na d o p t st h ea s s e m b l eo ft h r e e k i n d so fm e t h o d st od e s i g nt h es

15、y s t e m It o i n gi n c r e a s et h ea n t i j a 瑚m i n gc a p a b i l i t yo ft h es y 8 t e m A c c o r d i n gt ot h ep e r f o r m a n c eb e a c o nt h a tp u tf o r W a r dw i t ht h et h e o r i e sm e t h o do ft h e8 p r e a ds p e c t r 珊c o 衄u n i c a t i o n，r e s o l v et h es y s t

16、e mf u n c t i o nt om o d u l ec l a s s，t h e nm a k eu s eo fa d v a n c e dt h em i c r o p r o c e s s o ro fd i g i t i z e，D S Pa 1 1 dl a r g e s c a l ep r o g r a 舳a b l e1 0 9 i cd e v i c e，P U)st od e s i g nw i t ht h ef u n c t i o nt h a tr e a l i z e se a c hm o d u l e t u r n e d

17、 霄i t hc u r r e n ts i 邮l a t i o n a n a l o g yt oc o m p a r et h ee x a l t a t i o nt h ep r e c i s i o n，a n t i j a m m i n gc a p a b i l i t yu n i o no ft h es y s t e mr e d u c et h es y s t e mp o w e rc o n s u m p t i o n，p o w e rd i s s i D a t i o n A b S t r a c tR e s 0 1 v ea

18、c c o r d i n gt ot h es y s t 明f u n c t i o nt od i v j d et h el i n ew i t ht h em o d u l ef u n c t i o n，t h et h e s ism a k e su s eo ft h ek n o w l e d g eo ft h es o f t 霄a r ee n g i n e e r i n g，S Ee x p a t i a t e dt h ec i r c u s t a n c eo fa 1l o c a t eo ft h es v s t e 哪s o f

19、t w a r em o d u l e F o rb e t t e re x p r e s s e sw i t hc o 咖u n i c a t e，t h es o f t w a r ei ns y s t e md e s c r i b e si n s i d el a r g eq u a n t i t ym a d eu s eo ft h eu n i f i e dm o d e l i n Rl a n g u a g e，U M LI M Lw it ht h em o d eo ft h ef l 呷c h a r t，t h eU 札i san e wm

20、e t h o dt h a tak i n do fd e f i n it i o ni sg o o da n da p t st oe x p r e s s 可i t ht h et e c h n i q u e，t h e s ev e r t e x e s e 81 a y e rp r i m i t i v ed o c u l e n ti n c r e a s e st h es o f t w a r eo fs y s t e mc a nu p g r a d et h es e x，m a i n t a i n a b i l i t y d o p t

21、e dt of a c et ot h ea n a l y s iso ft h eo b j e c ta n dd e s i g nt e c h n i q u e O nt h ec o n c r e t ei m p l e m e n t a t i o ni ns o f t 胃a r e，b e c a u s eo ft h ec h a r a c t e r i s t i c so ft h eh a r c I-a r et e l e p h o n e，t h em a i na d o p t i o nCp r o c e e d st h ep r o

22、 g r a 哪i n gw i t ht h ea s s e m b l yl a n g u a g ei nc o n s t r u c ts o f t w a r em o d u l eh o u r 曹e l lh i g h e r c a m et o g e t h e r，l o W l ya c c i d e n t a l l ym a t c h，h i g h e r c o m p l e xu s eo fp r i n c i p l em a d eu s eo ft h i ss y s t e m C h a r a c t e r i s t

23、i c st h a ta i ma tt h es i n 9 1 eam a c h i n es t r i n gr o rc o r r e s p o n d e n c ei nt h i ss y s t 鲫1 a r g eq u a I l t i t ya d o p t i o n，t h et h e s i sp u tf o r 冒a r dt ou s et h ed i g it a lo s c i l l o s c 叩et op r o c e e dt h en e 霄m e 幽o do ft h ed e b u g 曹i t hE X C E L，

24、V B A e d g eb o n d i n gt ot h es t r i n gr o c o r r e s p o n d e n c e，f r 伽b u ti n c r e a s e st h es y s t e mr e a l i z e si nas p e c i f i cw a yt h es o f 拥a r ed e b u ge f f i c i e n c vo ft h eh o u r：C h a r a c t e r i 8 t i c st h a ta i ma tt h i ss y s t e mf u n c t i o nc o

25、 m p l i c a c y，f o ri n c r e a s ew h o l es y s t 锄t e s tt h ee f f i c i e n c yc 伽p l e t e l y，t h et h e s i sd e s i g n e da na u t o m a t i ct e s t i n g，a u t o t e s tf o ru s i n gc a l c u l a t o r，r r Lc a r d，I E E E 4 8 8c a r d，s t r i n gR S 一2 3 2g o s s i pn a 霄s y s t e mf

26、 i n a l l y T h em a c h i n eo fd i g i t i z ea n t i j a 珊i n gc a r r i e 8t h ec 锄m u n i c a t i o ns y 8 t e mo fu l t r a s h o r tw a v e sr e s e a r c h e dt om a n u f a c t u r et oe n dt h em a c h i n ec a r r i e st h es i m u l a t i o n，a n a l o g ya g e so ft h ec 咖m u n i c a t

27、 i o ns y s t e m，c o m i n gt oa2 1c e n t u r i e st h a ta b r o a dm a c h i n ec a r r yt h es 锄ep e r i o dh o r i z o n t a lo ft h ec o l 咖u n i c a t i o ns y s t e mo fu l t r a s h o r t-a v e s e s，f i l l i n gu pt h eC h i n e s en l a c h i n ec a r r vt h eb l a n ko ft h ec o 衄u n i

28、 c a t i o ns y s t e mo fu l t r a s h o r tw a v e s H a v et h ee n o r m o u se c o n o m i cv a l u e-i t ht h es t r a t e g ym e a n j n g K e v w o r d：A n t i j a m m i n g，s p r e a df r e q u e n c y，h o pf r e q u e n c y，s p r e a d h 叩f r e q u e n c y，c o m 叽n i c a t i u o nb e t r e

29、 e nM C U s2第一章绪论第一章绪论1 1 机载超短波通信系统的概念及其发展现状机载超短波通信系统是一种多频段多功能的超短波抗干扰机载通信系统，可以应用在教练机、歼击机、强击机、轰炸机、运输机、武装直升机等各种军用飞机上，以在1 I H F u l F 的频段上以2 5 删z 的波道间隔进行空一空、空一地、空一海之间的A M F M F H D s D s F H 方式的话音和数据通信。抗干扰机载超短波通信系统有如下的优点：可抵抗单一点频率、脉冲、宽带的干扰；可抵抗来自机载其他设备或者外界空间的电磁噪音：可抵抗多径衰落；具有保密性：由于功率谱密度低，因此具有隐蔽性和低的截获概率；可多址

30、复用和任意选址。正是由于抗干扰机载超短波通信系统具有上述优点，自5 0 年代中期美国军方便开始研究，一直为军事通信所独占，广泛应用于军事通信、电子对抗以及导航、测量等各个领域。随着现代战争的发展，信息战的重要性突显，电子对抗技术已被各国所重视，因此，机载超短波通信系统发展十分迅速。近年来国外欧美很多国家已经制定了抗干扰机载超短波通信系统的美国和欧洲标准，并且已经有很多公司制造出满足相应标准的抗干扰机载超短波通信系统设备，并己经装备了空军，如意大利的马可尼公司。图1 1 所示为马可尼公司机载超短波抗干扰电台系统的照片，从照片可看到系统由控制盒和收发信机和安装架组成。马可尼公司机载超短波抗干扰电台

31、系统其参数资料如下：1 概述：马可尼公司机载无线电系统系列是一系列的无线电通信设备和系统，特别专著于一但不局限于一军用，并且它的开发是基于公司多年以来在机载无线电通信领域获得的经验和知识。第一章绪论马可尼公司机载无线电系统系列由s R T-6 5 l N 基本型V i F U H F 无线电通信系统和他的派生版本组成，为了满足多样化使用需求，这一系统已经被开发来提供功能选择的最宽范围。图1 1 马可尼公司机载超短波抗干扰电台系统照片马可尼公司的s R T 一6 5l NV I i F U H F 无线电通信系统包括：多波段、多模式的R T 一6 5 l N、r H F，岍收发信机，覆盖一个扩展

32、的频段提供机载的简单安全的话音数据通信功能。辅助设备，如专用遥控面板、安装架、扩展功放等，根据安装需求和操作使用可以与收发信机偶合。S R T 一6 5 l N 基本型v H F u H F 无线电通信系统和他的派生版本提供很多功能选择，主要关于频率范围，操作参数的控制，抗干扰控制模式。版本均覆盖1 0 8M I z 到4 0 0 M H z 频率范围并允许：覆盖l l 驯z 到1 5 6 删z 的空中管制通信覆盖1 5 酬H z 到1 7 4 姗z 海用频段2第一章绪论覆盖2 2 5 唧z 到4 0 0 姗z 的战术频段实现空对空和空对地链接R T 一6 5 1 N A 版本中，频段的上限能

33、扩展到4 7 0 M H z。I L s T D _ 1 5 5 3 B 或者A R I N c4 2 9 总线接口通过一个与一个预计划任务外形相一致的机载任务计算机控制操作功能。遥控“接口使用M a r c o n is e l e n i ac o 蛐u n i c a t i o n 公司的自定义协议与一个专用控制单元相联合实现。干扰保护方式提供跳频图案覆盖2 2 5 删z 到4 0 0 M H z(s A T u R N，H QI I I 协议)。向软件的R T 一6 5 l N 设计通过修改原始软件包或者添加新的软件包，允许不同实现R T 一6 5 1 N 的主要版本。硬件层级，R

34、T 一6 5 l N 有一种切片式构造，这样允许以堆叠的方式简单的更换或添加单元。这样允许各种有效的版本同过软件硬件的操作功能和操作参数的的再配置转到其他版本。2 主要特性：在一个无线电单元中具有扩展的频段从1 0 8 到4 0 0M H z，以肼和F M 方式。驾驶员座舱通过专有的控制面板或者任务计算机通过M I L 趼D 1 5 5 3 B 总线、A R I N c4 2 9 总线或者R S 一4 8 5 串行线。预置波道操作具有跳频的抗干扰能力与工作在基带或双相方式的加密设备兼容。与L i n k1 1 调制解调器兼容。7 0 删zI F 中频标准调制解调接口。内置自检功能可识别故障单元

35、。广泛的使用D s P(D 堙i t a ls ig l l a lP r o c e s s i n g)和D D s(D i r e c tD i g i t a ls y n t h e s i s)技术，得到最大的柔性。切片式、叠放、模块式结构使维护简单并且有可扩展的能力。第一章绪论紧凑的尺寸和低重量用于机载和其它对空问限制和对重量严格约束的地方(如直升飞机)低功耗自由空气对流进行散热1 2 抗于扰机载超短波通信系统的研究意义目前我国的机载超短波通信系统仍处于模拟通信时代。一方面，通信仅在单一的频率点，这样的通信频谱明显，易于被捕捉、跟踪、窃听、干扰；另一方面，飞机与地面几乎没有任何数

36、据交换，这样的状态使地面对飞机的各种状态参数、以及空中的即时信息无法及时的获得。这些都不利于决策者得到准确的、未被窃听、未被干扰的空中的准确信息，可能会造成人、财、物的巨大损失，甚至是国家的巨大损失，这一损失是无法估量的。目前我国在很多军用领域发展了抗干扰通信技术，但在机载通信还没有统一的标准的抗干扰机载超短波通信系统，因此现阶段我国还处在研究阶段。综上所述可见中国发展抗干扰机载超短波通信系统的意义重大，保证可靠的抗干扰的机载超短波通信，对我国机载通信的发展起了重要作用。推动了空军向信息化、现代化方向发展，对提升我国的国防实力起了重要作用。1 3 本文的主要研究内容及论文结构在充分了解本领域世

37、界先进水平研究成果的基础上，本文提出了对自主研发的抗干扰机载超短波通信系统性能指标要求，在以后的几章中对系统的设计的论述均是围绕实现这些性能指标要求，本文研究的抗干扰机载超短波通信系统的功能特性和性能特点以及战术技术指标的要求如下：1 功能性要求为达到前面讨论的设计目的，参照国外先进系统的功能本系统需要达到主要功能如下：4第一章绪论1)常规明密话音；2)抗干扰方式：直接扩频、跳频、扩频跳频：在这点上本系统超越了国外的系统功能。3)抗干扰数话通信；4)话音静噪功能5)自检功能；6)遥控功能；7)总线控制功能；8)自动定向功能9)救生双收功能；l O)单音发射功能：1 1)应急功能。2 本系统的主

38、要战术技术指标为达到前面讨论的设计目的，参照国外先进系统的技术性能，本系统需要达到如下的技术性能：一般技术性能1)频率范围：1 0 8 删z 1 5 5 9 7 5 姗z1 5 6 M H z 1 7 3 9 7 5 M H z2 2 5 姗z 3 9 9 9 7 5-z2)频率间隔：2 5 1(I z3)预置波道数：9 94)调制和工作种类：1 0 8 掰z 1 5 5 9 7 5 涮z 和2 2 5 翮z 3 9 9 9 7 5 姗z 频段：调幅(确)和调频(掰)明密话通信：跳频(F H)数话通信；1 5 6 唧z 1 7 3 9 7 5 栅z 频段：调频(两)明密话通信，跳频(F H)数

39、话通信：5)工作周期：收5 m i n，发l m i n，连续工作2 4 小时：第一章绪论6)频率误差：不大于1 5 l(I z7)频率稳定度：l p p m8)机内自检：检测到模块9)猢阿R：3 0 m i n控制盒性能1)主要功能：通断、双收、定向、自检、静噪、应急、信道选择、亮度选择等。2)显示内容：信道、频率、故障代码等。3)控制距离：1 5 m发射机电性能1)输出功率：l 佣(脒)：1 5 W(F M、F H)2)谐波发射：一5 6 d B3)寄生发射：一6 0 d B4)调幅度：8 0 9 65)频偏：明话：6 l【|l z 0 5l(I z6)音频输入：o 5 V(1 5 0 Q

40、 平衡)7)音频调制响应：a)窄带：3 0 0 H z 3 4 0 0 H z+l 一3 d Bb)宽带：5 0 H z 1 0 2 4 J(z 3 d B8)射频输出阻抗：5 0 Q9)具有天线开短路、驻波比和发射机过热保护接收机电性能1)灵敏度：话音：A M：1 5 州(S+N)N=l O d BF M：O。5 u V(S+N)N=l O d B6第一章绪论F H：2 一(S+N)N=1 0 d B2)选择性：a)窄带：一6 d B 带宽1 9 K；一6 0 d B 带宽4 0 K；b)宽带：一6 d B 带宽3 4 K；一6 0 d B 带宽8 5 K：3)寄生响应：6 0 d B4)中

41、频抑制：7 0 d B5)像频抑制：7 0 d B6)自动增益控制特性：输入信号从灵敏度增大l o o d B 后，音频输出变化不超过3 d B7)交叉调制：6 0d B跳频(F H)抗干扰性能1)跳频频段：1 0 8 姗z 1 7 3 9 7 5 心z2 2 5 M H z 3 9 9 9 7 5 M H z2)跳频速率：1 0 0 0 H s3)跳频频率点：3 2、6 4、1 2 8、2 5 6、5 1 2、1 0 2 4 任选4)同步系统：同步方式：初始同步+连续同步初始同步时闯：8 0 皿s同步最大时差：3 0 s同步概率：9 5，(s+N)N=1 2 d B5)话音码速率：1 6 k

42、 b i t s6)信码传输速率：2 5 k b i t s1)用户速率：1 2 0 0 b i t s、2 4 0 0 b“s、4 8 0 0 b i t s2)误码率：信道基础误码率为1 l0-3 时，纠错后优于l l o 一；采用频率分集后优于1 x 1 0 1第一章绪论电台组成该设备主要由收发信机、控制盒1 5 5 3 B 总线接口、安装架、连接电缆组成。辅助设备有耳机话筒组、天线、通信控制器(c c U)、定向设备、参数注入器等。电台的接口电台的对外接口包括控制接口、数据接口、总线控制接口和射频接口。控翩接口采用5 5 芯的接口插座-数据接口采用2 2 芯的接口插座总线控制接口电台设

43、有2 个1 5 5 3 B 总线控制接口插座。收发信机结构设计方案收发信机采用积木式叠加结构方式。主机分为7 个单元，依次为A 卜A 7，用四个长螺栓将按顺序排列的7 个单元紧固从而成为一独立的机箱，每个单元之间均用屏蔽隔板隔开，以减少各单元工作时信号间的辐射串扰。为保证电磁屏蔽效果及考虑整机的密封，在各单元的外框端面壁上及上、下盖板载均装入密封导电橡胶条。单元印制板及机箱外壁喷涂了“三防”漆，可保证电台在严酷的环境条件下可靠工作。安装架结构安装架用来将收发信机固定于飞机设备舱，它的底部装有四个随机振动隔振器，可有效降低飞机的振动对电子设备的破坏，从而保证电台可靠工作。收发机装入安装架时，安装

44、架的后部有两个后项尖而收发信机的A 7 单元后部有两个安装孔、安装架的两个后顶尖装入安装孔后，将安装架前方的两组锁紧母与收发信机A l 单元的面板上的两个前紧定钩锁紧，使收发信机与安装架的牢固联接。安装架上有四根搭铁片与机体相连，保证收发信机接地良好。3 本系统应该达到如下的技术特点3第一章绪论1)采用软件无线电设计思想和先进的中频数字化技术。具有A M、F M、M s K等多种调制方式，具有明话密话数据抗干扰(F H)等多种工作模式。2)本电台广泛应用了M c u、c P L D、D D S、D S p 等大规模数字器件，电台的数字化水平较高。电台功能具有可编程性、可裁剪性和可扩展性，具有宽

45、频段、多模式、多功能的技术特点。3)采用D D s+P L L 频率合成技术，满足小频率步进及高速跳频要求4)电台具有微机控制和机内自检测功能。5)主接收机采用高中频方案，减少组合干扰。6)内置式保密机。7)具有M I L s T D 一1 5 3 3 B 总线控制接口8)模块化设计，单元互换性好，维修方便9)采用书页式结构，多层印制板，体积小、重量轻、易于维修。通过对国外该领域尖端系统的分析可以看出抗干扰机载超短波通信系统是一门跨学科的技术，功能丰富。本文主要的工作有：论文在绪论介绍系统的背景；用途；发展状况；国内发展水平：了解为什么要研制；要达到的目的，本论文设计系统的概述、作者的工作和论

46、文的结构：在第二章介绍了抗干扰机载超短波通信系统的基本理论j。频通信的概念，以及实现的理论基础，对这一理论中的直接扩频、跳频、扩频跳频三种方式进行了详细的分析，运用了大量图形对比对这三种方式的各自特点，并决定在本系统中采用全部这三种方式；然后第三章进行了抗干扰机载超短波通信系统分析一各单元的实现原理论述：接着第四章进行了抗干扰机载超短波通信系统的硬件系统设计一主要关键先进器件的主要性能介绍：第五章对抗干扰机载超短波通信系统的软件系统进行设计一从软件工程角度进行了部署及主要模块的软件流程分析；最后第六章对抗干扰机载超短波通信系统的调试方法及自动测试进行了介绍；晟后是本论文的结论。其中第三、四、五

47、章是本文的重点。9第二章抗干扰机载超短波通信系统的基本原理第二章抗干扰机载超短波通信系统的基本原理目前国际上先进的机载无线电系统采用的抗干扰方式都是跳频方式，这一抗干扰方式是来自于扩频通信理论，这一理论包括了直接扩频、跳频、跳频扩频混合这三种方式，在综合考虑了现有技术发展水平以后，本文认为现在完全有能力在系统中采用全部这三种方式，为了以后的软硬件开发打下基础，本论文在本章详细的阐述了基于扩颓抗干抗原理，随后详细阐述了直接扩频、跳频、跳频扩频混合这三种方式的组成与原理、波形与频谱、各自的特点。2 1 基本扩频抗干扰原理2 1。1 扩展频谱遁信摄述扩频通信，即扩展频谱通信(s p r e a ds

48、 p e c t r 咖c o 璩m u n i c a t i o n)，它与光纤通信、卫星通信，一同被誉为进入信息时代的三大高技术通信传输方式。可简单表述如下：“扩频通信技术是种信息传输方式，其信号所占有的频带宽度远大于所传信息必需的最小带宽：频带的扩展是通过一个独立的码序列来完成，用编码及调制的方法来实现的，与所传信息数据无关；在接收端则用同样的码进行相关同步接收、解扩及恢复所传信息数据”。1、信号的频谱被展宽了传输任何信息都需要一定的带宽，称为信息带宽。一般的调频信号，或脉冲编码调制信号，它们的带宽与信息带宽之比也只有几到十几。扩展频谱通信信号带宽与信息带宽之比则高达l o o 一一1

49、 0 0 0，属于宽带通信。2、采用扩频码序列调制的方式来展宽信号频谱在时间上有限的信号，其频谱是无限的。例如很窄的脉冲信号，其频谱则很宽。信号的频带宽度与其持续时问近似成反比。l 微秒的脉冲的带宽约为l 姗z。因此，如果用限窄的脉冲序列被所传信息调制，则可产生很宽频带的信号a如下面介绍的直接序列扩频系统就是采用这种方法获得扩频信号。这种很窄的脉1 0第二章抗干扰机载超短波通信系统的基本原理冲码序列，其码速率是很高的，称为扩频码序列。这里需要说明的一点是所采用的扩频码序列与所传信息数据是无关的。也就是说它与一般的正弦载波信号一样，丝毫不影响信息传输的透明性。扩频码序列仅仅起扩展信号频谱的作用。

50、3、在接收端用相关解调来解扩正如在一般的窄带通信中，已调信号在接收端都要进行解调来恢复所传的信息。在扩频通信中接收端则用与发送端相同的扩频码序列与收到的扩频信号进行相关解调，恢复所传的信息。换句话说，这种相关解调起到解扩的作用。即把扩展以后的信号又恢复成原来所传的信怠。这种在发端把窄带信息扩展成宽带信号，而在收端又将其解扩成窄带信息的处理过程，会带来一系列好处。正是由于这三个方面。使扩频通信有抗干扰、抗噪音、抗多径衰落、具有保密性、功率谱密度低，具有隐蔽性和低的截获概率、可多址复用和任意选址、高精度测量等优点。正是由于扩频通信技术具有上述优点，自5 0 年代中期美国军方便开始研究，一直为军事通