干扰压制系数在通信对抗态势构建中的应用

孔德强，李文生，王国民

（中国人民解放军63893部队，河南 洛阳 471000）

0 引言

为适应军事斗争准备转变和信息化作战的发展要求，近年来全军部队深入推进复杂电磁环境下的基地训练，这既是创新通信训练的重要实践，又是加快生成和提高通信兵体系作战支撑保障能力的重要举措。为进一步提高训练方案的科学性与合理性，有效提升参训部队的作战能力，需要在对抗态势构建上下功夫，使训练态势更加符合作战想定。

对抗态势包括对抗的“态”和“势”两方面，“态”是“势”的物质基础，“势”是“态”在时空中的综合表现，“势”在“态”的变化中形成，并通过“态”的改变而释放。通信对抗是一个动态过程，对抗态势在这个动态的过程中随着时间的变化而变化，但它又有相对稳定性，只有当对抗状态发生质的变化时，才可能引起对抗态势的改变。通信兵基地训练的对抗态势包括静态因素和动态因素，静态因素主要包括场区环境、作战能力、兵力部署、战损等，其中通信距离和干扰距离是通信对抗兵力部署的主要指标，是通信兵基地训练对抗态势构建的关键参数[1-2]。因此，需要在深入研究参训装备战技性能的基础上，将战场等效搬移，根据基地训练条件合理限定对抗双方的参数设置，通过战术计算，得出通信部队基地训练中的通信距离和干扰距离，为参训部队提供一个逼真的战场抗干扰环境。

1 理论基础

1.1 干扰压制系数

干扰压制系数是通信干扰效能评估中一个十分常见的效能指标，它定义为达到有效干扰时，通信接收机输入端内（或外）的干扰功率与通信信号功率之比[3-5]，表示为：

式（1）中，PJ、PS分别为接收机接收到的干扰信号功率和通信信号功率，其dB形式的计算公式分别为：

式（2）中，Pj为干扰机的发射功率（单位：dBm），Gjr为干扰机天线在通信接收机方向上的增益（单位：dB），Grj为通信接收机天线在干扰机方向上的增益（单位：dB），γj为干扰的极化损失（单位：dB），Ljr为干扰信号的基本传播损耗（单位：dB），Lr为通信接收机的馈线损耗（单位：dB），Lj为干扰机的馈线损耗（单位：dB），Brj为由干扰信号和通信接收机的频率对准程度决定的干扰功率进入通信接收机的比值（单位：dB）。式（3）中，Pt为通信发射机的发射功率（单位：dBm），Gtr为通信发射机天线在接收机方向上的增益（单位：dB），Grt为通信接收机天线在通信发射机方向上的增益（单位：dB），Ltr为通信信号的基本传播损耗（单位：dB），Lt为通信发射机的馈线损耗（单位：dB）。

根据式（2）、式（3）可以得到干扰信号的基本传播损耗和通信信号的基本传播损耗的计算公式分别为：

1.2 Egli模型

Egli利用美国联邦通信委员会（FCC，Federal Communications Commission）所收集到的实验数据，对地反射引起的两射线模型进行了修正，得到了一种半经验半理论的传播模型[6-7]，计算公式为：

式（4）中，f为频率（单位MHz），d为距离（单位km），ht为发射天线高度，hr为接收天线高度。

Egli模型所采用的实验数据，其通信距离小于50 km，频率在40～910 MHz之间。该模型中并不包含地面导电率和地面相对介电参数，所以实践中用起来很方便。

1.3 视线距离

由于地球是球形，凸起的地表面会挡住视线，因此视线到达的距离有一定的限制。所谓视线距离，就是指视线所能到达的最远距离[5]。当考虑大气的不均匀性对电波传播轨迹的影响时，视线距离的计算公式为：

2 干扰压制系数测试

以微波接力通信为例，描述干扰压制系数的测试方法。2台接力机相距D1部署，天线架高分别为H1、H2，发信接力机通过 20 dB固定衰减器和1 dB/10 dB可调衰减器连接发射天线，收信接力机通过20 dB固定衰减器连接接收天线，频谱仪通过三通转接头接收通信/干扰信号。1台干扰机部署于两台接力机连线上距收信接力机 D2的位置，天线架高H3m，干扰机通过20 dB固定衰减器和1 dB/10 dB可调衰减器连接发射天线。接力机干扰压制系数测试示意图如图1所示。

图1 接力机干扰压制系数测试示意

测试步骤为：

1）接力机建立定频通信链路后，调节可调衰减器改变发信端发射功率，使收信端接收信号电平大于接收灵敏度10 dB以上，直到接力机刚好能够正常通信。

2）干扰机发射干扰信号，对通信链路接收端实施干扰，干扰带宽小于频谱仪监测到的通信信号带宽。

3）调节干扰机的可调衰减器，改变干扰发射功率，直到通信链路刚好被完全压制。

4）使用频谱仪分别测试收收信端接收到的干扰信号功率和通信信号功率，根据式（1）计算干扰压制系数。

根据前面所述的测试方法，对某型微波接力机进行干扰压制系数测试。测试条件为：通信距离300 m、干扰距离120 m、发信天线高8 m、收信天线高8 m、干扰天线高4.5 m，进行话音通信。频谱仪监测到的通信信号带宽为0.65 MHz，选取干扰信号带宽分别为0.1 MHz、0.5 MHz，当接力机刚好能够正常通信时，测得的通信信号功率均为-79 dBm；当通信链路刚好被完全压制时，测得的干扰信号功率均为-78 dBm，因此可以计算得到的该型接力机的干扰压制系数为1（单位：dB）。

3 兵力部署计算

3.1 通信兵兵力部署计算

通信兵部署中，通信距离是一个关键要素，下面以某型微波接力通信系统为例，计算其在特定条件下的通信距离。对于微波接力通信系统，假设系统总功耗为50 W，转换效率为10%[4]，则发射机的发射功率为37 dBm。假设发射、接收天线的增益均为10 dB,发射机天线和接收机分别在对方天线方向图的视轴方向，发射机、接收机的馈线损耗均为4 dB[8]。若接收通信信号功率为-79 dBm，根据式（5）可以计算出通信链路的基本传播损耗为128 dB。

假设发射天线高度为8 m、接收天线高8 m、通信频率为420 MHz，通信距离与链路基本传播损耗的关系如图2所示[9]。图2中，为了便于观察，将基本传播损耗以负数形式表示。

图2 通信距离与链路基本传播损耗的关系

图2中，当通信链路的基本传播损耗为128 dB时的通信距离为6.9 km。将h1=8、h2=8代入式（7），可知视距传播距离为23.3 km。因此，根据图2中仿真条件，为使接收通信信号功率为-79 dBm，通信距离应为6.9 km。

3.2 干扰力量兵力部署计算

干扰力量部署中，干扰距离距离是一个关键要素，下面以对抗某型微波接力通信系统为例，计算干扰力量部署过程的干扰距离。对于微波接力通信干扰装备，假设系统总功耗为80 W，转换效率25%，则干扰机的发射功率为43 dBm。假设干扰机和通信接收机均偏离对方天线方向图的视轴方向，干扰机天线在通信接收机方向上的增益为6 dB，通信接收机天线在干扰机方向上的增益为7 dB，干扰机天线与通信接收天线的极化方式相同，通信接收机的馈线损耗为4 dB，干扰机的馈线损耗为1 dB，干扰机实施拦阻式干扰，干扰功率进入通信接收机的比值为 10 dB。若接收机接收到的干扰信号功率为-78 dBm，根据式（4）可以计算出干扰信号的基本传播损耗为119 dB。

假设干扰天线高度为 4.5 m、通信接收天线高8 m、干扰频率为420 MHz，干扰距离与干扰信号基本传播损耗的关系如图3所示。图3中，为了便于观察，将基本传播损耗以负数形式表示。

图3 干扰距离与干扰信号基本传播损耗的关系

图3中，当干扰信号基本传播损耗为119 dB时的干扰距离为3.1 km。将h1=4.5、h2=8代入式（7），可知视距传播距离为20.4 km。因此，根据图3中仿真条件，为使接收机接收到的干扰信号功率为-78 dBm，干扰距离应为3.1 km。

4 结语

在研究干扰压制系数和传播模型的基础上，设计了通信装备干扰压制系数测试方法，提出了一种基于装备干扰压制系数计算通信距离和干扰距离的方法。研究成果将基地在试验领域的技术优势和在训练领域的精细化需求结合在一起，具有一定的应用价值，不仅为通信部队基地训练中的阵地开设和兵力部署提供了技术支撑，同时，对基地的试训一体化建设也具有一定的启示作用。

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