《通信》课件第4章

第4章通信对抗概述4.1通信对抗基本概念4.2-通信对抗系统4.3通信对抗技术的发展与应用思考题

4.1通信对抗基本概念4.1.1通信对抗的定义

信息对抗包含电子对抗、网络对抗和信息安全等。其中,电子对抗也称为电子战,是指使用电磁能、定向能和声能等技术手段,控制电磁频谱,削弱、破坏敌方电子信息设备、网络等系统或人员的使用效能,同时保护己方电子信息设备、网络等系统或人员作战效能正常发挥的作战行动。其包括电子对抗侦察、电子进攻、电子防御。它可分为雷达对抗、通信对抗、光电对抗、无线电导航对抗、水声对抗以及反辐射攻击等。

通信对抗就是为削弱、破坏敌方通信设备的使用效能,保护己方通信设备正常发挥效能而进行的电子对抗。因此,通信对抗是通信领域中的电子战,也称为通信电子战。

通信对抗的目的是利用通信对抗设备,对敌方“裸露”在空间的无线电通信信号进行侦察截获,进而破坏或降低敌方通信的可靠性和有效性。

由此可见,通信与通信对抗在通信领域开展电子斗争有两个方面:一方面,通信方要确保通信的可靠性和有效性,必将采取一定的技术、战术手段,使电波在传播过程中,尽量有利于己方的接收而不利于敌方的侦察;另一方面,通信对抗方则利用无线电通信系统的“开放性”特点,采用一定的技术装备,组织和运用相应的通信对抗战术,对敌方“裸露”在空间的无线电通信信号进行侦察截获,进而破坏或降低敌方通信的可靠性和有效性。所以,通信对抗的实质是敌对双方在无线电通信领域内为争夺电磁频谱的使用权和控制权而展开的“争斗”。

4.1.2-通信对抗的基本内容

从广义上讲,通信对抗的基本内容包括无线电通信对抗侦察、无线电通信干扰和无线电通信电子防御三个部分。

(1)无线电通信对抗侦察,简称通信对抗侦察,目的是对无线电通信信道进行探测、搜索,截获敌方无线电通信信号,通过对敌方信号的测量、分析、识别,获取敌方信息、信号技术战术参数以及辐射源电台特征参数等,进而分析获取有关情报。在通信对抗侦察中,获取辐射源电台方位信息需要进行无线电测向。无线电测向学是无线电科学中的一个重要分支,已经形成较为独立的学科。

(2)无线电通信干扰,简称通信干扰,目的是使用无线电通信干扰设备发射专门的干扰信号,破坏或扰乱敌方的无线电通信。通信干扰系统根据侦察系统获得的敌方通信信号特点,可以发射和敌方通信频率相近或频段相同的大功率干扰信号,造成对方通话不清或完全被干扰信号“淹没”,使敌方通信联络中断;也可以发射和敌方通信信号相似的干扰信号,使敌通信方真假难分,上当受骗。实施通信干扰需要有干扰引导参数,所以通信对抗侦察是通信干扰的前提条件,通信干扰是通信对抗中的进攻手段。

(3)无线电通信电子防御,简称通信电子防御,目的是利用各种组织和技术措施,提高信号的隐蔽性,保证己方的无线电通信信号不被敌人的通信对抗侦察设备截获(反侦察);提高通信接收系统躲避干扰、抑制干扰、纠正错误的能力,使己方通信设备在各种干扰环境中仍能正常工作(抗干扰)。目前常用的电子防御技术主要有分集接收技术、编码技术、天线自适应调零技术、猝发技术和扩频技术等,事实上,通信电子防御技术通常应用于通信设备或其附属设备中,通信电子防御技术与战术已经成为军事通信的重要研究内容。

4.2-通信对抗系统

4.2.1通信对抗系统的组成和分类

实施通信对抗,离不开通信对抗设备,通信对抗设备是专门用于对敌方无线电通信实施侦察、干扰,保护己方无线电通信正常使用的电子设备和装置。通信对抗设备发展起初时以单机形态工作。随着通信技术的飞速发展,为适应通信电子战的需要,各种通信对抗系统应运而生。

1.通信对抗系统的组成

通信对抗系统是为完成特定的通信对抗任务,由多部通信对抗设备在采用计算机或多个微处理器以及通信设备后组成的统一协调的整体,统一指挥,协调工作,能在密集复杂的信号环境下,实施对目标通信信号的侦察、测向和干扰。按照功能划分,不同通信对抗系统的主要组成如下:

(1)通信对抗侦察系统。它一般由多个侦察测向站组成,其中一个为主站,其他为属站。各站的设备有全景显示搜索接收机、监测侦听分析接收机、测向定位设备、信息分析处理设备、通信控制设备和计算机网络系统等。有的侦察系统将包含上述设备的站称为主站,主站能完成对信号环境的搜索、分析和识别功能和本地测向功能。

(2)无线电通信干扰系统。它由若干个干扰站与干扰指挥控制中心组成。系统能按预定决策的干扰方案进行工作,可实施对外站的远距离遥控指挥,能根据侦察系统提供的侦察情报确定干扰优先等级、干扰门限电平、监视干扰效果等。干扰指挥控制中心内的主要设备有引导接收机、侦收天线、通信控制设备和主计算机。引导接收机对预置的欲干扰频段或信号进行实时选频搜索,把搜索到的信号显示出来,使操作人员实时掌握信号活动情况,统一调度各干扰站对出现的信号按优先等级实施干扰。

(3)综合通信对抗系统。它是指把无线电通信对抗侦察、测向和干扰通过指挥控制中心有机结合在一起的系统,其组成框图如图4-2-1所示。整个系统在指挥控制中心的统一指挥下,侦察子系统完成对信号的搜索、截获、分选、识别和存储以及对目标网台的测向定位;指挥控制中心对侦察测向数据进行综合分析处理,确定需干扰目标网台的威胁等级、干扰参数和干扰功率,指挥干扰子系统实施干扰。干扰过程中侦察子系统可以随时监视干扰效果,并通过指挥控制中心对干扰子系统进行调整,充分发挥干扰的效能。图4-2-1综合通信对抗系统的组成框图

2.通信对抗系统的分类

通信对抗系统有以下多种不同的分类:

(1)根据实现功能的不同,通信对抗系统分为无线电通信对抗侦察测向系统,通信干扰系统以及将侦察、测向、干扰各部分有机结合在一起的综合通信对抗系统。

(2)根据作战使用对象的不同,通信对抗系统分为战术通信对抗系统和战略通信对抗系统。

(3)根据运载工具的不同,通信对抗系统分为地面固定通信对抗系统、移动通信对抗系统、车载通信对抗系统、机载通信对抗系统、舰载通信对抗系统和星载通信对抗系统。

(4)根据工作频段不同,通信对抗系统分为短波、超短波、微波等通信对抗系统。随着通信对抗技术的不断发展,现代通信对抗系统的工作频段不断拓展,有些系统往往覆盖两个或多个频段,因此单纯按频段划分是不太确切的。

4.2.2-通信对抗系统的特点

通信对抗系统所面临的信号环境决定了通信对抗系统需要具备的工作特点。

1.通信对抗信号环境的特点通信对抗信号环境是整个电子对抗信号环境的一部分,它是通信对抗设备的工作环境中各种辐射源形成的信号总体。在通信对抗系统的工作频率范围和工作区域内,信号总体包括敌对双方所辐射的各类通信信号、干扰信号、非通信类的电子信号、民用电台及背景噪声等。

一个特定区域内的通信对抗信号环境与该空间区域内的电台数量、分布、工作频率、电波传播方式、信号流量等因素有关,相邻空间区域内的通信对抗信号环境也会影响这个区域信号环境。通信对抗信号环境的特点如下:

(1)通信电台数量上升,信号密度增大。通信需求不断扩大,通信频段迅速扩展,一套通信对抗系统在单位时间内面临的通信电台数目、信号数量、信号密度迅速增大。

(2)通信信号种类繁多,信号参数复杂、多变。通信信号是信息的载体,为了有效、可靠进行信息传递,通信信号有许多调制方式,常规通信信号种类很多,有幅度调制、频率调制、相位调制;有数字调制、模拟调制;有一次调制、多次调制。即使在同样的调制方式下,调制参数也是可变的,使得通信信号种类繁多而复杂。

(3)通信电台分布范围扩大,地理环境影响加大。通信电台运载平台包括地面、汽车、飞机、舰船、卫星等,通信电台分布、运动范围都得到很大扩展,造成对抗区域交叉增加。通信信号的工作频段、传播方式、传播路径直接影响信号质量,电台分布范围的扩大,多径效应、信道衰落、区域间信号环境影响等,直接导致通信信号更为复杂。

(4)民用电台、个人通信与军用通信信号混杂,敌我识别难度加大。随着民用通信技术的飞速发展,民用电台信号、个人通信信号迅速增加,这些信号与军用信号混杂,同时到达通信对抗系统的信号众多,使得真假难辨,敌我难分。

2.通信对抗系统的工作特点

与通信双方以完全合作的工作方式相应,通信对抗系统与通信系统的关系是非协作关系。这一点决定了通信对抗系统区别于其他通信系统,具有如下的特点:

(1)工作频段宽。

(2)空域覆盖范围大。

(3)截获概率高。

(4)灵敏度高。

灵敏度是指侦察接收机输出端的信噪比满足通信设备正常工作要求的最小接收信号功率。

(5)动态范围大。动态范围是指侦察接收机正常工作的输入信号功率范围。

(6)调制识别能力强。对于不同调制方式的信号需用相应的解调方式和干扰样式,因此在解调前需要调制识别。

(7)参数测量能力强。

4.3通信对抗技术的发展与应用

4.3.1通信对抗技术的发展

自从通信对抗问世以来,随着电子技术和通信技术的不断发展,通信对抗技术也在不断地发展和进步。从通信对抗技术与装备的发展情况看,大致可以分为以下三个阶段:(1)萌芽阶段。这一阶段可以说是通信对抗的发生阶段,其时间大约是从19世纪末到20世纪40年代初(第二次世界大战初期)。

(2)初级阶段。

这一阶段可以说是通信对抗的形成阶段,其时间大约从第二次世界大战中期到20世纪60年代末,这是通信对抗专用单机的研制和发展时期。

(3)发展阶段。

20世纪60年代末到80年代的发展阶段,这一阶段是以研究和发展通信对抗系统为主的阶段。

目前,通信对抗从理论、技术到装备,仍然继续向深度和广度发展。自20世纪90年代以来,通信对抗技术的研究和发展主要在以下几方面:

(1)通信对抗范围的拓宽。

(2)扩展工作频段,提高干扰功率。扩展工作频段包括两个方面:一是扩展通信对抗的频段范围;二是增大通信对抗单机设备的频率覆盖范围。

(3)发展不同类型、不同层次的通信对抗系统,提高设备和系统的快速反应能力。由于自动化通信对抗系统具有功能强、反应速度快的特点,在复杂电磁环境下具有很强的适应能力,成为通信对抗研究发展的重点。

(4)开发和运用新技术、新器件以提高通信对抗装备的性能。除了计算机技术和数字信号处理技术得到广泛应用外,高速频率合成技术、自适应功率和频率管理技术、射频数字存储技术、宽带相控阵技术、人工智能技术等也用于通信对抗设备中。

4.3.2-通信对抗技术的应用

在一定地域、频率、时间范围内,存在己方、友方和敌对方之间的各种通信设备,它们的电磁辐射同时交错存在,并互相影响,通信对抗系统工作在错综复杂的电磁波环境中。通信对抗系统在实施侦察时,应在隐蔽中进行,在实施干扰时,又必然暴露自己,所以通信对抗系统是在隐蔽和暴露的矛盾中进行的。通信对抗系统的应用属于技术装备和战术应用共同研究的范畴。无论在战时还是平时,都进行着通信对抗,应用的重点不同,平时以侦察为主,干扰则是作战时期的重点。具体应用方法如下

(1)通信情报侦察,获取有价值的情报。通信对抗侦察是获取敌方情报的一种重要手段。在通信对抗应用的早期,通信及保密技术比较落后,侦听敌方无线电通信,对敌方通信电台的测向定位,可以获得敌方通信信息内容、活动规律、隶属关系、行动企图等有价值的情报。

(2)压制干扰敌方无线电通信,破坏敌方的通信质量。现代通信带有很强的时间性,在关键时刻、关键通信频段,通信对抗侦察可以为干扰提供引导,在主攻方向配置通信干扰设备,集中干扰功率,对敌方的主要通信网实施强大的集中干扰,破坏该频段敌方的通信系统,使敌方重要通信设备不能正常工作,使敌方无法协同有效进攻,失去关键性战机。

(3)欺骗干扰使敌方产生错误判断或接受虚假情报。无线电通信设备在战场上的使用量越来越大,信号在时间、频率、空间、强度等多维空间变化,要想通过压制全部破坏敌方的无线电通信,是十分困难的。通信对抗依据充分的情报,采用模拟敌方信号的干扰方式(称为欺骗性干扰)向敌方传送虚假情报或下达虚假命令,使敌人真假难辨,以影响敌人的决心和行动。

(4)“烟幕”干扰制造反侦察电子屏障,保护己方通信。为了反侦察,通信对抗干扰设备可以在己方的通信频率上,采用定向天线,发射各种宽频带噪声或虚假信号,发射的频带宽度和己方通信的频率范围大致相同。干扰站尽量离敌方的通信对抗侦察站近,而离己方的通信地域远。这样使己方的通信信号完全淹没在“噪声”中,从而组成一个“电磁干扰屏障”,使敌方侦察站无法侦收到己