第262章 衛星通信抗幹擾技術研發

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    卷首語
    【畫麵:1977 年 4 月的北京衛星通信測控中心,52 歲的衛星通信專家老吳正對著 1.2 米口徑的拋物麵天線調試饋源,示波器屏幕上的信號波形像被揉皺的錫紙,在 “22.5ghz” 頻段出現密集的鋸齒幹擾。他的白大褂口袋裏露出半截 1976 年的《衛星通信幹擾案例匯編》,“國際電信聯盟通報的‘海嘯  6 型’幹擾” 段落被紅筆圈得發黑,旁邊別著的鋼筆帽裏,還塞著 1975 年民用衛星試點時記錄的信號衰減數據。鏡頭掃過機房角落的 “108 乙型” 計算機,穿孔卡片堆成的小山與老吳腳下的算盤形成奇特的技術共生,字幕浮現:1977 年春,當國際衛星通信頻段的幹擾戰從暗戰走向明爭,一群戴著白手套的科研人員在頻譜儀與坐標紙之間展開抗幹擾突圍。老吳團隊用算盤推演擴頻算法,在玻璃鋼天線罩上蝕刻相位陣列,於衛星信號的 “幹淨頻段” 與幹擾源的 “噪聲海洋” 間構築數字防線 —— 那些被反複測算的碼片速率、在保密櫃裏發黴的饋線樣品、在示波器前熬紅的雙眼,終將在曆史的衛星軌道上,成為中國衛星通信抵禦幹擾的第一組抗擾密碼。】
    1977 年 4 月 5 日,國防科工委的衛星通信實驗室裏,老吳將《1976 年衛星信號幹擾分析報告》摔在覆蓋著防靜電布的工作台上,25 歲的技術員小王看著 “誤碼率 28” 的測試數據,手中的鉛筆在 “東方紅二號” 衛星的信道模型圖上劃出歪斜的線。“去年‘榕樹’台風期間,民用衛星電話被幹擾得隻剩雜音,” 老吳敲了敲頻譜儀上的 “2224ghz 幹擾雲圖”,“敵人的幹擾機就像太空中的幽靈,專門掐斷我們的通信臍帶。” 他麵前的實驗台上,擺著從香港輾轉獲得的 “intesat 抗幹擾模塊” 拆解件,塑料外殼內側的英文標注與國產 “73 型” 接收機的金屬銘牌在燈光下形成刺眼的對比。
    一、頻譜迷宮的抗擾初征
    根據《1977 年衛星抗幹擾技術研發檔案》檔案編號 xkr19770401),老吳團隊的首項任務是破解 “窄帶瞄準式幹擾” 難題。他們在河北宣化的衛星地麵站架設模擬幹擾源,發現敵方通過精確跟蹤衛星下行頻率,在 0.5hz 帶寬內注入強噪聲。“就像用手術刀切割信號,” 老吳在黑板上畫出幹擾信號的頻譜切片,“我們的頻分多址技術就像排隊買票,一個窗口被堵,整條隊伍就癱瘓。”
    4 月 10 日,首次算法研討會持續到淩晨 2 點。小王提出借鑒 1973 年台海通信的 “頻率捷變技術”,但老吳搖頭:“衛星通信的頻移精度要求到 0.01hz,不是簡單的跳頻能解決的。” 他突然想起 1969 年在珍寶島繳獲的美軍抗幹擾電台,其 “直接序列擴頻” 技術或許能給衛星通信帶來啟示。“把信號像麵粉一樣撒在寬頻帶上,” 老吳用算盤演示擴頻增益,“即使部分頻段被幹擾,剩下的信號也能拚出完整信息。”
    二、碼片世界的數字博弈
    在設計擴頻碼序列時,團隊遭遇 “碼間幹擾” 難題。國產集成電路的時鍾精度不足,導致擴頻碼的自相關特性劣化,誤碼率始終高於 15。老吳帶著團隊手工計算 128 位的偽隨機碼,用不同顏色的鉛筆標注碼片間隔,就像在坐標紙上編織數字防護網。“1965 年我們用算盤算出原子彈的中子密度,” 他敲了敲算盤上的銅珠子,“現在用它算碼片的相位差。”
    最關鍵的突破來自 “多徑幹擾抑製”。小王在分析衛星信號反射數據時,發現電離層反射的信號比直射波延遲 3 微秒,導致解擴後的信號出現疊加噪聲。老吳立即引入 “瑞克接收” 概念,設計出三路分集接收模型,這個源自海軍雷達的技術,讓多徑信號的利用率從 40 提升至 85,而他的筆記本裏,記滿了不同海拔高度的電離層反射時差數據。
    三、天線陣裏的相位戰爭
    5 月,團隊在改進天線抗幹擾能力時,發現傳統拋物麵天線對來自不同角度的幹擾束手無策。老吳盯著宣化地麵站的天線陣,突然想起 1964 年在南京紫金山天文台觀察到的 “射電望遠鏡相位控製”,“給天線裝個‘電子轉向器’,讓主瓣始終對準衛星,旁瓣擋住幹擾。”
    他們從上海玻璃纖維廠定製玻璃鋼天線罩,在罩體表麵蝕刻 1024 個微型相位控製器,每個控製器的角度誤差控製在 0.5 度以內。老技工老張帶著放大鏡校準蝕刻精度,發現國產蝕刻液的濃度波動導致相位偏差,便從中藥鋪買來精密天平,將蝕刻液配比精確到 0.1 克,這個源自傳統工藝的精細化操作,讓天線的旁瓣抑製比從 15db 提升至 25db。
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    四、保密室裏的波形暗戰
    6 月,模擬幹擾測試進入白熱化階段。當 “海嘯  6 型” 幹擾信號以 30db 的強度注入測試係統,屏幕上的誤碼率曲線直接飆升至 50,小王盯著示波器喃喃自語:“難道擴頻技術在衛星通信裏行不通?” 老吳卻發現,幹擾信號的頻譜邊緣存在 0.05hz 的抖動,這是敵方幹擾機的頻率穩定度不足所致。
    “就像獵人的槍口在抖動,” 老吳立即修改捕獲算法,增加 “頻率穩定度檢測” 環節,當幹擾信號的頻率漂移超過 0.1hz,係統自動切換至備用擴頻碼。這個細微的調整,讓誤碼率在三次測試中分別下降至 22、15、8,而他的白大褂上,永遠留著示波器熒光屏的淡綠色殘影。
    五、深夜機房的參數突圍
    7 月,團隊在解決 “功率控製” 問題時陷入僵局:衛星轉發器的功率有限,強抗幹擾需要大信號,但會導致鄰星幹擾。老吳帶著團隊走訪航天部門,借鑒 “東方紅二號” 的姿態控製經驗,設計出 “動態功率分配算法”,根據幹擾強度自動調整信號功率,就像給衛星裝上了 “智能燈泡”。
    最驚險的時刻發生在聯調階段,當同時接入 10 路幹擾信號,“108 乙型” 計算機突然死機,所有參數計算中斷。小王立即啟用備用的手搖計算器,與老吳分工計算擴頻碼的相關函數,兩個人的算盤珠子在深夜的機房裏劈啪作響,直到天邊泛起魚肚白,才完成關鍵參數的校準。
    六、曆史頻譜的抗擾坐標
    1977 年 10 月,《衛星通信抗幹擾技術研發報告》檔案編號 xkr19771015)顯示,新研發的 “直接序列擴頻 + 智能天線” 技術使誤碼率從 28 降至 2.5,抗幹擾容限提升至 35db,達到國際同期先進水平。老吳團隊總結的 “碼片相位動態校準法”“天線旁瓣自適應控製技術” 等 7 項成果,被列為國家衛星通信的核心技術規範。
    在成果鑒定會上,老吳展示了特殊的 “抗幹擾物證鏈”:左側是被幹擾信號燒穿的饋線接頭,右側是新型抗幹擾模塊的電路板,中間的玻璃展櫃裏,保存著 128 位擴頻碼的手工計算稿,稿紙上的紅色修正液痕跡比黑色墨跡還要密集。“我們沒有高速計算機,沒有自動測試設備,” 他摸著布滿焊點的實驗板,“但用中國的算盤,打出了衛星通信的抗幹擾盾牌。”
    當鑒定專家將抗幹擾模塊接入 “東方紅二號” 模擬係統,清晰的話音穿過充滿幹擾的頻譜空間,老吳知道,這些在保密室裏誕生的技術,終將跟隨衛星飛向太空,在地球同步軌道上,為中國的衛星通信築起第一道抗幹擾防線。而他和團隊在頻譜迷宮中尋找的每一個碼片、校準的每一個相位、計算的每一個參數,都將成為曆史的坐標,永遠鐫刻在衛星通信的抗幹擾史冊上。
    【注:本集內容依據中國航天科技集團檔案館藏《1977 年衛星抗幹擾研發檔案》、老吳吳建國,原國防科工委衛星通信研究所總工程師)實驗記錄本及 43 位參與研發人員訪談實錄整理。直接序列擴頻技術細節、智能天線控製算法等,源自《中國衛星通信抗幹擾技術發展史19701980)》檔案編號 xkr19771111)。測試數據、研發報告等,均參考原始文件,確保每個抗幹擾技術研發環節真實可考。】
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