大功率认知干扰系统研究

张海旭，贾翠霞，陈 浩

（中国电子科学研究院，北京 100041）

大功率认知干扰系统研究

张海旭，贾翠霞，陈 浩

（中国电子科学研究院，北京 100041）

应用大功率干扰及认知无线电相关技术，结合两者特性分析了大功率认知干扰系统的特点，并建立了认知干扰系统模型，实现了对敌方通信、指挥控制、雷达探索、数据传输等无线链路的干扰及闭锁，同时，对我军频谱应用进行合理分配规划，并介绍了系统适用平台及作战应用特点等。

大功率干扰；认知无线电；认知干扰系统

大功率认知干扰主要由大功率源及频谱认知管理系统组成，其主要特点是可以通过对周边电磁环境感知，识别敌方通信、导航、定位、遥感、传感、探测、数传等系统工作频率及工作特性，在远距离对特定频谱进行干扰或闭锁，致使敌方丧失战场指挥控制能力。同时，认知感应出我军可应用频谱空洞，为我军无线电频谱使用划分空间。

大功率认知干扰技术可提高干扰作用距离、范围，其干扰针对性强，在实施干扰同时不会损坏整体战场频谱环境，智能化频谱管理可以对我军及友军频谱进行统一规划，提升了我军的整体协调及综合作战能力。

1 关键技术分析

1．1 大功率干扰技术

大功率干扰技术是应用大功率源通过高功率容量天线把已知调制信号或脉冲信号进行发射，作用到待干扰区域，使干扰区域内干扰目标无法正常工作，完全丧失作战能力，其不同于高功率微波干扰特性如表1所示。

表1 干扰特性对照表

大功率干扰系统主要包括发射控制单元、通道控制单元、功率控制单元、天线选通单元、自动调整系统等，大功率干扰系统组成如图1所示：

大功率干扰系统主要技术特点是可以通过对干扰进行精确计算，应用不同发射通道，集总发射功率，自动调整干扰波形特性，完成对特定目标的实时干扰打击，也可以通过自动调整避免干扰我军及友军在战场中应用电磁频谱，实现自动化智能干扰。

1．2 认知无线电技术

认知无线电（CR，cognitive radio）［1］是软件无线电技术的演化，是一种新的智能无线通信技术。它可以感知到无线电传输的环境特征，通过无线电知识表述语言与通信网络进行智能交流，对无线环境的分析、理解和判断，自适应地调整系统的通信参数，在不影响授权用户通信的前提下，智能的利用空闲的频谱为认知用户提供随时随地、高可能性的接入以提高频谱利用率。认知的实现主要包括频谱感知、频谱分析、频谱判决等3个基本过程，如图2所示［2］。

频谱认知过程中关键技术在于多传感信息感知模型建立，民用、商用、军用频谱使用网络数据库建立，信息判定特征提取有效方法建立，频谱判定算法及综合评估算法设计等。

2 大功率认知干扰系统

图1 大功率干扰系统组成

图2 认知基本过程

大功率认知干扰系统是应用大功率干扰及认知无线电等相关技术，通过对空间电磁频谱感知、分析、判别，识别出敌方敏感工作电磁频谱信息，再经过指挥控制中心下达指令对敌方通信、指挥控制、雷达探索、数据传输等无线链路进行封堵或干扰。

2．1 系统组成

认知干扰系统主要包括3部分：大功率干扰系统、频谱认知识别系统、频谱管理及指挥控制系统。3个系统间由数据共享控制中心提供接口连接，可以实现数据共享，指令收发，整体战场环境监测，干扰敌方无线链路数据传输等，整套系统组成如图3所示。

2．2 系统特性

大功率认知干扰系统主要特性是通过单元处理法，并结合数据共享技术来实现高速率、高效率的认知干扰。系统首先通过空间电磁频谱监测，完成敏感数据信息采集、分析，然后通过数据共享控制中心将收集的信息上报给频谱管理及指挥控制中心，其次，频谱管理及指挥控制中心依据上传数据通过频谱干扰规划及使用规划算法分配干扰频谱及使用频谱给数据共享控制中心，最终干扰系统会从数据控制中心中提取干扰规划数据，实施干扰打击，并将打击结果及重新监测到频谱信息变化情况上报于频谱管理及指挥控制中心。整个过程以数据共享控制中心为中转站，各分系统可根据实际需求请求调用相关数据，实现自动化、智能化的频谱使用管理及高效率的认知干扰打击。

系统智能化主要是由智能体模块完成，它适合应用于分散化、多变化、复杂化、多结构化等问题处理，因此其可以很好地解决复杂电磁环境中电磁频谱分析及频谱认知干扰规划等问题，智能体结构主要包括感知模块、信息处理模块、执行模块、任务判决模块、底层知识库及数据库模块、通信模块、智能控制模块等，完成多项复杂问题智能处理，须用多个智能体模块进行逐一分析，形成多任务判决列表，在所有智能判决结果中优化并提取问题答案，其组成结构及任务处理如图4所示。

2．3 系统应用

认知干扰系统可全天候、多领域对敌军实施打击干扰，其可以装载在车载平台、飞机平台、舰船平台、空间平台等，对特定目标，特定设备进行精确打击，也可装载在地面平台对作战战场频谱进行指挥管理及对敌方无线链路进行干扰、闭锁等。

图3 大功率认知干扰系统

系统干扰只要针对对象包括无线电导航、定位系统、雷达系统、遥测系统、通信系统、多谱传感器系统、指挥控制系统、数据链系统、定向能量武器系统等，认知模块根据系统工作特性对其进行分类、标记，感知到相关信息时进行解析，并将技术参数及相关频谱规划上报于指挥中心，指挥中心通过打击类型发送给相应攻击平台，实施打击。

大功率效应可以保证干扰作用距离远，增强对敌方被干扰设备损伤大，可有效封锁战场无线链路连通，认知技术可以完成智能化的频谱收集、感知、分类等，并依据作战应用作干扰规划、频谱使用规划等工作，使作战干扰完全适应战场大纵深、多层次、快节奏等特点，全面掌握战场电磁频谱控制权。

图4 智能体模块组成及任务处理

3 结 语

未来的联合作战必将是一场全方位、快节奏的电子信息综合战，占领电磁控制权已成为作战双方致胜的武器［3］。大功率认知干扰技术结合了大功率干扰及认知无线电相关技术的优点，通过多智能体模块完成了频谱认知、特性识别、频谱规划、智能干扰、环境监测等功能，给智能化干扰及高效电磁攻击提供了新的思路，在未来战场上将肩负起夺取电磁控制权的重任，其必然会得到广泛的应用。

［1］ 刘传伟，郝 威，刘利江．认知无线电在电磁频谱管理中的应用［J］．2010（1）：11－15．

［2］ 王先义，陈丹俊，刘 斌，等．复杂电磁环境战场频谱管理［J］．中国电子科学研究院学报，2008，3（4）：338－344．

［3］ 冯文江，郭 瑜，胡志远，等．认知无线电中的频谱感知技术［J］．重庆大学学报（自然科学版），2007，30（11）：46－49．

［4］ 刘勇波，樊 祥，韩 涛．高功率微波作用机理及影响条件分析［J］．电子对抗技术，2003，18（4）：41－45．

［5］ MITOLA J．Cognitive radio：Making software radio more personal［J］．IEEE Personal Communications，1999，6（4）：48－52．

O441

A

1008－1542（2011）12－0139－03

2011－06－20；责任编辑：李 穆

张海旭（1984－），男，北京人，工程师，主要从事认知频谱管理研究、信息安全风险评估、高功率微波干扰等方面的研究。