Mar k ⅫA Mo d e 5对抗方法研究

2017-08-02四川九洲电器集团有限责任公司孙盛喜

电子世界 2017年14期

四川九洲电器集团有限责任公司孙盛喜

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Mode 5是西方体制敌我识别系统的最新升级，其对抗方法是当前敌我识别对抗领域的重要研究课题。在总结当前敌我识别系统有效对抗方法的基础上，分析了各种方法对Mode 5的干扰效果。通过定量计算，可知噪声压制对Mode 5的干扰难度并不大，是目前针对Mode 5最为有效的对抗方法。

敌我识别；Mode 5；噪声压制；欺骗利用；应答机占据；高重频脉冲

0 引言

识别敌我是古今中外战争中首先要解决的根本问题之一；在现代电子战和信息战中，准确、可靠、迅速地掌握目标的敌我属性信息已成为交战双方开战的首要前提条件[1]。毫不夸张地说，无法准确识别敌我，就难以避免战场误伤事件。从某种意义上讲，用于识别敌我的敌我识别系统在很大程度上影响和决定了战争的进程和最终结果。

目前存在多种敌我识别的技术手段，这其中使用最广、技术最成熟、参与实战最多的是基于二次雷达体制的雷达敌我识别系统。世界各大国的主要敌我识别手段均采用该体制，如美国和北约使用的西方体制敌我识别系统、俄罗斯和独联体国家使用的东方体制敌我识别系统等。鉴于雷达敌我识别系统的重要性，其对抗与反对抗问题研究已成为电子对抗领域的一个重要研究课题。

Mark ⅫA是西方体制敌我识别系统的最新发展，在Mark Ⅻ基础上增加了Mode 5。Mode 5采用了多种先进技术，具备较强的抗干扰性和安全保密性。目前针对Mode 5的研究主要是工作性能[2]、消息格式[3]、噪声干扰时的误码率计算[4-5]等，没有侧重对抗措施和对抗方法的研究。本文对Mode 5的对抗方法研究，可以为我国敌我识别对抗及反对抗提供一定借鉴。

1 雷达敌我识别系统对抗方法

雷达敌我识别系统通过无线询问-应答方式，建立与待识别目标之间的信息交换通道，实现对目标的属性判别。通过阻断或者加入敌方雷达敌我识别系统的询问-应答信息交换通道，影响其对目标属性的正确判别，都可以达到对抗敌方敌我识别系统的目的。

目前，雷达敌我识别系统的对抗方法主要有四类：噪声压制干扰、欺骗利用、应答机占据和高重频脉冲干扰等[6]。

1.1 噪声压制干扰

在敌方敌我识别系统的工作频点上，对抗设备发射较强的噪声调制信号，阻塞敌我识别系统的接收信道，使之无法完成正常的信息交换。西方体制敌我识别器使用固定的工作频率，有利于噪声压制干扰的实施。

1.2 欺骗利用

对抗设备侦收敌方的询问和应答信号并加以存储。当收到敌方询问机发出的询问信号时，转发对应模式的应答信号，敌方询问机会将我方目标识别为友方，失去分辨敌我的能力；另外，对抗设备也可以发出敌方询问信号，诱使敌方应答机应答，暴露敌方目标的行踪。

美军敌我识别信号采用了加密手段，仅依靠战时的侦察分析是不够的，需要平时广泛搜集，才能在战时发挥作用。

1.3 应答机占据

应答机发射应答信号，或者收到询问旁瓣抑制信号时，会抑制对其后一段时间内收到询问信号的处理。如果干扰设备重复发射敌方询问信号或询问旁瓣抑制信号，其威力范围内的敌方应答机会被占据。此时，敌方询问机就无法完成对这些应答目标的属性判别。

应答占据充分利用了雷达敌我识别系统的弱点，用不大的功率就可以瘫痪敌我识别系统，是一种高效的对抗方法。

1.4 高重频脉冲干扰

敌我识别系统的询问应答信号是一组加密脉冲，如果提前侦获其脉冲宽度和间隔等参数，即便不知道其携带信息，干扰设备也能以极高的频率发射一组与敌方询问应答信号脉宽和间隔相同的脉冲串，该信号与敌方信号产生交叠，影响敌方询问机和应答机解码，降低其识别概率。

2 对Mode 5干扰效果分析

上节阐述的针对雷达敌我识别系统的主要对抗方法，可以对Mark Ⅻ系统发挥有效的干扰。Mode 5是美国为了应对信息化战争下的复杂电磁环境，而对敌我识别系统进行的最新升级。下面分析上述对抗方法对Mode 5的干扰效果。

2.1 欺骗利用

Mode 5采用了时间同步和新的加密体制，加密间隔很短，侦收到的信号只在几秒内有效；询问机和应答机增加了应答重复保护和询问重复保护功能，可以识别转发信号；另外，应答信号采用随机应答延时技术，信号到达时间与目标距离不再是线性关系；而且，Mode 5加密强度高，基本无法破译。因此，难以实现对Mode 5的欺骗利用。

2.2 应答机占据

如前文所述，Mode 5加密间隔短，侦收到的询问信号很快失效，而且应答机还可以识别转发信号，所以通过侦收询问信号并转发并不能占据应答机。

另外，Mode 5应答机收到询问旁瓣抑制信号后的抑制时间很短，而且可以识别虚假的询问旁瓣抑制信号，所以通过转发询问旁瓣抑制信号也不能占据应答机。

2.3 噪声压制干扰

询问机使用定向天线，应答机使用全向天线，在雷达敌我识别系统的信息交换通道中应答机属于薄弱环节。噪声压制通常用于干扰应答机，影响其对有效询问信号的接收，干扰效果表现为询问机的威力产生回退。

对扩频系统来说，干扰容限Mj表示系统能在多大干扰环境下正常工作的能力，定义为：

其中：Gp为扩频系统的处理增益；(S/N)out为解扩输出端要求的信噪比；Ls为扩频系统的内部损耗。综合考虑Mode 5技术体制和工程实现，其Mj约为-4.5dB。这表示信噪比小于4.5dB时，Mode 5就已经无法正常工作。下面以美军机载询问机AN/APX-125(V)为例，定量计算噪声压制的干扰效果。

AN/APX-125(V)设备端口功率2.4KW，馈线损耗5dB，天线增益8dB；Mode 5标准应答机灵敏度-80dBmW，馈线损耗5dB，天线增益0dB，接收带宽12MHz；噪声压制设备距离询问机300Km，干扰功率谱密度为1KW/MHz。

以询问机S为原点，指向噪声压制设备J的方向SJ为x轴，建立图1所示的直角坐标系。经计算，无干扰时，询问机S的威力为285Km；有干扰时，询问机的威力被压缩在半径为(82+181)/2Km的圆内，询问机有效识别范围的面积只有原来的约1/5。也就是说，在距离询问机300Km远、功率为12KW的频率瞄准噪声压制设备作用下，询问机的作战效能大打折扣。

2.4 高重频脉冲干扰

高重频脉冲干扰通常也用于干扰应答机，以极高的频率转发询问信号，转发信号与敌方询问信号产生交叠，从而导致应答机无法应答正常询问信号。

Mode 5询问信号分为同步脉冲和数据脉冲两部分，同步后才会触发对数据脉冲的解码。对Mode 5高重频干扰有两种方式，一种是发射多组嵌套的同步脉冲，不断触发应答机对数据脉冲的解码，使其数据脉冲解码电路饱和，无法接收正常询问信号；第二种是发射功率较大的同步脉冲串，遮盖敌方询问机的信号。

图1 噪声压制对A N/A P X-1 2 5(V)的干扰效果

对于第一种方式，已知Mode 5应答机具备一定的处理交织询问能力，另外，如果其数据脉冲解码通道数足够，那么高重频脉冲对其干扰效果并不好。对于第二种方式来说，由于Mode 5采用了扩频技术，即使干扰同步脉冲串与正常询问信号有交叠，也需要干扰同步脉冲串功率大于正常询问信号时，才会影响应答机对正常询问信号的接收。