一種電離層反射率調控下的短波干擾抑制裝置及方法與流程

本發明屬于無線通信，特別涉及該領域中的一種電離層反射率調控下的短波干擾抑制裝置及方法。

背景技術：

1、短波通信在遠程傳輸和廣播領域的重要性不言而喻，然而由于電離層干擾的存在，其接收信號質量常常受到嚴重影響。電離層干擾主要包括天空波和地波的干擾，導致信號衰減、多徑效應和頻率偏移等問題，使得接收方往往難以準確解調信號或受到大量噪聲的干擾。

2、常用的短波干擾抑制方法主要集中在調整天線參數和電磁屏蔽等傳統方式。通過調整天線的高度、方向和增益等參數，減少部分電離層干擾信號的接收。同時，采用電磁屏蔽材料等方法來阻擋外界電磁波的干擾，也能起到一定的抑制效果。然而，這些方法往往只能提供有限的抑制效果，很難徹底解決干擾問題，而且難以適應不斷變化的電離層條件和復雜的干擾環境。

技術實現思路

1、本發明所要解決的技術問題就是提供一種電離層反射率調控下的短波干擾抑制裝置及方法。

2、本發明采用如下技術方案：

3、一種電離層反射率調控下的短波干擾抑制裝置，其改進之處在于：包括天線子系統、信號處理子系統和電離層調控子系統；

4、所述的天線子系統用于接收被干擾的短波信號并將其傳輸給信號處理子系統進行后續處理；

5、所述的信號處理子系統在接收到來自天線子系統的信號后，會對信號進行處理，實現信號的解調和去除干擾；

6、所述的電離層調控子系統根據接收到的干擾信號特征和干擾源位置數據，實時調整電離層的反射率，以減少干擾信號的傳輸損耗。干擾信號可能來自于各種不同的源，自然界的大氣現象或人為干擾源，包括雷暴活動、太陽風暴、地面無線電源等。

7、進一步的，天線子系統包括天線、饋線和信號調理裝置等組件。

8、一種電離層反射率調控下的短波干擾抑制方法，使用上述的裝置，其改進之處在于，包括如下步驟：

9、步驟1，天線子系統安裝：

10、步驟11，天線安裝；

11、步驟12，饋線連接；

12、步驟13，信號調理裝置設置：

13、由信號調理裝置進行信號的放大、過濾、調節和修復，還對信號進行編碼、解碼和誤碼糾正；

14、步驟2，信號處理子系統處理：

15、步驟21，調制與解調；

16、步驟22，去除干擾；

17、步驟23，信號增強；

18、步驟3，電離層調控子系統處理：

19、步驟31，電離層實時監測；

20、步驟32，對電離層數據進行分析和判斷；

21、步驟33，實時調整。

22、進一步的，在步驟11中，天線選址需要考慮信號傳輸需求、地理環境和電磁環境；在天線安裝過程中，需要進行結構檢查、安全保護、定位調整和連接檢查，安裝完成后，還需要進行測試和調整；在步驟12中，饋線類型包括同軸電纜和光纖纜；饋線規格需要考慮頻率范圍、損耗、阻抗匹配、長度和安裝環境、成本、可維護性和適應度。

23、進一步的，在步驟22中，去除干擾包括濾波、空時信號處理和自適應干擾消除；濾波包括低通濾波、高通濾波和帶通濾波；空時信號處理包括波束賦形、空時編碼和空時均衡；

24、在空時信號處理中，將多個接收天線的輸入信號表示為向量形式：

25、x(t)＝[x1(t),x2(t),...,xn(t)]

26、上式中，xi(t)表示第i個接收天線接收到的信號；

27、假設系統的空時響應矩陣h表示為：

28、

29、上式中，hij表示第i個接收天線接收到的信號對第j個輸出信號的影響；

30、通過對輸入信號x(t)和空時響應矩陣h進行卷積操作得到輸出信號y(t)：

31、y(t)＝[y1(t),y2(t),...,yn(t)]＝x(t)*h

32、上式中，yi(t)表示第i個輸出信號；

33、自適應濾波表示為以下公式：

34、y(t)＝∑(w(i)*xi(t))

35、上式中，y(t)表示輸出信號，w(i)表示自適應濾波器的權重參數，xi(t)表示輸入信號，i表示濾波器的階數；

36、自適應濾波器的參數更新過程采用最小均方算法或最小均方誤差算法，其更新步驟表示為以下公式：

37、w(i+1)＝w(i)+μ*e(t)*xi(t)

38、上式中，w(i+1)表示第(i+1)次迭代后的權重參數，w(i)表示第i次迭代的權重參數，μ表示自適應濾波器的收斂速度，e(t)表示期望信號與實際輸出信號的誤差。

39、進一步的，在步驟23中，信號增強的方式包括信號放大、增加信噪比和降低誤碼率。

40、進一步的，在步驟31中，通過使用雷達和探測器實時監測電離層的相關數據，包括密度、高度和反射率；雷達包括常規垂直探測雷達和散射雷達。

41、進一步的，在步驟33中，電離層調控子系統通過改變電離層的離子密度分布、利用特定裝置或技術來調整電離層的物理特性，實現對干擾信號傳輸的實時調整；特定裝置包括電離層電漿發生器和電離層加熱器。

42、本發明的有益效果是：

43、本發明所公開的裝置及方法，為了進一步提高短波干擾抑制效果，引入了電離層反射率調控的概念。通過對電離層反射率進行實時調控，在一定程度上減少了干擾信號的傳輸損耗。電離層反射率調控子系統根據接收到的干擾信號特征和干擾源位置數據，采取相應的調控措施，改變電離層的密度或高度分布，從而改變干擾信號的傳輸路徑。這種調控方式減少信號在電離層中的傳播路徑，降低了信號衰減和干擾程度，有助于提高短波通信的質量和穩定性。

44、與傳統的方法相比，電離層反射率調控下的短波干擾抑制裝置具有以下優勢：通過實時調控電離層反射率，根據干擾信號特征和干擾源位置數據，精確地抑制特定方向或特定頻率范圍的干擾信號。這種精細調控方式能夠更有效地降低干擾信號的傳輸損耗，提高信號的接收質量。電離層反射率調控下的裝置具有自適應性和自優化能力。根據不同的干擾環境和通信需求，系統自動調整調控策略，以獲得更好的抑制效果。該裝置相對于傳統方法而言，實施起來更加靈活和便捷，無需大規模改變設備結構，可與現有的短波通信系統相兼容。

45、電離層反射率調控下的短波干擾抑制裝置為解決短波通信中的干擾問題提供了一種創新的方法。通過實時調控電離層反射率，優化信號傳輸路徑，降低干擾信號的傳輸損耗，提高短波通信的質量和穩定性。這一技術的應用前景廣闊，將對短波通信的可靠性和性能造成積極的影響。

46、本發明所公開的裝置及方法，通過引入電離層反射率調控機制，實現了對短波干擾的抑制。通過調控電離層的反射率，降低干擾信號的傳輸損耗，提高短波通信的質量和穩定性。同時，該裝置可根據干擾信號特征和干擾源位置數據，實現實時調控，適應不同環境下的干擾情況，并能實現自動優化，提升了短波通信系統的抗干擾能力。

47、現有技術中，對于電離層干擾抑制主要關注信號去噪和抑制技術，往往忽視了電離層反射率的調控對短波干擾抑制的重要性。然而，電離層反射率的變化對于實現短波干擾抑制和提高通信質量具有潛在的價值和影響。

48、電離層反射率的調控實現了對干擾信號的定向抑制。通過調整電離層的密度或高度分布，改變信號在電離層中的傳播路徑，從而減少特定方向或特定頻率范圍的干擾信號的傳輸損耗。這種定向抑制的方式有效地降低了干擾信號對于目標信號的干擾程度，提高了接收信號的質量。

49、電離層反射率的調控還能應對電離層條件的變化。由于電離層的時空變化較為復雜，傳統的抑制技術往往難以適應不同電離層條件下的干擾環境。而通過實時調控電離層反射率，根據電離層參數的實時變化情況，自動調整調控策略，適應不同的電離層條件，提供更加穩定和可靠的短波通信。

50、電離層反射率的調控還可以與其他干擾抑制技術相結合，進一步優化抑制效果。通過將電離層反射率調控技術與傳統的干擾抑制技術相結合，在減少干擾信號的同時最大限度地保留目標信號。結合自適應濾波算法和電離層反射率調控技術，實現對特定頻率范圍的干擾信號的精確抑制，同時保留目標信號的完整性。

51、利用電離層反射率的變化來實現短波干擾抑制和提高通信質量是一個重要的技術問題。通過實時調控電離層反射率，實現對干擾信號的定向抑制，應對不同電離層條件的變化，以及與其他抑制技術相結合，進一步優化抑制效果。這一領域的研究具有廣闊的應用前景，將為短波通信的可靠性和性能帶來積極的影響。