分析無線電臺抗電磁干擾的設(shè)計(jì)與應(yīng)用
出處:zhjn_m 發(fā)布于:2011-08-25 19:46:18
隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展,信息化越來越重要,在信息化的戰(zhàn)場上,為了確保信息傳輸、分發(fā)和接收的迅速、準(zhǔn)確、保密和不間斷,就必須采取多種先進(jìn)的通信手段,但由于電磁設(shè)備的不斷增加,出現(xiàn)了形式多樣的人為干擾和非人為干擾,再加上戰(zhàn)場的敵方有意實(shí)施的強(qiáng)大的電磁干擾,對通信設(shè)備提出了嚴(yán)峻的考驗(yàn)。
無線電臺裝有發(fā)送和接收無線電信號設(shè)備的臺站。分為發(fā)射臺、接收臺和收發(fā)兼?zhèn)涞碾娕_,作電報(bào)、電話收發(fā)之用;廣播電臺、電視臺作播送新聞和節(jié)目用;專用電臺作專門通信用。大型電臺的天線和收發(fā)信機(jī)分設(shè)兩地,以避免干擾,由控制室遙控。無線電臺體積小、重量輕、機(jī)動性強(qiáng)、靈活性大、架設(shè)簡便、運(yùn)行快捷,是軍事通信的主要手段,但由于電磁頻譜空間的暴露性和開放性,無線信號容易被敵方監(jiān)視、偵收、竊聽、破譯和干擾,傳輸和隱蔽無線通信信號就變得十分困難。因此,為奪取信息優(yōu)勢,打贏現(xiàn)代高技術(shù)戰(zhàn)爭,充分發(fā)揮指揮自動化"神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)"的功能,就需要提高抗復(fù)雜電磁干擾效能,加強(qiáng)探究應(yīng)對復(fù)雜電磁環(huán)境下無線電臺抗干擾的措施,證戰(zhàn)場的無線電臺隨時(shí)隨地保持高效、迅速的信息聯(lián)絡(luò)[1-6].
1 立足傳輸原理,運(yùn)用通信技術(shù)抗干擾
1. 1 注重空間處理,強(qiáng)化自適應(yīng)技術(shù)的運(yùn)用。
一是以功率自適應(yīng)控制技術(shù)應(yīng)對寬帶干擾。寬帶干擾是指干擾信號的帶寬占據(jù)通信總帶寬較大的干擾,在一定的程度上,寬帶干擾就是在功率上的壓制。根據(jù)干擾功率的高低,在無線電臺功率允許的范圍內(nèi),對輸出功率實(shí)時(shí)進(jìn)行調(diào)整,讓輸出功率隨干擾信號功率的強(qiáng)弱而變化,干擾大則輸出大,干擾小則輸出也小。
由于敵我雙方的距離始終要比我方通信之間的距離要遠(yuǎn),這就使得我方電臺加大功率時(shí),敵方需要更大的功率和更長的時(shí)間才能達(dá)到干擾我方通信的目的,從而既省功率,又能做到部分時(shí)間里達(dá)到抗寬帶式信號的干擾。二是以信道自適應(yīng)選擇技術(shù)應(yīng)對窄帶阻攔。窄帶阻攔是指通信頻率上的少量頻點(diǎn)與少量頻段所受到的干擾。而自適應(yīng)信道選擇技術(shù)能夠?qū)νㄐ判诺捞匦赃M(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)視和評估,完成信道掃描、選擇性呼叫、自動線路質(zhì)量探測,并能及時(shí)準(zhǔn)確地根據(jù)信道上干擾情況,迅速選擇頻率傳輸,使電臺跳過窄帶信號阻攔的信道,實(shí)現(xiàn)可靠通信。三是以天線自適應(yīng)調(diào)零技術(shù)應(yīng)對跟蹤瞄準(zhǔn)。跟蹤瞄準(zhǔn)是指干擾裝備適時(shí)地偵收通信信號并進(jìn)行處理后,以相同的截獲頻率發(fā)射干擾信號,形成跟蹤的態(tài)勢。利用方向圖的變化,自動調(diào)整波束的零點(diǎn)位置,使之對準(zhǔn)干擾信號到達(dá)的方向,降低波束的副瓣電平來抑制干擾,同時(shí)利用干擾抵消器消除擴(kuò)展頻譜通信中周期性干擾,減小延遲擴(kuò)展與多徑衰落,使信號偵收靈敏快捷、信號分析準(zhǔn)確快速,從而形成空域抗跟蹤式干擾的能力。
1. 2 注重信號處理,強(qiáng)化跳頻技術(shù)的運(yùn)用。
與信號有關(guān)的理化或數(shù)學(xué)過程有:信號的發(fā)生、信號的傳送、信號的接收、信號的分析(即了解某種信號的特征)、信號的處理(即把某一個(gè)信號變?yōu)榕c其相關(guān)的另一個(gè)信號,例如濾除噪聲或干擾,把信號變換成容易分析與識別的形式)、信號的存儲、信號的檢測與控制(1.3節(jié)將專門介紹)等。也可以把這些與信號有關(guān)的過程統(tǒng)稱為信號處理。 在事件變化過程中抽取特征信號,經(jīng)去干擾、分析、綜合、變換和運(yùn)算等處理,從而得到反映事件變化本質(zhì)或處理者感興趣的的信息的過程。分模擬信號處理和數(shù)字信號處理。
一是運(yùn)用自適應(yīng)跳頻抗阻塞式干擾。遇到阻塞干擾時(shí),可通過頻率自適應(yīng)算法,在跳頻通信過程中,電臺自動探測和快速跳過被干擾頻段。二是運(yùn)用快速跳頻抗跟蹤式干擾??焖偬l是一種對付敵跟蹤式干擾的有效措施,快速跳頻的方式是根據(jù)干擾環(huán)境,實(shí)現(xiàn)跳頻信號的處理增益大于跟蹤信號的調(diào)頻頻率點(diǎn)數(shù),從而打亂敵方的跟蹤判決系統(tǒng),使敵方難以對我電臺實(shí)施干擾。
跳頻是常用的擴(kuò)頻方式之一,其工作原理是指收發(fā)雙方傳輸信號的載波頻率按照預(yù)定規(guī)律進(jìn)行離散變化的通信方式,也就是說,通信中使用的載波頻率受偽隨機(jī)變化碼的控制而隨機(jī)跳變。從通信技術(shù)的實(shí)現(xiàn)方式來說,"跳頻"是一種用碼序列進(jìn)行多頻頻移鍵控的通信方式,也是一種碼控載頻跳變的通信系統(tǒng)。從時(shí)域上來看,跳頻信號是一個(gè)多頻率的頻移鍵控信號;從頻域上來看,跳頻信號的頻譜是一個(gè)在很寬頻帶上以不等間隔隨機(jī)跳變的。其中:跳頻控制器為部件,包括跳頻圖案產(chǎn)生、同步、自適應(yīng)控制等功能;頻合器在跳頻控制器的控制下合成所需頻率;數(shù)據(jù)終端包含對數(shù)據(jù)進(jìn)行差錯(cuò)控制。與定頻通信相比,跳頻通信比較隱蔽也難以被截獲。只要對方不清楚載頻跳變的規(guī)律,就很難截獲我方的通信內(nèi)容。同時(shí),跳頻通信也具有良好的抗干擾能力,即使有部分頻點(diǎn)被干擾,仍能在其他未被干擾的頻點(diǎn)上進(jìn)行正常的通信。由于跳頻通信系統(tǒng)是瞬時(shí)窄帶系統(tǒng),它易于與其他的窄帶通信系統(tǒng)兼容,也就是說,跳頻電臺可以與常規(guī)的窄帶電臺互通,有利于設(shè)備的更新。
1. 3 注重時(shí)間處理,強(qiáng)化猝發(fā)技術(shù)的運(yùn)用。
猝發(fā)通信亦稱突發(fā)通信,是將信息以高速率數(shù)據(jù)方式隨機(jī)突發(fā)的無線電通信。由于通信信號在傳輸過程中暴露的時(shí)間很短,降低了通信信號被偵察、截獲的概率,從而提高了通信系統(tǒng)的抗干擾能力。

2. 3 以混用的無線頻率抗干擾。一是常頻與異頻混用。
一般情況下,改頻時(shí),均在備用頻率范圍內(nèi)挑選幾個(gè)常用的,但這種常規(guī)改頻易被敵摸清,為此,要打破常規(guī),大范圍、大幅度地改用通常不采用的頻率工作,對常規(guī)頻率和異常頻率實(shí)施不定時(shí)互換,以擺脫敵方的跟蹤與干擾。二是定頻與跳頻混用。定頻改頻時(shí),通常事先選擇比較理想的頻率點(diǎn),遇到干擾時(shí),瞬間觸摸改頻。三是真頻和假頻混用。為了達(dá)到掩敵耳目,真假結(jié)合,可以在沒有任務(wù)的時(shí)候,把電臺調(diào)制在預(yù)先制定好的假頻段上進(jìn)行工作,從而誤導(dǎo)敵方干擾的方向,為我電臺的順利通信贏得了寶貴的時(shí)間。
3 凸顯傳輸鏈路,構(gòu)建通信網(wǎng)絡(luò)抗干擾
3. 1 著眼鏈點(diǎn)結(jié)合,構(gòu)建多重傳輸網(wǎng)靈活對抗。
一是組織復(fù)式傳輸網(wǎng)。以2套以上無線電通信設(shè)備或2個(gè)以上通信波道,采用程式、頻率和通信方式均不同的信息鏈實(shí)時(shí)傳輸,用車載短波電臺、背負(fù)式跳頻電臺組成的雙重傳輸平臺,針對敵實(shí)施的干擾,選擇性地靈活運(yùn)用。二是組織隱蔽傳輸網(wǎng)。在基本網(wǎng)遭敵嚴(yán)重干擾,而又有特急電報(bào)或無線電信號需要拍發(fā)時(shí),經(jīng)上級批準(zhǔn)啟用。啟用時(shí)做到突然出現(xiàn)、迅速溝通和快傳信息,工作后迅速關(guān)閉發(fā)信機(jī)。三是組織共享傳輸網(wǎng)。利用上級指揮網(wǎng)、戰(zhàn)區(qū)警報(bào)網(wǎng)和氣象報(bào)知網(wǎng)3條不同的"樹形"鏈路,建立起以多通道、點(diǎn)對點(diǎn)的信息共享傳輸網(wǎng),應(yīng)對敵多頻段攔阻和大功率壓制式電磁干擾,確保信息獲取端與用戶終端實(shí)現(xiàn)各類信息流實(shí)時(shí)同步傳輸。
3. 2 著眼網(wǎng)系互聯(lián),構(gòu)建柵格信息網(wǎng)迂回對抗。
一是以調(diào)頻電臺網(wǎng)為重點(diǎn),建"無線流柵格".依托調(diào)頻電臺網(wǎng),運(yùn)用無線電臺轉(zhuǎn)接器,將抗干擾能力強(qiáng)的短波自適應(yīng)跳頻電臺和跳速較高的超短波跳頻電臺與不同程式的定頻電臺進(jìn)行動態(tài)信息鏈接,組成多層次、多制式、多頻段的無線柵格網(wǎng),在遇到窄帶、瞄準(zhǔn)、寬帶式的干擾下,能夠迅速擺脫,另尋鏈路進(jìn)行迂回通信。二是以情報(bào)指揮網(wǎng)為中心,建"數(shù)據(jù)流柵格".依托指揮車和通信車,通過情報(bào)指揮網(wǎng)入口節(jié)點(diǎn)或無線電臺網(wǎng), 與上級、友鄰部隊(duì)的信息鏈互連,共同組成有、無線數(shù)據(jù)傳輸、處理及控制的綜合柵格網(wǎng),達(dá)到指揮控制數(shù)據(jù)流"此路受擾彼路暢通"的目的。三是以協(xié)同通信網(wǎng)為支撐,建"保障流柵格".依托地域通信網(wǎng)無線接力機(jī),建立環(huán)狀無線電通信網(wǎng)絡(luò),實(shí)現(xiàn)多路協(xié)同的接力通信。還可通過節(jié)點(diǎn)交換機(jī),連接多用戶終端,實(shí)
現(xiàn)多用戶、多要素互通,與無線通信網(wǎng)鏈接,建立起以協(xié)同為中心提供各種保障的縱橫交錯(cuò)的信息傳輸網(wǎng)。
3. 3 著眼戰(zhàn)場動態(tài),構(gòu)建真假互動網(wǎng)巧妙對抗。
一是為示假建應(yīng)急通信網(wǎng)。根據(jù)戰(zhàn)場態(tài)勢,設(shè)置假電臺,開通假頻率,拍發(fā)假電報(bào),發(fā)射假信號,在作戰(zhàn)次要方向增加電臺數(shù)量和聯(lián)絡(luò)對象,模擬較大規(guī)模部隊(duì)行動,轉(zhuǎn)移敵偵察重心,牽制敵干擾兵力,隱蔽我構(gòu)建干擾能力強(qiáng)的跳頻電臺與方向性強(qiáng)的微波接力系統(tǒng)組成的應(yīng)急通信網(wǎng)。二是為惑敵建徉動通信網(wǎng),以隱蔽我方企圖,欺騙和迷惑敵方。
對于以牽制敵方干擾臺注意力為目的的佯動通信網(wǎng),構(gòu)建時(shí)要形樣逼真,嚴(yán)格按照常規(guī)組網(wǎng)原則,采用調(diào)頻、定頻和短波、超短波電臺合用建立假的無線通信網(wǎng),設(shè)置假的聯(lián)絡(luò)對象,實(shí)施假的報(bào)務(wù)、報(bào)話和信號,有計(jì)劃地轉(zhuǎn)移、制造各種假象。三是為誘騙建立真假通信網(wǎng)。綜合運(yùn)用快速跳頻、自適應(yīng)、擴(kuò)頻、猝發(fā)通信、零點(diǎn)可控、抗干擾糾錯(cuò)、電磁兼容等新技術(shù),采用以背負(fù)電臺或機(jī)動性好的車載電臺建真假通信網(wǎng)的方式,通過真中有假、假中有真實(shí)施交替掩護(hù),達(dá)到隱真示假、真假互動、模糊互通的效果,從而達(dá)到重點(diǎn)通信暢通。
4 加強(qiáng)科學(xué)訓(xùn)練,培養(yǎng)通信人才抗干擾
4. 1 提高應(yīng)急通信能力。
一是加強(qiáng)復(fù)雜電磁環(huán)境下通信合成訓(xùn)練。在復(fù)雜電磁環(huán)境中強(qiáng)化無線電臺操作人員應(yīng)急通信訓(xùn)練,練戰(zhàn)法運(yùn)用、練機(jī)動協(xié)同、練網(wǎng)系聯(lián)通。二是加強(qiáng)復(fù)雜電磁環(huán)境下通信戰(zhàn)法研練。從未來使命任務(wù)出發(fā),加強(qiáng)對復(fù)雜電磁環(huán)境下聯(lián)合作戰(zhàn)通信指揮、通信組織、通信訓(xùn)法、通信戰(zhàn)法等的研究,提高通信人員過硬的素質(zhì)。
4. 2 強(qiáng)化人員操作技能。
一是縮短溝通時(shí)間、提高傳輸速度。在通信溝通時(shí),要思維敏捷、精神集中,做到呼叫短、回答快、收聽準(zhǔn);在信息傳輸時(shí),做到及時(shí)加密,精簡電文,發(fā)短信,通短報(bào),提高報(bào)話人員的工作技能。二是靈活運(yùn)用頻率,實(shí)施巧妙周旋。在受對方干擾時(shí),果斷迅速實(shí)施大幅度、大范圍的改頻。還可以按規(guī)定的時(shí)間和頻率不規(guī)則的順序?qū)嵤└念l,與敵方進(jìn)行周旋。
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