《通信》課件第4章

第4章通信對抗概述4.1通信對抗基本概念4.2-通信對抗系統(tǒng)4.3通信對抗技術(shù)的發(fā)展與應(yīng)用思考題

4.1通信對抗基本概念4.1.1通信對抗的定義

信息對抗包含電子對抗、網(wǎng)絡(luò)對抗和信息安全等。其中,電子對抗也稱為電子戰(zhàn),是指使用電磁能、定向能和聲能等技術(shù)手段,控制電磁頻譜,削弱、破壞敵方電子信息設(shè)備、網(wǎng)絡(luò)等系統(tǒng)或人員的使用效能,同時保護己方電子信息設(shè)備、網(wǎng)絡(luò)等系統(tǒng)或人員作戰(zhàn)效能正常發(fā)揮的作戰(zhàn)行動。其包括電子對抗偵察、電子進攻、電子防御。它可分為雷達對抗、通信對抗、光電對抗、無線電導(dǎo)航對抗、水聲對抗以及反輻射攻擊等。

通信對抗就是為削弱、破壞敵方通信設(shè)備的使用效能,保護己方通信設(shè)備正常發(fā)揮效能而進行的電子對抗。因此,通信對抗是通信領(lǐng)域中的電子戰(zhàn),也稱為通信電子戰(zhàn)。

通信對抗的目的是利用通信對抗設(shè)備,對敵方“裸露”在空間的無線電通信信號進行偵察截獲,進而破壞或降低敵方通信的可靠性和有效性。

由此可見,通信與通信對抗在通信領(lǐng)域開展電子斗爭有兩個方面:一方面,通信方要確保通信的可靠性和有效性,必將采取一定的技術(shù)、戰(zhàn)術(shù)手段,使電波在傳播過程中,盡量有利于己方的接收而不利于敵方的偵察;另一方面,通信對抗方則利用無線電通信系統(tǒng)的“開放性”特點,采用一定的技術(shù)裝備,組織和運用相應(yīng)的通信對抗戰(zhàn)術(shù),對敵方“裸露”在空間的無線電通信信號進行偵察截獲,進而破壞或降低敵方通信的可靠性和有效性。所以,通信對抗的實質(zhì)是敵對雙方在無線電通信領(lǐng)域內(nèi)為爭奪電磁頻譜的使用權(quán)和控制權(quán)而展開的“爭斗”。

4.1.2-通信對抗的基本內(nèi)容

從廣義上講,通信對抗的基本內(nèi)容包括無線電通信對抗偵察、無線電通信干擾和無線電通信電子防御三個部分。

(1)無線電通信對抗偵察,簡稱通信對抗偵察,目的是對無線電通信信道進行探測、搜索,截獲敵方無線電通信信號,通過對敵方信號的測量、分析、識別,獲取敵方信息、信號技術(shù)戰(zhàn)術(shù)參數(shù)以及輻射源電臺特征參數(shù)等,進而分析獲取有關(guān)情報。在通信對抗偵察中,獲取輻射源電臺方位信息需要進行無線電測向。無線電測向?qū)W是無線電科學中的一個重要分支,已經(jīng)形成較為獨立的學科。

(2)無線電通信干擾,簡稱通信干擾,目的是使用無線電通信干擾設(shè)備發(fā)射專門的干擾信號,破壞或擾亂敵方的無線電通信。通信干擾系統(tǒng)根據(jù)偵察系統(tǒng)獲得的敵方通信信號特點,可以發(fā)射和敵方通信頻率相近或頻段相同的大功率干擾信號,造成對方通話不清或完全被干擾信號“淹沒”,使敵方通信聯(lián)絡(luò)中斷;也可以發(fā)射和敵方通信信號相似的干擾信號,使敵通信方真假難分,上當受騙。實施通信干擾需要有干擾引導(dǎo)參數(shù),所以通信對抗偵察是通信干擾的前提條件,通信干擾是通信對抗中的進攻手段。

(3)無線電通信電子防御,簡稱通信電子防御,目的是利用各種組織和技術(shù)措施,提高信號的隱蔽性,保證己方的無線電通信信號不被敵人的通信對抗偵察設(shè)備截獲(反偵察);提高通信接收系統(tǒng)躲避干擾、抑制干擾、糾正錯誤的能力,使己方通信設(shè)備在各種干擾環(huán)境中仍能正常工作(抗干擾)。目前常用的電子防御技術(shù)主要有分集接收技術(shù)、編碼技術(shù)、天線自適應(yīng)調(diào)零技術(shù)、猝發(fā)技術(shù)和擴頻技術(shù)等,事實上,通信電子防御技術(shù)通常應(yīng)用于通信設(shè)備或其附屬設(shè)備中,通信電子防御技術(shù)與戰(zhàn)術(shù)已經(jīng)成為軍事通信的重要研究內(nèi)容。

4.2-通信對抗系統(tǒng)

4.2.1通信對抗系統(tǒng)的組成和分類

實施通信對抗,離不開通信對抗設(shè)備,通信對抗設(shè)備是專門用于對敵方無線電通信實施偵察、干擾,保護己方無線電通信正常使用的電子設(shè)備和裝置。通信對抗設(shè)備發(fā)展起初時以單機形態(tài)工作。隨著通信技術(shù)的飛速發(fā)展,為適應(yīng)通信電子戰(zhàn)的需要,各種通信對抗系統(tǒng)應(yīng)運而生。

1.通信對抗系統(tǒng)的組成

通信對抗系統(tǒng)是為完成特定的通信對抗任務(wù),由多部通信對抗設(shè)備在采用計算機或多個微處理器以及通信設(shè)備后組成的統(tǒng)一協(xié)調(diào)的整體,統(tǒng)一指揮,協(xié)調(diào)工作,能在密集復(fù)雜的信號環(huán)境下,實施對目標通信信號的偵察、測向和干擾。按照功能劃分,不同通信對抗系統(tǒng)的主要組成如下:

(1)通信對抗偵察系統(tǒng)。它一般由多個偵察測向站組成,其中一個為主站,其他為屬站。各站的設(shè)備有全景顯示搜索接收機、監(jiān)測偵聽分析接收機、測向定位設(shè)備、信息分析處理設(shè)備、通信控制設(shè)備和計算機網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)等。有的偵察系統(tǒng)將包含上述設(shè)備的站稱為主站,主站能完成對信號環(huán)境的搜索、分析和識別功能和本地測向功能。

(2)無線電通信干擾系統(tǒng)。它由若干個干擾站與干擾指揮控制中心組成。系統(tǒng)能按預(yù)定決策的干擾方案進行工作,可實施對外站的遠距離遙控指揮,能根據(jù)偵察系統(tǒng)提供的偵察情報確定干擾優(yōu)先等級、干擾門限電平、監(jiān)視干擾效果等。干擾指揮控制中心內(nèi)的主要設(shè)備有引導(dǎo)接收機、偵收天線、通信控制設(shè)備和主計算機。引導(dǎo)接收機對預(yù)置的欲干擾頻段或信號進行實時選頻搜索,把搜索到的信號顯示出來,使操作人員實時掌握信號活動情況,統(tǒng)一調(diào)度各干擾站對出現(xiàn)的信號按優(yōu)先等級實施干擾。

(3)綜合通信對抗系統(tǒng)。它是指把無線電通信對抗偵察、測向和干擾通過指揮控制中心有機結(jié)合在一起的系統(tǒng),其組成框圖如圖4-2-1所示。整個系統(tǒng)在指揮控制中心的統(tǒng)一指揮下,偵察子系統(tǒng)完成對信號的搜索、截獲、分選、識別和存儲以及對目標網(wǎng)臺的測向定位;指揮控制中心對偵察測向數(shù)據(jù)進行綜合分析處理,確定需干擾目標網(wǎng)臺的威脅等級、干擾參數(shù)和干擾功率,指揮干擾子系統(tǒng)實施干擾。干擾過程中偵察子系統(tǒng)可以隨時監(jiān)視干擾效果,并通過指揮控制中心對干擾子系統(tǒng)進行調(diào)整,充分發(fā)揮干擾的效能。圖4-2-1綜合通信對抗系統(tǒng)的組成框圖

2.通信對抗系統(tǒng)的分類

通信對抗系統(tǒng)有以下多種不同的分類:

(1)根據(jù)實現(xiàn)功能的不同,通信對抗系統(tǒng)分為無線電通信對抗偵察測向系統(tǒng),通信干擾系統(tǒng)以及將偵察、測向、干擾各部分有機結(jié)合在一起的綜合通信對抗系統(tǒng)。

(2)根據(jù)作戰(zhàn)使用對象的不同,通信對抗系統(tǒng)分為戰(zhàn)術(shù)通信對抗系統(tǒng)和戰(zhàn)略通信對抗系統(tǒng)。

(3)根據(jù)運載工具的不同,通信對抗系統(tǒng)分為地面固定通信對抗系統(tǒng)、移動通信對抗系統(tǒng)、車載通信對抗系統(tǒng)、機載通信對抗系統(tǒng)、艦載通信對抗系統(tǒng)和星載通信對抗系統(tǒng)。

(4)根據(jù)工作頻段不同,通信對抗系統(tǒng)分為短波、超短波、微波等通信對抗系統(tǒng)。隨著通信對抗技術(shù)的不斷發(fā)展,現(xiàn)代通信對抗系統(tǒng)的工作頻段不斷拓展,有些系統(tǒng)往往覆蓋兩個或多個頻段,因此單純按頻段劃分是不太確切的。

4.2.2-通信對抗系統(tǒng)的特點

通信對抗系統(tǒng)所面臨的信號環(huán)境決定了通信對抗系統(tǒng)需要具備的工作特點。

1.通信對抗信號環(huán)境的特點通信對抗信號環(huán)境是整個電子對抗信號環(huán)境的一部分,它是通信對抗設(shè)備的工作環(huán)境中各種輻射源形成的信號總體。在通信對抗系統(tǒng)的工作頻率范圍和工作區(qū)域內(nèi),信號總體包括敵對雙方所輻射的各類通信信號、干擾信號、非通信類的電子信號、民用電臺及背景噪聲等。

一個特定區(qū)域內(nèi)的通信對抗信號環(huán)境與該空間區(qū)域內(nèi)的電臺數(shù)量、分布、工作頻率、電波傳播方式、信號流量等因素有關(guān),相鄰空間區(qū)域內(nèi)的通信對抗信號環(huán)境也會影響這個區(qū)域信號環(huán)境。通信對抗信號環(huán)境的特點如下:

(1)通信電臺數(shù)量上升,信號密度增大。通信需求不斷擴大,通信頻段迅速擴展,一套通信對抗系統(tǒng)在單位時間內(nèi)面臨的通信電臺數(shù)目、信號數(shù)量、信號密度迅速增大。

(2)通信信號種類繁多,信號參數(shù)復(fù)雜、多變。通信信號是信息的載體,為了有效、可靠進行信息傳遞,通信信號有許多調(diào)制方式,常規(guī)通信信號種類很多,有幅度調(diào)制、頻率調(diào)制、相位調(diào)制;有數(shù)字調(diào)制、模擬調(diào)制;有一次調(diào)制、多次調(diào)制。即使在同樣的調(diào)制方式下,調(diào)制參數(shù)也是可變的,使得通信信號種類繁多而復(fù)雜。

(3)通信電臺分布范圍擴大,地理環(huán)境影響加大。通信電臺運載平臺包括地面、汽車、飛機、艦船、衛(wèi)星等,通信電臺分布、運動范圍都得到很大擴展,造成對抗區(qū)域交叉增加。通信信號的工作頻段、傳播方式、傳播路徑直接影響信號質(zhì)量,電臺分布范圍的擴大,多徑效應(yīng)、信道衰落、區(qū)域間信號環(huán)境影響等,直接導(dǎo)致通信信號更為復(fù)雜。

(4)民用電臺、個人通信與軍用通信信號混雜,敵我識別難度加大。隨著民用通信技術(shù)的飛速發(fā)展,民用電臺信號、個人通信信號迅速增加,這些信號與軍用信號混雜,同時到達通信對抗系統(tǒng)的信號眾多,使得真假難辨,敵我難分。

2.通信對抗系統(tǒng)的工作特點

與通信雙方以完全合作的工作方式相應(yīng),通信對抗系統(tǒng)與通信系統(tǒng)的關(guān)系是非協(xié)作關(guān)系。這一點決定了通信對抗系統(tǒng)區(qū)別于其他通信系統(tǒng),具有如下的特點:

(1)工作頻段寬。

(2)空域覆蓋范圍大。

(3)截獲概率高。

(4)靈敏度高。

靈敏度是指偵察接收機輸出端的信噪比滿足通信設(shè)備正常工作要求的最小接收信號功率。

(5)動態(tài)范圍大。動態(tài)范圍是指偵察接收機正常工作的輸入信號功率范圍。

(6)調(diào)制識別能力強。對于不同調(diào)制方式的信號需用相應(yīng)的解調(diào)方式和干擾樣式,因此在解調(diào)前需要調(diào)制識別。

(7)參數(shù)測量能力強。

4.3通信對抗技術(shù)的發(fā)展與應(yīng)用

4.3.1通信對抗技術(shù)的發(fā)展

自從通信對抗問世以來,隨著電子技術(shù)和通信技術(shù)的不斷發(fā)展,通信對抗技術(shù)也在不斷地發(fā)展和進步。從通信對抗技術(shù)與裝備的發(fā)展情況看,大致可以分為以下三個階段:(1)萌芽階段。這一階段可以說是通信對抗的發(fā)生階段,其時間大約是從19世紀末到20世紀40年代初(第二次世界大戰(zhàn)初期)。

(2)初級階段。

這一階段可以說是通信對抗的形成階段,其時間大約從第二次世界大戰(zhàn)中期到20世紀60年代末,這是通信對抗專用單機的研制和發(fā)展時期。

(3)發(fā)展階段。

20世紀60年代末到80年代的發(fā)展階段,這一階段是以研究和發(fā)展通信對抗系統(tǒng)為主的階段。

目前,通信對抗從理論、技術(shù)到裝備,仍然繼續(xù)向深度和廣度發(fā)展。自20世紀90年代以來,通信對抗技術(shù)的研究和發(fā)展主要在以下幾方面:

(1)通信對抗范圍的拓寬。

(2)擴展工作頻段,提高干擾功率。擴展工作頻段包括兩個方面:一是擴展通信對抗的頻段范圍;二是增大通信對抗單機設(shè)備的頻率覆蓋范圍。

(3)發(fā)展不同類型、不同層次的通信對抗系統(tǒng),提高設(shè)備和系統(tǒng)的快速反應(yīng)能力。由于自動化通信對抗系統(tǒng)具有功能強、反應(yīng)速度快的特點,在復(fù)雜電磁環(huán)境下具有很強的適應(yīng)能力,成為通信對抗研究發(fā)展的重點。

(4)開發(fā)和運用新技術(shù)、新器件以提高通信對抗裝備的性能。除了計算機技術(shù)和數(shù)字信號處理技術(shù)得到廣泛應(yīng)用外,高速頻率合成技術(shù)、自適應(yīng)功率和頻率管理技術(shù)、射頻數(shù)字存儲技術(shù)、寬帶相控陣技術(shù)、人工智能技術(shù)等也用于通信對抗設(shè)備中。

4.3.2-通信對抗技術(shù)的應(yīng)用

在一定地域、頻率、時間范圍內(nèi),存在己方、友方和敵對方之間的各種通信設(shè)備,它們的電磁輻射同時交錯存在,并互相影響,通信對抗系統(tǒng)工作在錯綜復(fù)雜的電磁波環(huán)境中。通信對抗系統(tǒng)在實施偵察時,應(yīng)在隱蔽中進行,在實施干擾時,又必然暴露自己,所以通信對抗系統(tǒng)是在隱蔽和暴露的矛盾中進行的。通信對抗系統(tǒng)的應(yīng)用屬于技術(shù)裝備和戰(zhàn)術(shù)應(yīng)用共同研究的范疇。無論在戰(zhàn)時還是平時,都進行著通信對抗,應(yīng)用的重點不同,平時以偵察為主,干擾則是作戰(zhàn)時期的重點。具體應(yīng)用方法如下

(1)通信情報偵察,獲取有價值的情報。通信對抗偵察是獲取敵方情報的一種重要手段。在通信對抗應(yīng)用的早期,通信及保密技術(shù)比較落后,偵聽敵方無線電通信,對敵方通信電臺的測向定位,可以獲得敵方通信信息內(nèi)容、活動規(guī)律、隸屬關(guān)系、行動企圖等有價值的情報。

(2)壓制干擾敵方無線電通信,破壞敵方的通信質(zhì)量?，F(xiàn)代通信帶有很強的時間性,在關(guān)鍵時刻、關(guān)鍵通信頻段,通信對抗偵察可以為干擾提供引導(dǎo),在主攻方向配置通信干擾設(shè)備,集中干擾功率,對敵方的主要通信網(wǎng)實施強大的集中干擾,破壞該頻段敵方的通信系統(tǒng),使敵方重要通信設(shè)備不能正常工作,使敵方無法協(xié)同有效進攻,失去關(guān)鍵性戰(zhàn)機。

(3)欺騙干擾使敵方產(chǎn)生錯誤判斷或接受虛假情報。無線電通信設(shè)備在戰(zhàn)場上的使用量越來越大,信號在時間、頻率、空間、強度等多維空間變化,要想通過壓制全部破壞敵方的無線電通信,是十分困難的。通信對抗依據(jù)充分的情報,采用模擬敵方信號的干擾方式(稱為欺騙性干擾)向敵方傳送虛假情報或下達虛假命令,使敵人真假難辨,以影響敵人的決心和行動。

(4)“煙幕”干擾制造反偵察電子屏障,保護己方通信。為了反偵察,通信對抗干擾設(shè)備可以在己方的通信頻率上,采用定向天線,發(fā)射各種寬頻帶噪聲或虛假信號,發(fā)射的頻帶寬度和己方通信的頻率范圍大致相同。干擾站盡量離敵方的通信對抗偵察站近,而離己方的通信地域遠。這樣使己方的通信信號完全淹沒在“噪聲”中,從而組成一個“電磁干擾屏障”,使敵方偵察站無法偵收到己