低空经济场景下无人机通信频段（2.4GHz/5.8GHz）电磁干扰源定位与频谱净化技术研究

随着城市空域管理、智能物流与空中遥感的应用拓展，低空经济正成为产业结构中新的增长点。无人机作为该经济体系的基础工具，其通信系统的可靠性与稳定性尤为关键。而 2.4GHz 与 5.8GHz 通信频段虽使用广泛，却因开放性与共享性，成为电磁干扰的“重灾区”。频谱资源有限、干扰源复杂、检测与排查手段不足等问题，正逐渐暴露其在高密度低空应用中的技术短板。因此，围绕干扰源的快速识别、精确定位与高效净化频谱，是提升通信质量、保障飞行安全的核心任务。本文将从现状与问题出发，提出实用的技术路径，以期为相关研究与工程实践提供参考。

1、电磁干扰问题在低空无人机通信中的典型表现

1.1 干扰源类型多样化导致通信链路脆弱

在低空经济场景下，无人机所依赖的 2.4GHz 与 5.8GHz 频段并非专属通道，而是开放的、共享的 ISM 频段。这一开放性使得各类无线通信设备在同一频段内高度密集地共存，如家庭与商用 WiFi 网络、大量蓝牙终端、无线视频图传系统以及部分工业遥控装置，它们在日常工作中形成频段重叠，导致空域中的电磁能量异常复杂，极易对无人机的通信链路产生干扰。此外，部分干扰源具备显著的非固定性，例如流动中的车辆基站、便携式无线装置，甚至其他在同频段运行的无人机，这种动态变化导致干扰难以预测，通信状态出现间歇性异常。更复杂的情况还出现在具备恶意属性的设备上，这些装置往往具有较强的伪装性，采用变化的发射频率、变频跳频等方式混淆常规识别手段，使干扰源定位工作难度骤然上升。面对如此多样的干扰来源，无人机的通信系统变得异常脆弱，在实际操作中频繁出现通信中断、指令延迟等现象，影响飞行安全。

1.2 通信受限表现复杂，影响飞行安全与任务执行

无人机通信一旦受到干扰，其负面影响并不局限于信号层面，而是会在任务执行的多个环节表现出一系列复杂的不稳定状态。视觉链路方面，当图像传输遭遇带宽挤占或信号强度下降，往往会引发图像延迟、帧丢失、画面撕裂甚至完全中断等问题，直接影响实时监控与导航判断的准确性。在控制信号链路方面，频繁的丢包现象以及误码率的提升，使得指令传输的有效性大幅降低，飞控系统的执行反馈存在偏差，飞行轨迹容易产生漂移或失真。此外，更为严重的情形还包括无人机与控制中心之间通信完全中断，即常被描述为“失联”状态，此时不仅影响当前任务进度，甚至引发飞行安全事故的风险。在多机协同或低空复杂作业环境中，这种通信不稳定因素所带来的连锁反应更加明显，因此通信质量成为影响低空经济作业效率和安全性的关键制约点。

2、无人机通信中的电磁干扰源定位与识别关键技术路径

2.1 构建基于 TDOA/AOA 的多站点干扰源协同定位体系

干扰源定位的准确性直接影响通信系统干扰应对的时效与效率。在当前电磁环境复杂多变的背景下，单一节点的探测手段已难以满足定位需求。因此，多站点协同定位体系成为一种更具实用性的构建路径。该体系依托多个空间分布良好的无线接收节点，共同捕捉目标干扰信号的到达信息，利用 TDOA 技术对信号在不同接收点的到达时间差进行分析，形成多边定位方程组以推断干扰源的空间位置。与此同时，AOA 技术的引入为定位精度提供了额外支撑，通过测量信号的入射角度，对定位结果进行空间方向上的修正，降低由时间同步误差带来的误差累积。这种联合式定位机制不仅提升了干扰源发现的空间解析度，也为后续频谱调度提供了精确的空间约束依据，使干扰处理从“感知存在”向“锁定方位”转变。

2.2 搭建无人机平台移动测向与信号捕捉机制

相比固定地面站的被动接收模式，基于无人机自身平台的移动式测向与捕捉机制展现出更高的灵活性与实效性。这一策略利用无人机可自由调度的飞行轨迹，通过预设路径或自适应航线，在不同空域高度与角度下进行电磁信号扫描，动态构建三维信号分布图。搭载定向天线阵列的无人机平台，在飞行过程中结合方向性增强技术，实现对特定频率信号的高增益探测，从而发现低功率、短周期或伪装干扰源的蛛丝马迹。与此相辅的是信号采样路径的动态调整机制，在接收到可疑干扰信号后，无人机可迅速改变飞行姿态与测向角度，对干扰源进行集中追踪，提升定位效率。该机制打破了地面探测布局对视距、遮挡与地形条件的限制，在实际任务中具备更强的适应性，特别是在偏远地区、复杂空域或高移动性干扰背景下，更显示出其作为灵活补充手段的技术价值。

3、复杂电磁环境下的频谱净化与干扰抑制方法体系

3.1 建立频谱感知机制与动态信道管理策略

复杂电磁环境下频谱的动态性使得固定通信策略频频受限，因此需引入一种持续在线的频谱感知机制，以实现对当前频段资源占用状态的实时掌握。这一机制依赖于通信系统内部嵌入式频谱监测模块，对目标频段进行周期性或连续性的能量扫描与信号识别，判断当前频点的干净度及稳定性。同时，系统通过与地面控制中心的数据同步，实现频段状态的共享与协调。当检测到当前信道干扰强度上升，或邻近频段资源较为空闲时，通信链路可触发动态信道切换机制，在最短时间内完成频率迁移，减少干扰影响。此外，频段管理也需从单一设备角度提升为区域通信网络的协同规划，即多个飞行节点间共享频谱状态并制定联合调度计划，使整个通信网络的频谱资源利用更趋合理，有效缓解频段拥堵与信号冲突现象。

3.2 运用跳频扩频与数字滤波技术提升抗干扰能力

为了应对不可预知的干扰行为，构建具备一定自适应性的物理层通信结构尤为关键。跳频机制通过快速而规律的频率变换，使通信过程始终在预定频点间切换，从而在时间维度上避开窄带干扰信号。FHSS（频率跳变扩频）技术的运用，尤其适合在干扰频点稠密但带宽受限的 2.4GHz 与 5.8GHz 频段中运行。另一方面，扩频通信通过将信号能量分布至更宽频率带宽，在不增加功率的前提下提升抗干扰能力，例如 DSSS 与 OFDM 两种扩频调制方式，可显著提升系统对多路径效应与频点干扰的抵抗程度。在接收端，为进一步净化接收到的信号，系统引入数字滤波机制，通过自适应滤波器对特定干扰频段进行频域抑制，在滤除无效能量的同时保持有效载荷的完整性。此类技术协同构建起一个面向动态干扰环境的多重保护层，使无人机在频谱极度复杂的场景中仍具备稳定的通信能力。

4、结语

在低空经济快速推进的时代背景下，无人机通信系统所面临的频谱干扰问题日益复杂，特别是在 2.4GHz 与 5.8GHz 频段中，电磁环境的开放性与多源性使得通信稳定性频繁遭遇考验。围绕干扰源的识别、定位与频谱净化，本文提出了基于 TDOA/AOA 的协同定位体系、机载移动测向机制、频谱感知策略以及多种抗干扰技术路径。整体思路强调从源头定位到链路自适应优化的全链条构建，以增强无人机系统对动态环境的适应能力。未来应在系统集成、算法优化与标准化体系建设等方面持续推进，为低空通信提供更稳健的技术支撑。

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