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(军事信息技术2 生长干部系列教材 通信指挥学院)
第三章 军事信息对抗技术
第一节 通信对抗技术
通信对抗技术是指为削弱、破坏敌方无线电通信系统使用效能并保护己方无线电通信系统使用效能正常发挥所采用各种技术办法总称。通信对抗技术基本内容涉及:无线电通信对抗侦察技术(简称通信对抗侦察技术)、无线电通信干扰技术(简称通信干扰技术)、反通信侦察/抗干扰技术(简称通信防御技术)3某些。其技术体系如图6-2所示。
一、通信对抗侦察技术
(一)概述
1、通信对抗侦察
通信对抗侦察是指使用通信侦察设备对敌方无线电通信信号进行搜索截获、分析辨认、监视跟踪以及测向和定位等,以获取信息内容、技术参数、工作特性和辐射源位置等情报活动。通信侦察是通信对抗一种重要构成某些,是实行通信对抗前提和基本。
2、通信对抗侦察重要任务
通信对抗侦察重要任务涉及如下3个方面
1)侦听侦收
使用无线电侦听侦收设备,获取敌方无线电通信信号技术参数(如工作频率、调制方式)和工作特性(如联系时间、联系代号)等。
2)测向定位
使用无线电侦听侦收设备测定敌方通信信号来波方位,拟定敌方通信电台地理位置。
3)分析判断
通过对敌方通信信号技术特性参数、工作特性和电台位置参数分析,查明敌方通信网构成、指挥关系和通联规律,查明敌方无线电通信设备类型、数量、布置和变化状况。从而可进一步判断敌指挥所位置、敌军战斗布置和行动企图等。
3、通信对抗侦察特点
通信侦察目的是无线电信号。这些信号是各种各样,敌人在进行通信时总是千方百计地但愿能顺利进行通信,通信内容不被对方截获。而作为侦察者则反之,总是但愿能搜索、截获尽量多敌方通信信号,以便从中分析出多情报内容,作为干扰或袭击敌人作战行动情报根据。在这种侦察与反侦察对立斗争中,使得通信对抗侦察有如下特点:
1)信号频段宽、数量多
通信侦察需要覆盖无线电通信所使用所有频率范畴。从当前技术发展状况看,这个频率范畴人约从几千赫兹到几十吉赫兹。固然,对一种详细通信侦察设备而言并不一定规定其覆盖这样宽频段,实际通信侦察设备应依照其侦察目,侦察对象、侦察方式、部队活动特点、电波传播特性及电磁环境复杂限度等,实行分频段使用。
2)信号电平起伏大、信号复杂
通信对抗侦察面临一种非常令人头痛问题就是要侦收目的信号电平起伏大。这种起伏重要是由于::通信对象地理位置配备及功率级别不同;外部电磁环境干扰影响(涉及人为干扰和非人为干扰);电波传播衰落现象影响(涉及吸取衰落,干扰衰落、极化衰落和跳跃衰落等)
3)信号种类繁多复杂
通信侦察目的信号复杂体当前信息种类多、信号调制方式多、通信设备制式和种类多等几种方面。
4)信号移动性和宽带性
在战场上,无线电通信双方总是在最有利条件下工作,一旦通信不畅或者受到干扰,通信双方要么突然更换通信方式,要么一方或双方更换位置,因而信号移动性强、地区宽。
5)信号实时性和突发性
战争中形势瞬息万变,信息时效性特别强。一份重要情报在几种小时甚至儿分钟后也许变得毫无意义。因而,通信对抗侦察必要特别注重实时性。另一方面,无线电信号留空时间是非常短暂,通信抗侦察设备反映速度必要不久,搜索要快、截获解决要快、信息传播要快。
6)侦察设备隐蔽安全
通信对抗侦察设备是一种被动侦察设备。普通来讲并不辐射电磁波,其重要功能是搜索和截获电磁信号,并从中获取信息内容。其隐蔽性好,不易被敌方发现,可以免遭敌反辐射武器袭击。
4、通信侦察分类
根据侦察目,通信侦察可分为增援侦察和情报侦察两大类。按照侦察范畴和作战级别不同,通信侦察可分为战术通信侦察和战略通信侦察。除此之外,还可按工作频段、侦察对象属性、运载平台等分类。
(二)通信侦察设备构成和分类
1、通信侦察接受设备基本构成
当代侦察接受设备因使用目和承担任务不同,其构成存在差别,但设备基本构成是大体相似,重要涉及:天线系统、接受机、终端设备和控制装置如图6-3所示典型侦察接受设备构成。各某些作用如下:
1)天线系统
由天线和天线共用器构成。天线负责完毕无线电波与射频电信号间能量转换,是侦察接受设备不可缺少构成某些。天线共用器采川视状况而定。当由多部侦察接受设各构成侦察站时,普通需要共用一副天线,必要配备天线共用器。
2)侦察接受机
侦察接受机是侦察接受设备核心,共性能在很大限度上决定侦察接受设备性能。侦察接受机用于对信号选取、放大、变频、滤波、解调等解决,并为背面终端设各提供所需要各种信号。
3)终端设备
普通涉及侦听记录设备、测量存储设备、显示屏、信号解决器,因使用场合与承担任务不同可以有不同配备。
其中,信号解决器对接受机送来信号进行分析、辨认和分选等解决,再提供应测量存储设备和显示屏进行测量、存储和显示。
4)控制装置
控制装置功能是保证各个构成某些能协调一致工作。当代侦察接受设备基本都是采用微解决机或微型计算机实现对设备自动控制,这不但提高了侦察接受设备白动化限度,也扩大了设备功能。
2、侦察接受设备分类
通信侦察接受机是通信侦察系统核心设备。随着电子技术发展,侦察接受机也在不断发展进步。一方面,军事通信技术发展在客观上对侦察接受机性能提出了更高规定:另一方面,电子技术发展进步在技术上为侦察接受机发展提供了条件。
1)从功能上分
侦察接受机可以分为:景接受机、搜索接受机、监测接受机和引导接受机。全景接受机用于实时显示给定频率范畴内信号存在状况,其屏幕显示是信号幅度与频率关系:搜索接受机是通信对对抗系统中应用最}广泛、最重要接受机之一,用于对给定频率范畴内信号进行自动或人下地频率搜索、截获和参数测量接受设各:监测接受机也是通信对抗系统中应用最广泛、最重要接受机之一,用于对给定信号进行频率与电平测量、调制辨认、信号特性分析、信号监视(听)和参数记录接受设备;引导接受机用于向通信干扰或测向系统提供实时频率引导和干扰样式引导接受设备。
2)按技术体制分
侦察接受机可以分为:超外差接受机、,中频信道化接受机、数字信道化接受、压缩接受机、声光接受机。超外差接受机是应用最普遍、最具生命力窄带接受机体制。重要特点是敏捷度高、选取性好,并且技术上早已成熟,因此,前述各功能侦察接受机大都采用超外差体制。
中频信道化接受机是在中频级使用邻接滤波器组实现宽带与高敏捷度超外差接受机。其射频前端带宽和频率步进间隔匹配于中频滤波器组带宽,具备搜索速度快和截获概率高特点,但体积大、成本高、存在邻道辨认模糊问题。
数字信道化接受机也称数字迅速傅立叶一变换接受机,是用数字滤波器组代替邻接滤波器组中频信道化接受机,具备非常高搜索速度和截获概率,广泛用于跳频通信和直扩通信侦察设备中,其重要缺陷是动态范畴不高<55}60dB)。
压缩接受机中采用了压缩滤波器,可以把调频信号压缩为窄脉冲,而被命名为压缩接受机。它是一种频率迅速搜索超外差接受机,对跳频信号截获潜力巨人。
声光接受机是采用高频技术、超声波技术和激光技术相结合而实现一种电子对抗侦察接受机。它运用声光偏转器(布喇格盒)使入射光受信号频率调制发生偏转,偏转角度正比于信号频率,再用一组光检测器件检测偏转之后光信号,从肉完毕测频目。它重要特点是瞬时带宽宽,搜索速度快,可以实现全概率信号截获,但动态范畴小,且难以工程使用。
3、通信侦察设各重要技术指标
一种通信侦察接受设备侦察能力重要体当前其覆盖通信频率范畴(频域能力)、工作区域大小(空域能力)、能接受信号种类(信号域能力)等诸方面。
1)工作频率范畴
丁作频率范畴指侦察接受设各能正常接受通信信号频率范畴。在此频率范畴内,设备各项指标均能达到规定指标规定。
2)侦察敏捷度
它是衡量侦察接受设各接受薄弱信号能力指标。敏捷度重要决定于接受机,普通是这样定义通信侦察设备敏捷度:当侦察系统终端设备在规定信噪比条件下获得额定信号功率时,接受机天线上所需要最小感应电动势。所需要感应电动势越小,则敏捷度越高,阐明接受薄弱信号能力越强。侦察接受机敏捷度普通都在微伏数量级。当代通信侦察系统侦察敏捷度普通为一90}-I 1 OdBm。
3)动态范畴
是指为适应复杂信号环境,通信侦察系统可以对的截获和侦收目的信号强度变化范畴。侦察接受机设备普通工作于密集信号环境中,输入信号电平会有很大差别,因而其动态范困越大越好。当前,普通规定动态范畴不不大于60dBo
4)频率稳定度
侦察接受设备频率稳定度完全决定于接受机,普通用长期稳定度表达(用日稳定度或月稳定度),它表征了接受机频率稳定限度,通惯用相刘频率稳定度△f /fo来衡量饥为标称频率值,△f表达在测试时间内频率偏移值)。当代侦察接受设备基本都采用高稳定度频率合成器作为频率源,其频率稳定度普通在10-6~10-8数量级。
5)频率分班率
频率辨别率又称频率分力,它是于指侦查接受设备能区别两个!司时存在不同频率辐射源信号之间最小频率间隔。它反映了设备对相邻频率通信信号辨别能力。
对全景显示搜索接受设备而言,这是一种极重要性能指标。小同频率辐射源信号之间最小频率间隔。它反映了设备对相邻频率通信信号辨别能力。
对全景显示搜索接受设各而言,这是一种极重要性能指标。
对频率辨别力规定与通信信号信道间隔、空间信号密集限度等因素关于。例如,在短波频段,信道间隔小,信号密度高,则规定设各频率辨别力高。反之,在微波频段,则规定频率辨别力低。
6)测频精确度
测频难确度(称为测频精度)是指通信侦察设备测量目的信号频率读数与其真值符合限度。该指标将直接影响引导测向或干扰时置频精确度(又称为置频精度)。例如,在短波频段,容许测频精确度普通为1~10Hz;在超短波频段,容许测频精确度普通为0.3~2kz。
7)选取性
选取性反映了侦察接受设备选取信号、抑制干扰能力。选取性可分为单频选取性和多频选取性两类。单频选取性涉及邻道选取性、中频选取性和镜频选取性。邻道选取性普通规定不低于50~60dB,中频选取性和镜频选取性普通规定不不大于80dB。多频选取性是指选出感兴趣信号时容许因接受机非线性而引起互调、交调、阻塞和倒易混频限度,通惯用规定条件下容许干扰电平来表达,普通为80~100dBuV.
8)反映速度
侦察接受设备反映速度涉及搜索速度和对信号分析解决速度等。当代侦察接受设备应具备迅速地搜索截获能力和实时测量、分析解决能力等,以适应碎发通信信号和跳频通信信号规定。
(三)通信对抗侦察核心技术和发展趋势
1、通信对抗侦察核心技术
1)密集信号环境下截获、分选和辨认技术
随着电子技术高速发展,民用通信、军事通信、广播、电视、业余通信、工业干扰、电干扰互相交错和市叠,通信频段内信号数量已按近饱和,使得对未知信号搜索截获十分困难,特别是在军事通信中往往采用如碎发通信等迅速通信方式以及各种低截概率通信体制,更使通信侦察变得十分困难和复杂,因而,必要从技术上解决在密集信号环境下对通信信号迅速截获、精确分选和辨认问题。
2)低截获概率信号侦收技术
随着通信对抗技术发展,反侦察/抗干扰能力极强跳频通信、直扩通信、跳/扩通信以及其她迅速通信等低截获概率通信己逐渐成为军事通信主角。因而,重点研究低截获概率通信信号搜索、截获、分选、辨认、分析和测量技术是将来通信侦察技术核心之一。
3)数据链对抗侦察技术
数据链采用了一系列新型反侦察、抗截获和抗干扰技术,如美军联合战术信息分发系统(JTIDS )采用了涉及直扩、跳时、跳频、高速时分多址(TDMA )等先进技术,其跳速高达76923跳/s。因而,开展对战术数据链信号侦收技术研究是非常必要。
4)战场地区通信网对抗侦察技术
战场地区通信网业务范畴、网络构造等已经超过老式通信网范畴,对其实行侦察须发展网络侦察等新技术才干达到目。
5)“盲”信号初能化对抗侦察解决技术
普通状况下通信侦察事先对侦察目的没有先验知识,从检测、参数预计、辨认到解调解决都具备“盲”性质,处在被动地位。而近年来由于数字通信飞速发展,浮现了各种复杂通信体制,使通信方可以运用时、频、空和码多维差别性进行多顾客大容量通信,侦察上作只能从“盲”角度出发探测其中差别性来分离出多顾客信号并得到有用信息。这是一种极具挑战性课题,除了普通信号解决手段以外,还要研究和综合应用如人工神经网络、记录推断、密码分析、随机最优化、非线性等数学和智能信号解决办法来提供解决途径
2、通信对伉侦察技术发展趋势
1)高频段和宽频带
高频段和宽频带第一种意义是频率范畴极端扩展。当前通信己从长波扩展到可见光范畴。第二种意义是采用跳频和直扩等扩展频谱通信技术也向高频段和宽频带发展,它们都是反侦察/抗干扰能力极强新通信体制。毫无疑问,通信侦察也必要向高频段、宽频带发展。
2)网络侦察技术
军事通信网络化是当代通信基于战场电子信息网络体系(C4ISR)需要发展最快和最重要技术,军事通信网络化水平不断提高给通信对抗带来了重大挑战,如何侦察网络构造、辨认网络核心节点、截获网络路由信息、分析网络合同等都是通信侦察需要解决问题。
3)软件无线电侦察技术
在高科技当代战争中,为了更好地适应多变信号环境,通信侦察必要充分运用计算机软件技术,特别是基于软件无线电理论来发展软件无线电侦察技术。软件无线电技术在通信侦察设备中广泛应用,将使通信侦察发生质奔腾。
4)综合一体化侦察技术
面对无线电通信多体制、多频段工作,只靠单一侦察手段已不能获取所需所有信息。只有综合运用陆、海、空、天各种平台和各种手段通信侦察,进行信息汇总和数据融合才有也许获得全面、精确情报信息。
(四)通信测向和定位技术
1、通信测向和定位概念和特点
1)通信测向和定位技术该技术指通过测量来波信号幅度、相位、频率、到达时间等参数以获取(辐射源)方向和位置坐标〔方位)各种技术。
2)通信测向和定位基本特点
通信测向性能受电波传播途径介质状况影响很大、对无线电波传播途径周边环境影响很敏感、通信测向系统性能受测向天线性能制约严重。
3)通信测向和定位用途
民用—在安所有门和其他民用领域具备广泛用途(如航空与航海导航、应急信标定位、应急搜索与救援、空降救援、野生动物跟踪、无线电定位标志、无线电监视、非法电台定位、人员与车辆定位、电波传播研究等)。军用—为通信网台辨认提供信息。方向和位置数据是无线电台重要特性之一,通信侦察所获得情报加上方位信息就可以得出关于侦察目的用途、属性等方面结论,战场指挥员据此可以做出对的形势分析、态势评估和作战决策;为干扰与摧毁提供引导。测定敌方重要目的所配备无线电通信设备位置后,可为己方袭击性武器系统提供精准位置引导,对敌方目的进行干扰压制或火力摧毁。
2、通信测向和定位分类
通信测向和定位分类比较复杂,这里依照几种比较常用分类办法概要简介一下实际应用较多几种测向和定位设备。
1)按工作频段分类
通信测向和定位设备可分为长波、短波、超短波测向和定位设备等。按频段分类概念并不严格。许多测向和定位设备工作频段经常交迭,形成多波段设备,如20~1000MHz测向和定位设备就覆盖了好几种频段。
2)按运载方式分类
通信测向和定位设备可以分为:便携式测向机、地面固定测向机(站)、车载式测向机、机载测向机、舰船载测向机等。
3)按测向原理(测向体制)分类
通信测向和定位设备可分为比幅式测向、比相式测向、比相—比幅式测向、时差测向、空间谱预计测向。
4)按定位原理分类
通信测向和定位可分为测向法定位、三角法定位、多普勒频移定位等。
5)按侧向系统天线孔径分类
按测向系统天线孔径分类可分为小孔径测向、中孔径测向和大孔径测向设备。所谓孔径,指是天线最大线性尺寸,其大小是与工作波长相比较而言。比较原则并没有严格规定,不同人有不同说法,普通以为半波长孔径为小孔径。
3、通信测向和定位系统构成及各某些重要功能
通信测向系统基木构成如图6-4所示,各某些功能如下:
测向天线是测向系统中传感器,其功能是将目的来波转换为射频电信号。测向天线某些通惯用定向天线和前置解决单元构成,其中定向天线可以是单元天线(即天线元),也可以是多元阵列天线(即天线阵)。前置预解决单元作用是对定向天线输出信号进行预解决(如对各个天线元接受电势进行矢量相加或比相),以保证测向天线某些输出电压与目的信号来波方位之间有拟定幅度或相位关系。此外,前置预解决单元还也许具备天线控制、自动匹配和宽带低噪声放大等功能。
测向接受机重要功能是对天线系统送来信号进行选取和放大,为随后测向解决(取向计算)某些提供幅度特性和相位特性适当中频信号。依照不同测向办法和特殊需要,测向接受机可选取单信道、双信道或多信道接受机。普通,双信道和多信道接受机采用共用本振方式,以保证多信道之间相位特性一致性。
侧向解决控制显示单元重要功能是对测向机接受机某些送来具有方位信息测向信号进行模/数变换、解决和运算,从信号中提取方位信息,并对测向成果进行存储和显示或输出打印;同步控制测向机各某些(测向天线、接受机、测向解决显示屏、输出接口等)
协调工作,如控制测向天线转换、接受机本振及信道控制、测向机工作方式选取、测向速度及其她工作参数设立、测向机校准以及测向成果输出等均由测向解决控制显示单元来控制。
4、通信测向办法
通信测向基本办法有如下几种:
1)振幅法测向
该办法运用天线系统方向图最大值和最小值进行测向。通过转动天线,当天线输出达到一种极值时,由天线指向拟定来波方向。也可运用特性完全相似两副天线和接受系统,对接受到信号幅度进行比较来拟定来波方向。
2)相位法测向
电波到达两特性相似天线时,由于波程差使得它们接受到电势之间存在相位差,其合成电势大小与来波方向关于。运用两天线元感应电势相位差可以拟定来波方向。
3)多普勒法测向
该办法采用均匀分布在圆周上一组天线元构成天线系统,沿圆周方向以一定旋转速度依次将各天线元感应电势送入接受机,这样可等于一根天线沿圆周运动。接受机输出信号相位由于多普勒效应而受到附加调制,通过鉴相,即叫得到来波方位信息。
4)单脉冲法测向
单脉冲法测向多用于雷达等脉冲信号测向。单脉冲测向重要有:一种是幅度单脉冲法,它采用方向图中偏开一定角度两副单波束天线,从两副天线感应电势幅度比值中获得来波方位信息;第二种是相位单脉冲法,它采用方向图中轴平衡但离开一定距离两副单波束天线,从两副天线感应电势相位差中提取来波方位信息;第三种是零点单咏冲法,它是从单波束天线有一种零点双波束感应电势比值最小点拟定来波方位。单脉冲法测向多用于雷达等脉冲信号测向。
5)时间差法测向
电波到达接受大线时间差与波程差成正比,运用3个测向站测出信号到达各站之间时间差,即可得知辐射源到3站距离之差,进而可计算出辐射源位置。这种办法重要用于测定敌方雷达发射机位置。
5、通信测向和定位核心技术
1)抗多径、高辨别力测向工程实现技术
为消除多径效应,以及对于诸如采用码分多址(CDMA)方式工作各种同频信号测向问题,已有了许多针对性测向算法,并具备抗多径和高角度辨别力,但这些算法对模型误差敏感,测向系统实现对软件、硬件均有很高规定,辅助误差校正办法也不够实用。因而抗多径、高辨别力测向工程实现依然是一项核心技术。
2)高精度、无模糊测向技术
为了提高测向精度,可采用某些高精度测向体制,如相位干涉仪、空间谱预计等测向办法,并月通过增大天线孔径来减小测向误差,这样做成果可使测向精度大大提高,但测向模糊问题却严重了,或者说使高精度测向容差下降了(例如相位干涉仪测向),或者使高辨别测向高阶模糊问题更严重了。因而,在不增长人量辅助设备状况下,实现高精度、无模糊侧向是一项需要进一步研究核心技术。
3)高精度定位技术
当前,无论是测向定位还是时差定位,其定位精度不但与定位距离关于,并且还与测向或定位系统基线长度关于,定位精度都不抱负。特别不能令人满意是短波单站定位误差较大,实用性也差。为一了提高定位精度,除了在提高测向精度时间测量精度、预测/实测电离层反射特性精度上下功夫外,还应在定位体制上进行进一步研究,并有所创新。
6、通信测向和定位技术发展趋势
1)通信测向和定位发展总趋势
通信测向和定位发展总趋势是研究各种宽频带、高速度、高精度、高辨别力、高敏捷度、人动态范畴装备技术。
2)通信测向和定位发展重点
通信测向和定位技术当前发展重点之一是从主线上解决对高速跳频通信测向和定位。如适合于对高速跳频信号测向空间谱预计测向(阵列测向)技术,需要在算法上有实质性突破。此外,对CDMA信号测向定位和对通信信号高精度组合(如时差/频差)定位技术等,应当作为此后一段时间内通信测向和定位技术发展重点。
二、通信干扰技术
通信干扰技术是通信对抗技术一种重要构成某些,是通信对抗领域中最积极、最积极和最富有攻打性一种方面。它是用人为辐射电磁能量办法对敌力一获取信息行动进行搅扰和压制。
(一)通信干扰技术概念及特点
1、通信干扰基本概念
通信干扰是依照作战任务需要,通过使用通信干扰设备或系统,人为地对敌方无线电通信系统施放干扰。目在于压制、欺骗、扰乱和破坏敌方无线电通信,减少敌方获取有用信息景。
2、通信干扰特点
通信干扰重要特点如下:
1)对抗性
通信干扰目不在于传送其中信息,而在于用干扰中携带干扰信息去压制和破坏敌方通信。
2)攻打性
通信干扰是人为、有源、积极、积极,因此是攻打性。既使是在防御作战中使用通信干扰,也是攻打性。
3)先进性
通信干扰以通信为对象,必要跟踪通信技术最新发展,各国开发抗干扰军事通信技术和设备都是在高度机密状况下进行,因此通信对抗干扰是一项技术含量非常高、在通信领域高技术顶峰上进行较劲、十分艰巨而困难工作。
4)灵活性和预见性
通信干扰系统必要具备敌变我变能力,当代战场状况瞬息万变,为了长期立于不败之地,通信干扰系统开发和研究必要注重功能灵活性和发展预见性。
5)技术和战术综合性
通信干扰系统有如其她硬武器同样,其作用不但仅取决于其技术性能优良,在很大限度上还取决于其战术用法。如使用时机、使用程序以及在作战系统中与其她作战力量协同等。
6)系统性
无线电通信系统随着当代化战争发展,己经从过去单独、分散、局部发展成为联合、一体、全局通信指挥系统。因而通信对抗向系统对抗和体系对抗发展。
另一方面,从专业技术范畴来讨论,通信干扰技术特点也十分明显。
7)工作频带宽
通信干扰设备随着当代军用通信技术发展,需要覆盖频率范畴己经相称宽,从几兆赫兹到几吉赫兹,甚至更高。在这样宽工作频率范畴内,不同频段上通信技术和电磁波辐射与接受均有不同特点和规定。
8)反映速度快
在跳频通信、粹发通信飞速发展今天,目的信号在每一种频率点上驻留时间己经非常短促。在这样短时间里要在整个工作频率范畴内完毕对目的信号搜索、截获、辨认、分选、解决、干扰引导和干扰发射。可见通信干扰系统反映速度必要十分迅速。
9)实既有效干扰难度大
如雷达是以接受目的回波进行土作,回波很薄弱,干扰起来相对比较容易,而通信是以直接波方式工作,信号较强。因此对通信信号干扰和压制比雷达干扰需要更强大功率。雷达是宽带,普通雷达干扰机所需频率瞄准精准度为儿兆赫数量级;而通信是窄带,通信干扰所需频率瞄准精准度为几十赫兹到几百赫兹。雷达系统输出终端是显示屏,而通信系统在多数状况下其终端判听者是智能人,因此达到有效干扰更难。
3、通信干扰用途
无线电通信干扰作用,简言之,就是“保护自己、消灭敌人”。无论是“保护自己”还是“消灭敌人”,通信干扰都是以袭击敌人为手段。即切断敌方通信链路,使其信息传播中断,从而使敌人在战争中处在上无命令下无情报被动局面;使敌人变成聋子,听不见上级批示和下级报告;使敌人变成哑吧,讲不出她要发布命令和提出祈求。
在陆战中,通信干扰可用于如下目:①干扰和压制敌战区指挥通信系统,破坏其作战指挥,削弱其作战实力;②干扰和压制敌战区地空之间、步坦之间、步炮之问以及与友邻之间协同通信系统,破坏其各兵种之问指挥协同关系,使其丧失联合伙战能力;③运用通信干扰制造电磁“烟幕”,掩护己方通信;④运用通信干扰延长敌方通信时间,并迫使敌方在有助于我方通信侦察时间内或频段上进行通信。
在空战中,通信干扰作用重要体当前增援干扰方面。所谓增援干扰,是指为增援空军或海军航空兵实行突防及袭击而进行干扰,它可以由随队干扰吃机、远距离增援干扰飞机、
地对空或舰对空干扰设备来实行。增援干扰普通有如下几种形式:①远距离增援干扰:②近距离增援干扰:③随队增援干扰。
在海战中。通信干扰设备及系统有陆基、航载和机载等各种平台形式,重要用于对敌地空之间、航空之间、航岸之间以及航航之间通信进行干扰。
4、通信干扰分类
按用途分:战略通信干扰、战术通信干扰。按频段分:长波通信干扰、中波通信干扰、短波通信干扰、超短波通信干扰、分米波通信干扰、微波通信干扰及光波通信干扰等。按信号频谱特性分:有常规通信干扰、跳频通信干扰、扩频通信干扰。按干扰形式分:精确瞄准式干扰(干扰频谱与信号频谱宽度近似相等,在频率轴上位置以及浮现时问近似于完全重叠通信干扰)、半瞄准式干扰(干扰频谱宽度稍不不大于信号频谱宽度,频谱在频率轴上位置可完全覆盖信号,其浮现时间与信号近似于完全重叠干扰)、拦阻式干扰(在频谱上和时间上都可以覆盖各种无线电通信信道干扰)。
(二)通信干扰系统构成和工作原理
1、系统构成
通信干扰系统构成如图6-5所示。它涉及搜索接受机、监测接受机、引导接受机、干扰勉励器(干扰样式产生器)、功率放大器、收发共用天线及天线(收发转换)开关、控制台及站问通信、电源等辅助设备。
2、工作过程
在干扰方式下,一方面,搜索接受机对信号进行搜索与截获。一旦截获到目的信号,监测接受机就刘信号载频、调制方式、信号带宽等技术参数进行测量,对网台进行分选,并把测量和分选成果白动传送到引导接受机。置引导接受机于该目的信道或分选频率集,与此I司时完毕干扰勉励器干扰样式设定。当需要施放干扰时,只要信号电平达到预定闻值,便给出一种启动信号,该信号通过控制台,送到干扰勉励器,然后推动功放放大并经天线发射干扰。除干扰工作方式之外,系统还可全景显示,实现通信情报增援功能。
3、几种惯用干扰方式
1)瞄准式干扰
瞄准式干扰机普通是由引异接受机、频率重叠器、干扰源、干扰发射机和监视控制器等五个某些构成,如图6-6所示。
瞄准式干扰机工作过程:由引导机对目的信号进行搜索、截获、分析和解决,得到目的信号载频、调制方式、信号带宽等技术参数,将信号载频送至频率重叠器,完毕干扰载频对目的载屡屡率重叠;依照目的信号技术参数,在干扰源中选用适当干扰信号,将干扰信号送入干扰发信机调制放大,干扰发信机放大干扰信号到所需电平,最后通过发射大线将干扰信号辐射出去,达到对目的信号进行瞄准式干扰目。整个工作过程都是在监视控制统一协调下进行。
按照引导方式,瞄准式干扰重要类型有转发式干扰、定频守侯式干扰、扫频搜索式千扰、跟踪式干扰以及一机.干扰多目的等。当代干扰设备大多山计算机解决机控制,普通每部扰机都具备两种以上干扰类型供选取使用。
2)宽带拦阻式干扰
拦阻式干扰也称阻塞式干扰,是一种被广泛用于干扰常规通信基本方式。其干扰带宽等于目的信号上作频率范畴,其干扰功率散布在目的信号所有也许信道上,因而它可以对拦阻带宽内所有同步工作目的信号进行干扰,并且不需要进行频率瞄准,于是也带来了设备简朴和操作简便长处。拦阴式干扰缺陷是功率运用率低、有也许影响到己方通信。为提高作用到目的接受机干扰功率,可采用缩小干扰距离、缩小拦阻带宽和增长干扰机数目等办法。
3)空间合成与多目的干扰
空间功率合成基本构成如图6-7所示,由干扰勉励源、分路器、相位控制器、N个移相器、N个功率放大器和N个单元天线构成天线阵等构成。其基本原理是:由N个单元天线同步辐射电磁波,通过调节馈入N个单元天线信号相位,使N个信号到达目的接受点相位一致,从而使该点N个信号场强同相叠加,以实现所谓空问功率合成。
在图6-7中,相位控制器是空间功率合成核心部件之一,她重要功能是:针对己拟定天线阵阵型,采用特定相位控制算法,自动计算出各路信号需要相移值,并产生相应控制信号,调节各路移相器相移,最后使得天线阵辐射信号,在指定方向上获得最大空问合成功率。迅速精确相位控制是空间功率合成核心技术之一。
空间功率合成是一种工作原理较简朴,目有发展前景功率合成技术。但要实现真正有实用意义空间功率合成,尚有诸多技术问题有待研究解诀;一是单元天线小型化和高增益问题;二是多元天线阵互藕影响问题;三是迅速相位控制及宽带移相问题。
所谓多目的干扰是指用一部干扰机有针对性地同步或迅速交替干扰各种目的信道或信号。它是一种综合了窄带瞄准式干扰和宽带拦阻式干扰长处,克服了它们局限性一种多信道干扰技术。长处是干扰针对性强、干扰目的多,可以充分地运用干扰资源。避免拦阻式干扰盲目性。除了被干扰目的信道外,干扰频段范畴内其他信道不受干扰,对己方通信有利。多目的干扰有各种实现方式,如相加合成干扰、时序干扰以及多参数波形优化干扰。
4、对扩频信号干扰
扩频通信具备强大抗截获和抗干扰能力,因而军事通信上获得了广泛应用。如何对扩频通信进行干扰,是抗干扰领域中研究重点之一。由于扩频信号可以采用不同产生办法、解扩办法和同步办法,对它实行干扰也应有针对性。当前,在军事上应用扩频通信重要有直接序列扩谱(DS)通信和跳频(FH)通信,下面将对这两种扩频通信干扰问题进行简朴讨论。
1)对跳频通信干扰
对跳频通信干扰重要有2种方式:
波形瞄准式干扰:是指干扰方已掌握欲干扰某跳频通信特定跳频图案,在干扰过程中,干扰频率和通信频率完全同步变化,这种干扰称为跳频图案积极瞄准干扰。由于通信方对信号载体进行了较多加密,如基钥量增长,加强伪码非线性,增长跳频图案周期等,要从截获到某一小段跳频序列推测出整个跳频图案,并规定实时破译,以便能及时实行干扰,其技术难度是很大。但另一方面,如果掌握了波形瞄准技术,它可以对跳频通信进行实时侦收,获取情报信息,在核心时刻,可对跳频通信实行有效瞄准式干扰。例如仅需干扰其同步信号,即可有效干扰此跳频通信。这样一部波形瞄准式干扰机,可同步有效干扰各种
特定信道跳频通信网。
跟踪瞄准式干扰:当干扰方不能掌握欲干扰某跳频通信特定跳频图案时,可以采用跟踪瞄准式干扰。也就是通过对欲干扰跳频信号侦收、分选,拟定出特定信道跳频通信信号,并对其实行瞄准干扰。
要实既有效跟踪瞄准式干扰必要满足两个条件:一是能从各种跳频通信网中,实时分选出欲干扰某个特定信道跳频通信信号;二是路程差引起干扰时延与信号侦收、分选时问之和,仅占欲干扰跳频通信跳频周期很少时间。
跳频速率很低和跳屡屡道较少时,当前干扰技术是可以有效实行跟踪瞄准干扰。但对于高速跳频电台跟踪瞄准干扰就无法实现。例如重要用于空中通信美联合信,分发系统,跳频速率为每秒38500跳,而每一跳频周期(26ps)内,信号驻留时问仅6us,当电波传播路程差达2km时,电波传播时延约为7us,虽然信号侦破和干扰引导过程无需时间,干扰电波传到通信接受端干扰路程,仅不不大于通信发收两端通信路2km时,则当下扰电波传到通信接受端时,本跳频周期内通信信号传播完毕,无法实既有效跟踪干扰。而在空中通信实际状况下,对这种通信实行干扰,其路程差远超过2km,因而很难对其实行有效跟踪瞄准干扰。
2)直接序列扩频通信干扰
对直接序列扩频(直扩)通信干扰重要有如下几类:
瞄准式干扰:扰方要掌握欲干扰某种直扩通信特定伪码图案(序列),在干扰过程中用此伪码图案调制干扰信号对该目的信道实行瞄准式干扰。其特点是经伪码序列调制后干扰时域波形和直扩信号时域波形相似。因而称这种瞄准式干扰为波形重叠干扰或波形瞄准式干扰。要实现波形瞄准式干扰,规定对直扩信号伪码图案实时破译。
有关拦阻式(阻塞式)干扰:干扰方无需掌握某特定信道直扩通信伪码序列,仅需掌握某种系列直扩通信伪码序列类型,则可采用有关干扰。有关干扰采用伪码调制干扰体制,其干扰载频要接近信号中心频率,干扰伪码速率要和信号伪码速率相近,且干扰伪码序列和信号伪码序列间互有关限度要尽量增强。
均匀频谱宽带干扰(全面拦阻式干扰):在实行干扰过程中,对某频段所含所有直扩通信、定频通信、调频通信和组合扩频通信等通信信道都实行有效干扰。此种干扰合用于密集信号环境下对抗。
(三)通信干扰核心技木和发展趋势
1、通信干扰核心技术
1)高速解决与干扰引导技术由于通信系统抗干扰技术不断发展,使干扰系统实行精准引导时间却越米越短(如高速跳频通信、碎发通信等),因此高速解决与引导技术已经成为通信干扰系统迫切需求,同步也是通信干扰技术发展瓶颈。
2)最佳干扰样式
只要通信体制和技术发展没有停止最佳干扰样式研究就必要进行。当前需要对各种数据链、卫星通信、移动通信等进行最佳和最有效干扰样式研究。
3)射频宽带大功率产生技术
增大干扰功率是提高干扰能力物质基本。由于单管发射机输出功率有限性,则规定研究新功率合成技术,如空间功率合成及多平台应用技术、多波束干扰技术、干扰功率库技术。
4)窄脉冲干扰技术
随着各种新抗干扰通信体制浮现,如何将脉冲干扰应用到通信对抗中来是通信干扰面临新课题。
2、通信干扰技术发展趋势
1)综合化、一体化与网络化
在末来信息化战争中,为了提高迅速反映能力和整体作战能力,综合一体化、自动化、网络化通信干扰装备技术是解决系统对抗和体系对抗众多难题核心所在。
2)原则化、小型化与智能化
原则化(通用化、系列化、模块化)、小型化与智能化是陆、海、空二军通用新型通信对抗技术发展必然趋势。
3)升空干扰技术
升空平台通信干扰装备由于升空增益使其具备极其突出长处,可轻而易举进行远距离干扰,而使用地面通信干扰装备要实行远距离干扰是不也许。
4)分布式通信干扰技术
通信干扰系统(特别是须配备在前沿地面通信干扰系统)因是有源设备而成为敌人火力袭击重要目的,因而装备抗摧毁十分重要。为提高通信干扰装备生存能力,除战术使用上要格外注意外,研发一次性使用无人值守小型分布式通信干扰技术十分必要。
5)扩展频段、增大功率
扩展干扰频段以适应越来越多作战目的,当前国外通信干扰系统覆盖频率范困已从0.5~512MHz扩展到18GHz,并将覆盖更宽史高频段。输出功率是实现干扰能力要保证,当前国外关于通信干扰系统有效辐射功率已达千瓦级至兆瓦级。
三、通信抗干扰技术
(一)概述
通信抗干扰是指无线电通信装备及系统为对抗敌力运用电磁能袭击通信电磁频谱、保护己方无线电通信正常工作所采用通信反对抗技术、办法和办法。
通信抗干扰基本目是通过对信息、信息载体及传播方式进行特定解决,提高通信接受端输出信噪比,使其具备较强区别有用信号和干扰信号能力;提高通信信号隐蔽性,使敌方难以辨认和干扰,从而对的地接受所需信息。
(二)通信杭干扰技术分类
军事通信抗干扰技术基木技术、办法、办法普通叫分为3类。
1、信号解决
如采用扩展频谱技术,运用伪随机序列对发射和接受信号进行扩频解决,以达到对干扰信号进行抑制目。
2、空间解决
如采用自适应天线调零技术,当接受端受到干扰时,使其天线方向图零点自动指向干扰方,以提高通信接受机信噪比。
3、时间解决
如猝发传播技术,由于通信信号在传播过程中暴露时间很短暂,减少了通信信号被侦察、截获概率,从而提高了通信系统抗干扰能力。
(三)几种典型通信抗干扰技术
1、跳频技术
跳频信号载频在较宽频率范畴内随机跳变,以躲避干扰和侦察。跳频通信抗干扰能力取决于跳频带宽中跳频点数和跳频速率。跳频技术要解决重要问题是扩展跳频带宽、提高跳频速率和选取好跳频码。选取跳频码时,规定跳频码周期长、码自身具备良好随机性。惯用跳频码序列有M序列、Gold码、R-S码
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