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短波抗干扰方法实战性研究❋

2014-11-28卢亚龙赵建超

舰船电子工程 2014年8期
关键词:发信短波台站

卢亚龙 赵建超 韦 伟

(91497部队 宁波 315122)

1 引言

军事通信抗干扰已成为信息化作战关注的焦点和难点。为了提高通信部队在复杂电磁环境下的实战能力,探索不间断信息传输手段,保障最低限度通信效能,着力解决“联通不稳定,网络易干扰”等重难点问题,本文主要从干扰类型上进行分析,开展抗干扰方案研究,并立足于实战演练,在此基础上对干扰中的几个关键问题进行验证,提出短波抗干扰的一些新方法和结论。

2 干扰类型

依据通信设备实施干扰的特点,通信干扰分为有源干扰[1]和无源干扰两大类。有源干扰是一种主动性干扰,是通信对抗中的主要方式,最具威胁性,且目的性明确,包括压制性干扰和欺骗性干扰[2]。无源干扰是通过干扰使对方设备产生错觉,以达到掩护目标的目的,主要用于防御。

2.1 压制性干扰

压制性干扰[3]通常采用的方法是通过干扰设备向敌方发射大功率的干扰信号,干扰方式包括噪声干扰、脉冲干扰和连续波干扰。压制性干扰的目的是使敌方收到的回波信号被淹没在干扰信号中,接收设备不能正常工作。压制性干扰对各种体制的通信设备均有明显的干扰效果,应用广泛。

几种常见的压制性干扰:

1)瞄准式干扰。瞄准式干扰是指干扰的载频与信号频率重合。频谱示意如图1所示。瞄准式干扰的功率集中,干扰频带较窄,干扰能量全部用来压制敌方的通信信号,干扰功率利用率高。但要求频率重合度好,对干扰机性能要求高,且要求有侦察部分作为干扰频率引导。瞄准式干扰一机干扰多目标的情况在军事中已经被广泛应用,一般情况下,瞄准式干扰在短波波段用于压制敌方重要作战部队的指挥通信以及前沿部队的重要通信。

图1 瞄准式干扰频谱示意图

2)半瞄准式干扰。半瞄准式干扰与瞄准式干扰相比,频率重合准确度略差或没有完全重合。通常干扰信号的频谱比被压制的敌方通信信号频带宽度宽。干扰频谱能全部或绝大部分通过敌方接收机的频率选择同路,虽然与敌方信号的频谱频率[4]重合度不高,但也能形成一定程度的干扰。半瞄准式干扰的缺点是功率不集中,利用率低,一般情况下使用较少。

3)阻塞式干扰。阻塞式干扰的干扰频谱很宽,通常能覆盖敌方通信台站的整个工作频段。阻塞式干扰分为连续阻塞式干扰和梳形阻塞式干扰两种。频谱示意如图2所示,连续阻塞式干扰在整个频段内发射干扰信号,同时压制该频段内[5]的通信信号。梳形阻塞式干扰的干扰频带呈梳形,落入这些频带内的通信信号受到干扰。阻塞式干扰的优点是无需频率重合设备,也不需要引导干扰的侦察设备,设备相对简单。能够同时压制频带内多个通信台站。其缺点一是干扰功率分散且效率不高;二是在发射阻塞式干扰时,落入频带内的己方通信信号也将受到干扰。

图2 阻塞式干扰频谱示意图

4)扫频式干扰。扫频式干扰是指干扰发射机的载频在较宽的频段内按某种方式由低端到高端,或由高端到低端,连续变化所形成干扰。扫频式干扰系统是自动化程度较高的干扰系统。对预干扰信道,通过提前预置的方式进行存储,并在一定的频段范围内反复扫描,当被预置信道的信号出现时,便可自动随机干扰。这种干扰具有干扰反应时间短、机动中仍可进行干扰、管理方式自动化等特点。

2.2 欺骗性式干扰

有源干扰的另一种有效途径是欺骗干扰[6],通常采用的手段是产生与真实目标回波相近的调频、调相、调幅脉冲或连续波等虚假信息,产生距离门拖引、速度门拖引、角度等欺骗,误导对方的接收信息,造成接收设备做出错误判断,达到干扰的目的。

当前,通信干扰设备普遍采用大功率、宽频带干扰机,具有可编程以及干扰战术跳频和同时干扰多个目标的能力。采用多个接收机,多个激励器和高功率晶体管的固态功率放大器,与高增益的天线匹配[7],可同时在很宽的频率范围内监控和干扰敌方多个辐射源。

3 短波通信抗干扰方法及应用

针对干扰的类型和方式,短波通信抗干扰首先需要从技术层面出发,包括时域、频域、功率域、空间域、速度域等多个方面,实现多维空间的抗干扰。由于扩展频谱技术具有信号频谱宽、波形复杂、参数多变、安全隐蔽等显著特点,已成为当代通信抗干扰技术的重要体制。常用的有直接序列扩频技术、跳频技术、跳时技术、混合扩频技术等。还有非扩展频谱类的抗干扰技术,如自适应天线技术、猝发通信技术、纠错编码与交织编码技术、分集技术等[8]。所有的抗干扰技术常常在实战中需要综合运用。

与抗干扰技术相对应的是抗干扰方法的具体战术应用,在实战中,能够机动灵活地使用抗干扰方法对提高通信效率具有极大的影响,主要表现在两个方面[9],一是增强我方的反侦察能力,加大敌方截获频率的难度;二是在干扰情况下采用合适的处置方式增加通信达成的有效性。

3.1 通信反侦察

敌达成通信干扰成功性的首要条件是侦察截获短波通信所使用的频率,只有明确短波通信中所使用的频率波段才能选择合适的干扰方式和干扰强度,对于抗干扰而言,首要工作就是要减少无线电被敌方侦察到的机会[10~11]。

首先机动力量要根据电磁波的物理传输特性,利用地形、障碍,将无线电通信设备配置在背敌的一面,使用方向性较强的天线,以减少对敌方向的电磁辐射,达到隐蔽我方通信的目的。

短波通信过程中,尽量将频点设定到抵近敌电台或抵近敌工作频率附近,使敌漏侦、漏扰;在组织通信网络时使用自适应的工作方式,增加无线电侦察难度;在达成通信联络的过程中尽量降低无线电发信功率,并减少呼叫、会话、工作时间,减小敌侦察到的概率;尽可能使用数据报、数字报、极低速等类似于干扰信号的方式工作,增加敌侦察判断时间。

与此同时,开设备用网和隐蔽网,保障被敌侦察后的通信快速恢复;建立佯动网,隐蔽真实工作网络通信联络,欺骗和迷惑敌无线电侦察,造成其判断上的错误。

3.2 通信中的抗干扰具体应用方式

在联络过程中通信频率被敌侦察干扰时,可通过正确的处置手段进行恢复联络。

1)硬抗处理。被敌方干扰后,不需要立即改频,有可能遭遇到的干扰是敌方覆盖式干扰,而我方备用频率需要进行保护,首要措施是在原通信频率下进行处理。可通过增大发信功率,调整收发信天线方位尽量对准联络对象,使用801数据、极低速或等幅报干扰能力较强的方式进行硬抗,力求达成联络;根据敌干扰设备不能持续性干扰的情况,利用敌干扰间隙时间,使用短波超快速通信手段进行猝发通信,以快抗扰,达成最低限度通信;采用多次发送、大数判别的方法,通过多次发送,在接收端进行多次判别,力求报文合成完整。

2)机制性改频。当干扰太强,采用硬抗手段依然无法达成通信联络时,需要通过更换通信频率重新建立联系。改频过程中,收、发双方的改频机制和改频时间必须有机统一,如硬抗时间为10min,10min后无法达成联络的,双方预定联络时间在(10+T1)同时改备用频率1工作,如备用频率1仍然被干扰,双方预定在(10+T1+T2)同时改备用频率2工作,以此类推,如备用频率改完后仍无法工作,双方按频率顺序循环呼叫守听,如超过一定的时间仍未达成联络,双方回到原频率保持守听。同时,改频过程中,备用频率跨度要尽可能拉大,增加敌侦察设备截获我新通信频率的时间。

3)迂回、佯动、隐蔽处理。通信台站可以根据干扰情况,结合联络对象所处位置,通过迂回通信方式达成联络,选择合适的通信台站(敌方干扰效果较弱)进行转告、转报。如A台到B台联络困难可通过C台转信,C台到D台联络困难时可通过E台转信。组织电台进行无线电佯动,以假护真,设置假的联络对象,实施假的无线电通报,误导敌方以为我方进行沟通联络,引诱敌干扰而减轻其他网络的干扰,欺骗和迷惑敌无线电侦察,造成其判断上的错误。与此同时,结合敌干扰情况必要时可以真假网络互换,实施交替掩护,使敌摸不清真正的通信网络。建立隐蔽网或隐蔽频率,当正常通抗网络被敌干扰无效或是失联系后,启用隐蔽网或隐蔽频率。

4 实战演练中的结论及验证

基于对干扰类型的分析和对通信中被干扰后处置方式的研究,同时为了检验在不同干扰样式下,短波通信中各种通信方式的实际通信效率,本文跟踪调研了一次为期15天的实战通、抗演练,选用了固定台站、机动台站、海上编队台站作为相互联络群,某电子对抗部队实施干扰。验证了发信功率、台站互控和转信以及短波通信方式(干扰条件下)效能,得出一些阶段性结论和成果。

1)发信功率。理论上,在遭受干扰时,加大发信功率,可以提高通信效能,但是在此过程中频率暴露也更加明显,敌必定增大干扰功率,直至我方通信终止,所以在增大功率的过程中需要考虑:(1)大功率保障,小功率工作。当频率暴露后,在暴露频率加大发信功率,更改后的频率小功率工作,确保功率频率的保密性;(2)固定台站、机动台站、海上编队台站对于加大发信功率的考虑也不尽相同,结合自身的机动性能,防止敌物理性攻击,固定台站、海上编队台站慎用。

2)互控和转信。对于不同方位、不同距离、受干扰程度不同的台站可以通过异地互控达成通信,根据不同的台站种类,选择合适的互控方式(控发、控收、收发全套互控)。转信受地域、方位及报务员水平影响较大,可根据干扰情况,实施多站台转信,甚至可以依据干扰情况,实现互控、转信综合运用。

3)不同通信方式的抗干扰效果。

· 明话报:可以在中大干扰情况下通信,抗干扰较灵活,但易被监听识别,时效性低。

· 密话报:对信号要求较高,通信时效性低。

· 等幅报:人工抗干扰能力强,信号易被截获,通信时效性低,抗移频干扰能力强,抗噪声干扰能力弱。

·801印子报:对信号要求较高,通信时效性好,在移频干扰下效果较好。

· 极低速:抗干扰能力强,在中小干扰时可以保持通信,实效性极低。

·413数据报:对信号要求高,时效性低,移频干扰下基本无法工作。

5 结语

本文对干扰的类型,短波抗干扰的方法和应用进行了详细的阐述和探讨,并结合实战对抗演练,在对抗中得出抗干扰的经验和结论,验证效能。总之,在抗干扰短波通信中,综合各种现有的技术,着眼于实战,并机动灵活运用各种战术手段思想,与敌斗智斗勇;同时拓宽眼界,研究干扰、抗干扰的技术难题和发展趋势,确保复杂电磁环境下反侦察、抗干扰的实际效能。

[1]Orlova M V.Active jamming compensation in complex location systems[C]//Electronic Instrument Engineering Proceedings,APEIE,2000:242-244.

[2]苟彦新.无线电抗干扰通信原理及应用[M].西安:电子科技大学出版社,2005:202-218.

[3]Shi Hongyin.An algorithm of SAR GMTI in the presence of blanketing jamm-ing[C]//Synthetic Aperture Radar,APSAR,2007:559-562.

[4]陈锡明,祝正威.新型雷达辐射源识别专家系统的研究与实现[J].系统工程与电子技术,2000(8):58-62.

[5]郭德淳,张俊,费元春.一种数字侦察接收机的快速测频方法[J].现代雷达,2002(4):57-59.

[6]Lingyan Dai,Rongfeng Li,Yongliang Wang.A Blanket Deception Jamming Rejection Approach Based on Jamming Sample Recognition[C]//Microwave and Millimeter Wave-Technology,2007:1-4.

[7]董晖,姜秋喜,毕大平,等.数字接收机中基于TMS3206416的数字下变频技术[J].电子技术应用,2003(3):49-51.

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[11]冯桂,林其伟,陈东华.信息论与编码技术[M].北京:清华大学出版社,2007:3.

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