[發明專利]一種基于雙光頻梳的抗截獲和抗干擾射頻通信方法

有效

• 申請號: 202010138523.8
• 申請日: 2020-03-03
• 公開（公告）號: CN111294115B
• 公開（公告）日: 2023-03-31
• 發明（設計）人: 鄒喜華;嚴相雷;潘煒;閆連山;羅斌
• 申請（專利權）人: 西南交通大學
• 主分類號: H04B10/50
• 分類號: H04B10/50;H04B10/69
• 代理公司: 成都信博專利代理有限責任公司 51200
• 代理人: 卓仲陽

本發明公開了一種基于雙光頻梳的抗截獲和抗干擾射頻通信方法，分為發射端和接收端，發送端有兩個光頻梳：一個加載待傳輸的目標基帶信號，另一個作為本振光頻梳；兩個光頻梳中每一對光頻梳分量對存在遞增的頻率間隔和設定的相位差編碼；每一對光頻梳分量對通過外差拍頻得到一個合成寬帶射頻信號，經發射和傳播到達接收端；接收端的兩個光頻梳：一個加載接收的射頻信號，另一個作為本振光頻梳；它們的自由頻譜區的差值和每一對光頻梳分量對的相位差編碼與發射端保持一致；每一對光頻梳分量對通過外差拍頻得到一個新基帶或中頻信號。本發明提供了一種強抗截獲、強抗干擾、高可靠的無線通信方式，對于信息網絡安全與保密通信具有重要意義。

技術領域

本發明涉及微波光子學、射頻通信、保密通信、光通信等領域，尤其涉及一種基于雙光頻梳的抗截獲和抗干擾射頻通信方法。

背景技術

當前，無線和射頻通信技術高速發展，給人們生產和生活帶來巨大便利。同時，也面臨著一系列挑戰和困難，諸如日益復雜的電磁環境下各種噪聲干擾、通信頻段和功率的限制、偵聽/截獲/泄密風險等。因此，高可靠、抗干擾、抗截獲的射頻通信對于軍事國防、航空航天、專用行業至關重要。

典型的低截獲(或高保密)射頻通信制式包括擴頻通信、時域加權方法等。擴頻通信——跳頻通信從時域維度調節載波頻率，從而躲避偵聽和定點干擾。擴頻通信——直接序列擴頻通信(如CDMA，Wideband DS-CDMA for next-generation mobilecommunications systems,IEEE Communications Magazine,pp.56-69,1998)采用相同擴頻碼時域序列分別在發射端、接收端去擴展信號的頻譜、時域自相關解調，恢復出發送的目標信息。時域平均方法在時域上對同一信號/組合/碼字等發送多次，接收端進行多次加權處理(如加權平均)獲取目標信息。

由于這些通信制式或方法基于純電域方式生成和接收處理射頻信號，其帶寬受到電子瓶頸的制約，導致其抗干擾、抗截獲性能大打折扣。并且，這些通信制式或方法主要是從時域維度進行操作(載頻的時變、時域相關、時域加權等)，在調控維度上有所欠缺。

發明內容

為了提供一種具有強抗截獲、強抗干擾、高可靠性能的通信方法。本發明提供一種基于雙光頻梳的抗截獲和抗干擾射頻通信方法。這里光頻梳又稱為光學頻率梳、光梳、或optical frequency comb。

一種基于雙光頻梳的抗截獲和抗干擾射頻通信方法，它分為基于雙光頻梳的發射端和基于雙光頻梳的接收端；

發送端的兩個光頻梳：

一個光頻梳作為信號光頻梳加載待傳輸的目標基帶信號，另一個光頻梳作為本振光頻梳，兩個光頻梳的自由頻譜區(Free spectral range)之間設定一個差值，并且它們之中的每一光頻梳分量兩兩配對成光頻梳分量對；每一對光頻梳分量對存在遞增的頻率間隔和設定的0或π相位差編碼(該相位差編碼由相位差編碼模塊來設定和調整)；發射端兩個光頻梳的每一對光頻梳分量對通過外差方式拍頻得到一個合成的寬帶射頻信號(電域信號)，其頻譜是目標基帶信號頻譜的周期性重復排列而成；該射頻信號發射出去，經過空間傳播到達接收端。

接收端的兩個光頻梳：

一個光頻梳作為信號光頻梳加載接收的射頻信號，另一個光頻梳作為本振光頻梳，接收端兩個光頻梳的自由頻譜區的差值和每一對光頻梳分量對的相位差編碼與發射端保持一致；接收端兩個光頻梳對應的每一對光頻梳分量對通過外差方式拍頻得到一個新基帶或中頻信號，其頻譜是多個原目標基帶信號頻譜的疊加而成；經過電濾波器(低通濾波器或帶通濾波器)等處理，獲得目標基帶信號。新基帶或中頻信號的頻譜是多個復制后的原目標信號頻譜相干同相疊加而成，能夠顯著提升信噪比和抗干擾性能。