RCIED干扰对抗技术研究∗

（91977部队 北京 100036）

1 引言

近几年来，简易爆炸装置（Improvised Explosive Device，IED）作为一种不对称作战和恐怖袭击武器，越来越广泛地被反政府武装和恐怖份子所使用。其中利用无线电遥控引爆的简易爆炸物装置，被称为遥控简易爆炸装置（RCIED），含有具破坏性、致命性、毒性、爆炸性或易燃性化学物质，用以执行恐怖袭击、路边伏击、阵地守卫等活动［1］。RCIED可以使用任何材料和引信制造，极具伪装性。其大小、工作方式、容器和运输手段各不相同。由于RCIED制作材料易获取、技术门槛低、成本低廉、可大量制造，在近年来的恐怖袭击中，RCIED已成为恐怖分子的常用攻击手段。

传统的RCIED干扰方式，通常是在民用通信频段上利用高功率发射机发射超宽带噪声信号或扫描信号，迫使RCIED接收机无法正确解析起爆信号。然而，随着近20年来无技术的发展，尤其是抗干扰技术的演进，传统干扰手段作战效能大幅降低，迫使RCIED防爆技术不断发展和演进。灵巧干扰、精确干扰、智能化干扰技术已经成为RCIED防爆干扰技术的发展方向［2］。

2 RCIED干扰对象研究

RCIED最初被用于战场使用时，其所用控制媒介通常是遥控玩具、模拟对讲机这类通信过程简单、极易购置和改装、不受环境限制且具备一定的防误触发措施的装置。使用者可适时及时触发引信，对目标造成袭击。随着RCIED防爆干扰技术的发展，尤其是宽带拦阻式大功率无线电干扰装备的应用，使得该类装置使用效能大幅降低。多样化终端、多抗干扰手段被用于制作RCIED，主要包括:2G/3G/4G手机、数字对讲机、ISM大功率遥控终端、遥控门铃、汽车遥控锁、工业遥控装置、卫星电话等。

RCIED主要由三部分构成:无线接收装置、引信和爆炸物。操作者通过无线发射装置发送遥控引爆信号，无线接收装置接收到该引爆信号，识别放大电路对接收的引爆指令进行分析并驱动引信装置（如电雷管等）对爆炸物进行引爆。RCIED遥控原理如图1所示。

图1 RCIED遥控原理

工作频带分布广、工作制式种类多、调制样式差异大、抗干扰手段各不相同，是RCIED防爆干扰技术面临的主要难点。RCIED接收机通信制式汇总如表1所示。

3 RCIED干扰对抗模型

3.1 RCIED干扰信号传播模型

RCIED干扰对抗所设计的物理尺寸大致在30m～200m，频率范围20MHz～5.9GHz，其中干扰信号在近地场传输的损耗模型是RCIED干扰对抗系统中干扰信号EIRP的重要参考模型。利用RCIED干扰模型，可评估针对不同对象在不同干扰样式、干扰功率下的干扰距离预期。

无线电波近地典型的测试统计传播模型包括移动通信常用的Okumura和Hata模型，Egli模型，以及ITU统计模型等。适用于RCIED干扰对抗的选择传播模型为Egli模型，该模型为考虑了双线传输的一种测试统计模型，比较其适应于VHF/UHF频段近距离、近地面无线电磁波衰减计算。其简化计算公式如下:

式中，Ld为干扰信号在距离d处接收机位置的干扰信号衰减量；f为干扰信号载波频率；h1是发射机天线等效高度；h2为接收机天线等效高度；B为修正因子。修正因子B的取值通常为5dB～15dB，其计算需参考主载波频率并结合大量实测计算。

干扰计算的有效条件:

式中，EIRP为等效辐射功率，Ld为无线路径损耗，P接收机为接收机端口等效功率，S为压制系数，其计算公式如下:

式中，K为最低解调信噪比或抗干扰设计余量；Bandwith干扰为干扰信号等效带宽；Bandwith接收机为接收机等效接收带宽。

结合式（1）～（3），可推得特定针对特定干扰对象的在干扰距离d要求下的等效辐射功率:

结合干扰系统在特定频带内的干扰波形参数和目标对象接收机参数，即可求得干扰系统所需EIRP值。

表1 RCIED接收机通信制式汇总表

3.2 典型干扰系统指标评估

RCIED干扰对抗中，干扰系统最核心的指标包括:发射机等效辐射功率、干扰信号带宽、天线高度等。基于3.1节干扰信号近地损耗传播模型，我们可以对已知的干扰系统，对其系统作用指标进行评估。

比如:某干扰系统各频带内发射机系统指标如表2。

表2 某干扰系统各频带内发射机系统指标

根据干扰信号传播损耗模型并代入干扰机、接收机物理参数，计算可得到该干扰系统对不同对象的预估干扰距离，针对该干扰机系统，我们在外场进行了实地干扰测试，并得到实测干扰距离，发射机、接收机性能与理论值稍有差异，具体值如表3。

实测结果显示，大部分对象预估值与实测值偏差在10%左右，卫星电话实测结果正偏离较大，原因是实际卫星电话接收机功率水平低于预估水平。

3.3 干扰信号波形的影响

RCIED干扰中，影响干扰距离的主要指标在于等效辐射功率和接收机的物理性能。除此之外，干扰波形也能在一定程度上影响干扰性能。

电子对抗中常见的三类干扰方式为噪声干扰、扫频干扰、点频干扰。噪声干扰方式，与扩频技术类似，将功率能量在频域进行扩展，其频谱展宽通常达数十兆赫至数百兆赫，优势在于频率覆盖全，缺点在于功率谱密度极低，通常只对抗干扰能力较弱的终端有效。扫频干扰方式，与跳频技术类似，干扰信号载波频率在一定的频率范围中，逐个跳动，优势在于干扰信号功率高，缺点在于频率覆盖实时性较差，通常用于干扰时间敏感度较低、频率特征信息较明确的对象。点频干扰方式，与定频通信技术类似，干扰频率与目标通信频率一致，采用特定的调制方式实施干扰，其优点在于干扰功率强、干扰频率准确，缺点在于需要通过一定技术手段获知目标频率。三种干扰方式的波形图如图2所示。

对于各频段不同目标对象，往往是采用三类基本干扰方式的组合应用，以及时域、频域和调制域（波形）上针对不同通信制式的特点，采用不同的调制样式、调制带宽、驻留时间、干扰功率等组合。对于某些特定通信制式，还可应用在三类基本干扰方式上衍生的多载波（多个点频）、跳频（特定频点扫频）等干扰策略，达到更好的干扰效果。

基于第2章节对RCIED干扰对象的研究，针对不同对象的通信制式和抗干扰方式，我们梳理了对应的干扰波形设计思路，如表5所示。

表3 不同目标预估干扰距离与实际干扰距离

图2 三种干扰方式的波形图

表5 不同目标对应的干扰波形

4 RCIED干扰对抗技术发展趋势

RCIED对抗干扰技术在国内外已有成熟应用，尤其是美国国防部与2007年提出了联合对抗无线电简易爆炸装置电子战（JCREW）项目，大幅降低战场人员受RCIED袭击伤亡的同时，对RCIED干扰对抗技术的产生、应用和发展起到了极大的推动作用。目前，美军已在阿富汗战场、叙利亚战场投入了数万套军用RCIED干扰装备，其装备已达到第三增量水平。

与美军制式装备相比，国内RCIED干扰对抗技术仍存在较大差距，主要体现在:干扰方式缺乏灵活性、干扰信号带宽冗余、天线技术落后、硬件架构冗余等。为此，国内RCIED干扰对抗技术应向灵巧干扰、精确干扰、认知干扰、智能天线等技术方向不断发展，从以下几个方面，提升RCIED干扰对抗技术水平。

1）提升干扰效能、降低发射功率；

2）对抗装备小型化；

3）对抗装备智能化；

4）快速威胁探测；

5）硬件通用化、软件可重构。

5 结语

RCIED干扰对抗技术是目前应对RCIED袭击的主要手段之一，对RCIED干扰装备的设计、验证、使用起到至关重要的作用。本文分析了当前主流的RCIED遥控装置通信制式、抗干扰能力，提出了RCIED干扰对抗的评估模型，并对典型的RCIED干扰系统进行了分析和测试，最后总结了RCIED对抗干扰技术的不足并提出了发展方向，对今后的研究有一定的指导意义。