一、通信抗干扰的理论基础

1.干扰信号数学模型

接收端总信号为通信信号与干扰信号叠加，公式为：

r(t)=s(t)+n(t)

其中，s(t)为通信信号，n(t)可分为窄带、宽带或脉冲干扰，抗干扰技术旨在最大程度抑制n(t)。

2.信噪比与抗干扰能力

信噪比（SNR）是关键指标，定义为信号功率与噪声功率的比值：

三种电磁兼容抗干扰技术解析

提升 SNR 可增强通信系统抗干扰鲁棒性。

二、跳频技术与抗干扰

1.原理

通过快速切换载波频率，将信号能量分散到f1至fn频段，跳频序列表示为：

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其中，fk为第k个跳频频率，跳频间隔

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（附图：跳频频率切换示意图）。

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2.抗干扰机制

频率分集：能量分散至多频段，避免单频段干扰致通信中断；

干扰平滑：快速跳频缩短干扰在单频段的作用时间，降低影响。

3.公式化分析

设载波频率为fc，跳频速率为fh，信号瞬时频率为：

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该技术稀释干扰信号功率密度，提升抗干扰能力。

三、扩频技术与抗干扰

1.原理

用伪随机序列扩展信号频谱，若原始带宽为B、扩频因子为N，扩频后带宽：

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信号功率谱密度（PSD）为：

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（P为信号总功率，附图：扩频技术信号处理流程示意图）。

2.抗干扰机制

能量扩散：能量分散到宽频段，降低单频段功率，抗窄带干扰；

相关检测：接收端通过伪随机序列相关性恢复原始信号，抑制干扰。

3.公式化分析

扩频信号为原始信号与伪随机序列乘积：

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（c(t)为伪随机序列）

接收端通过相关运算恢复信号：

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相关运算集中有用信号能量，扩散干扰能量。

四、智能天线技术与抗干扰

1.原理

通过自适应波束成形与空间分集，增强目标信号、抑制干扰。设接收端有M个天线阵元，接收信号：

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其中，A为天线阵列导向矩阵，s(t)为目标信号向量，n(t)为干扰与噪声向量（附图：智能天线阵列结构示意图）。

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2.抗干扰机制

波束成形：调整天线阵元加权系数，形成指向目标信号的波束，抑制干扰；

空间分集：利用多阵元空间特性，分集接收并抑制干扰（附图：智能天线波束方向图，标注信号与干扰方向）。

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3.公式化分析

设加权系数向量为w，输出信号：

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（H表示共轭转置）

可实现目标信号增益最大化、干扰信号增益最小化。

五、仿真分析：抗干扰性能验证

1.仿真参数

载波频率fc=1GHz，信号带宽B=1MHz，干扰功率Pn=-60dBm，信噪比SNR=10dB。

2.仿真结果

跳频：窄带干扰下，误码率（BER）从10-2降至10-3；

扩频：宽带干扰下，BER 从10-2降至10-4；

智能天线：多径干扰下，BER 从10-2降至10-5。

3.结论

三种技术适配不同干扰场景：跳频抗窄带干扰，扩频抗宽带干扰，智能天线抗多径 / 空间干扰。

六、案例分析：实际应用

1.跳频：军事通信

美国 “AN/PRC-148” 战术电台，跳频速率 1000 跳 / 秒，工作频段 30MHz-1GHz，通过快速跳频避开敌方干扰，保障战场通信。

2.扩频：卫星通信

GPS 卫星采用伪随机序列扩频，扩频因子 1023，信号带宽 2.046MHz，抵抗地面干扰与多径效应，确保定位精度。

3.智能天线：5G 通信

5G Massive MIMO 技术，通过大规模天线阵列与自适应波束成形，精准定位用户信号、抑制干扰，提升系统容量与可靠性。

七总结与展望

跳频（频率分集 / 干扰平滑）、扩频（能量扩散 / 相关检测）、智能天线（波束成形 / 空间分集），显著提升通信抗干扰能力。未来，结合 AI 与自适应滤波，三种技术将进一步优化，为 5G/6G、物联网等复杂电磁环境提供更可靠的抗干扰方案。

本文由广州佳誉医疗器械有限公司/佛山浩扬医疗器械有限公司联合编辑