论现代通信电子战系统的特点及抗干扰技术

摘要:通信电子战义通通信电子战也称通信对抗或无线电通信对抗,是军事上为削弱、破坏敌方通信系统的使用效能和保护已方通信最统的有效使用所采取的措施和行动的总称。通信电子战是电子战的重要组成部分。介绍了电子站的概念、我国电子战通信干扰系统、我军电子系统现状、我军的电子战技术策略等,适合军事专业、通信工程、电子工程的毕业论文。引言:自海湾战争以来,电子战的威力已被世界所公认。

关键词:通信,电子战,技术

电子战主要包括:即电子支援措施(ESM)、电子对抗措施(ECM)、电子反对抗措施,通信对抗措施既是电子对抗的重要组成部分,又是通信的伴生物,它的主要任务是:截收,检测、测向定位和识别敌方的通信信号,进而采取通信干扰措施,达到阻止破坏或削弱敌人C41系统,同时又要保护己方通信畅通是双方在通信领域内为争夺制电磁权而展开的电子对抗,专家认为:未来战争,交战双方谁赢得了制电磁权,谁就赢得战争的主动权,乃至整个战争。

一、现代通信对抗的特点

通信对抗经过几十年的发展,进入当今的信息时代,已发生了深刻的变化,注入了很多新的内容。主要表现为:

1、通信对抗技术与通信技术同步发展,并且两者出现了交叉与交融

通信方式从单网台工作向综合多网台发展时,通信对抗也迅速从单部干扰机作战转向系统对抗。新的通信方式跳频、扩频通信一出现,则多种干扰样式,跳频、扩频通信干扰也立即跟上。当C41作为一种系统开始成为现代战场体系的核心,世界各国对于C4CM(C41对抗措施)的研究很快成为热门课题。通信对抗技术的向前发展,又推动了通信方式的不断更新。

――如今,对于研究通信技术一方,希望利用通信抗干扰原理,在确保已方通信的同时,向敌方实施干扰;对于研究通信对抗一方,也希望在向对方施放干扰时,能将已方的通信信息调制在干扰载波上发射出去。这样,既能保护已方的通信,又能破坏敌方的通信,并将两种目标同时实现。

2、通信对抗的工作频段向两极扩展

随着通信的发展,通信对抗的工作频段由低端深入到超长波甚至声纳波段,以对付海上舰船、海底潜艇的通信。由高端扩展到毫米波、亚毫米波乃至光通信。这样使通信对抗在频域上能与雷达对抗、光学对抗、声学对抗等的工作频段相融。

3、通信对抗己发展成为系统对抗,电子一体化成为发展趋势

在现代战争中,C41系统日趋成熟,使系统对抗、体系对抗成为现代高技术战争的基本特征。系统对抗的核心就是作战双方在保持已方的C41系统发挥正常效能、设法去破坏或削弱对方的C41系统,是双方以已方的C4CM破坏对方的C41系统的对抗。由于各种电子对抗的工作频段都在相应扩展,通信情报、雷达情报、光电情报的相互支援,多种干扰手段的综合使用,促使通信对抗的一体化发展成为必然趋势。

4、通信对抗成为一种独立随电子战兵器

目前,通信对抗广泛使用于陆、海、空和其他兵种。例如,有通信侦察车、测向车、干扰车,通信侦察船、舰载通信干扰系统,无人机载通信对抗系统,直升机通信对抗系统,远距离作战的通信电子战专用飞机,通信侦察卫星等。这些战略和战述通信对抗装备,已成为现代战争中的重要手段。

二、通信抗干扰主要技术

(一)扩展频谱抗干扰技术

1、跳频扩频技术(FH-SS):跳频技术是用扩频码去进行频移键控,使载波频率不断跳变而扩展频谱的一种方法,因技术比较成熟,抗干扰能力较强,已在战术通信中得到广泛应用。国外自60年代起开始研究,到了80年代,跳频电台已成为世界各主要国家的重要通信装备,到了90年代更融入了DSP技术和计算机网络技术,目前正向着适应、高速,变数率和宽带的方向发展。

(1)自适应跳频,使得适应带宽和速率调整更加灵活。典型设备美国的Milsta军事星在EHF频段因频谱资源丰富,可在1GHz的频带内实现快速宽带跳频,使得现有的干扰技术无法对它实施有效的干扰。英国Racal公司生产的Panther-H高频电台有通用定频、自适应定频和智能跳频三种方式。在智能跳频方式中可对128个频率扫描,从中选出一组静噪频率据称这种智能跳频方式在传输质量上优于传统方式。采用跳速多变的方式,可不断打乱敌方的侦察和跟踪部署,是有效的抗跟踪干扰措施之一。

(2)功率自适应跳频是通信方对每个有效频率自适应地调整发射功率,使功率输出在满足收端正常接收的情况下达到最低,提高信号的隐蔽性,从而达到抗干扰目的,其关键技术是宽带、大动态范围的可变增益功率放大器。以色列Yadiran通信公司的HF-6000自适应HF/SSB跳频电台,可在全频段自适应跳频,其跳速在15-20跳/秒范围可变。具有自适应射频功率输出,自动化信道频率选择,机内自动建立链路等功能。

(3)跳频空闲信道搜索跳频(跳频Fcs)是一种新的跳频自适应技术。法国Thomson-CSF公司的新型战术通信系列电台PR4G在1996年的改进中增加了跳频空闲信道搜索功能,这种方式在每次通话前对全部信道进行空闲信道检测,即使大部分频率扰,仍可保持通信。

(4)差分跳频(DFH)技术是一种新的跳频技术,美国Lockheed Sanders公司1995出品的HF增强型相关跳频电台(CHESS)是一种能保障低截收和检测概率及高抗干扰能力的高速短波跳频系统。它是新一代短波扩展频谱技术的代表。跳速5000跳/秒,信道探铡每秒开销200个频率,其余4800个频率用于传数据。

2、直接序列扩频(DS)技术

直接序列扩频是一种真正对抗的抗干扰体制,它将有用信号在很宽的频带上进行扩展,使单位频带内的功率变小,即信号的功率谱密度变低,通信可在信道噪声和热噪声的背景下,用很低的信号功率谱进行通信,使信号淹没的噪声里,敌方不容易发现信号。该技术的特点是信号隐蔽性好,截获概率低,并能抗多径干扰,而且容易实现码分多址(CDMA)体制。

3、跳时扩频(TH)

由于简单的跳时抗干扰性不强,很少单独使用,常与其它方式组合使用。此外还有将以上各种方式集成后混合扩频技术,进一步增强了系统抗干扰性。限于篇幅限制,不做详细讨论。

(二)非扩频类的通信抗干扰技术

1、自适应天线技术

对于空间不同方向来的各种干扰,自适应天线可以通过调整其备单元上的振幅和相位分布,波瓣在这些干扰方向上形成零点,从而减小或避免干扰信号的影响,如果干扰源在空间不断运动,自适应天线则可以相应改变波瓣零点的位置,继续对干扰信号进行抑制。如果干扰信号是宽带的,自适应天线还可以在对应的方向处,形成较宽角度的凹口,以对抗宽频带干扰。美军的第三代国防卫星通信系统(DSCS一Ⅲ)就使用了抗干扰的自适应调零天线。

2、猝发通信技术

所谓猝发通信技术是先将信息存储起来,然后在某一瞬间以正常时10-100倍或更高速率猝发。一方面可使用较大的脉冲功率来抵御有意干扰,另一方面由于发射时间的随机性和短暂性使侦收概率大大降低。国外一些数据通信设备如美国Racal公司的6288型数据终端,以色列TADIRAN公司生产的配有TMD--326猝发通信终端的PRC-174电台都具有信息猝发能力。

3、纠错编码和交织编码

采用数字技术和纠错编码技术在一定程度上可提高抗干扰性。纠错编码能纠正因受干扰而产生的错误,是一种有效的辅EcCM措施。

4、分集技术

分集技术包括两方面的内容:通过分离与合并,提高接收端的信噪比,从而获得分集增益。分集技术在对抗多径传输引起的包络衰落和时延方面,其作用十分明显。美、俄等国的散射通信设备中都采用了分集技术,包括隐分集技术。