《通信》課件第4章

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

4.1通信對(duì)抗基本概念4.1.1通信對(duì)抗的定義

信息對(duì)抗包含電子對(duì)抗、網(wǎng)絡(luò)對(duì)抗和信息安全等。其中,電子對(duì)抗也稱(chēng)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(shí)保護(hù)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(dòng)。其包括電子對(duì)抗偵察、電子進(jìn)攻、電子防御。它可分為雷達(dá)對(duì)抗、通信對(duì)抗、光電對(duì)抗、無(wú)線電導(dǎo)航對(duì)抗、水聲對(duì)抗以及反輻射攻擊等。

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

通信對(duì)抗的目的是利用通信對(duì)抗設(shè)備,對(duì)敵方“裸露”在空間的無(wú)線電通信信號(hào)進(jìn)行偵察截獲,進(jìn)而破壞或降低敵方通信的可靠性和有效性。

由此可見(jiàn),通信與通信對(duì)抗在通信領(lǐng)域開(kāi)展電子斗爭(zhēng)有兩個(gè)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(guò)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(duì)抗方則利用無(wú)線電通信系統(tǒng)的“開(kāi)放性”特點(diǎn),采用一定的技術(shù)裝備,組織和運(yùn)用相應(yīng)的通信對(duì)抗戰(zhàn)術(shù),對(duì)敵方“裸露”在空間的無(wú)線電通信信號(hào)進(jìn)行偵察截獲,進(jìn)而破壞或降低敵方通信的可靠性和有效性。所以,通信對(duì)抗的實(shí)質(zhì)是敵對(duì)雙方在無(wú)線電通信領(lǐng)域內(nèi)為爭(zhēng)奪電磁頻譜的使用權(quán)和控制權(quán)而展開(kāi)的“爭(zhēng)斗”。

4.1.2-通信對(duì)抗的基本內(nèi)容

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

(1)無(wú)線電通信對(duì)抗偵察,簡(jiǎn)稱(chēng)通信對(duì)抗偵察,目的是對(duì)無(wú)線電通信信道進(jìn)行探測(cè)、搜索,截獲敵方無(wú)線電通信信號(hào),通過(guò)對(duì)敵方信號(hào)的測(cè)量、分析、識(shí)別,獲取敵方信息、信號(hào)技術(shù)戰(zhàn)術(shù)參數(shù)以及輻射源電臺(tái)特征參數(shù)等,進(jìn)而分析獲取有關(guān)情報(bào)。在通信對(duì)抗偵察中,獲取輻射源電臺(tái)方位信息需要進(jìn)行無(wú)線電測(cè)向。無(wú)線電測(cè)向?qū)W是無(wú)線電科學(xué)中的一個(gè)重要分支,已經(jīng)形成較為獨(dú)立的學(xué)科。

(2)無(wú)線電通信干擾,簡(jiǎn)稱(chēng)通信干擾,目的是使用無(wú)線電通信干擾設(shè)備發(fā)射專(zhuān)門(mén)的干擾信號(hào),破壞或擾亂敵方的無(wú)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(hào)特點(diǎn),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(hào),造成對(duì)方通話不清或完全被干擾信號(hào)“淹沒(méi)”,使敵方通信聯(lián)絡(luò)中斷;也可以發(fā)射和敵方通信信號(hào)相似的干擾信號(hào),使敵通信方真假難分,上當(dāng)受騙。實(shí)施通信干擾需要有干擾引導(dǎo)參數(shù),所以通信對(duì)抗偵察是通信干擾的前提條件,通信干擾是通信對(duì)抗中的進(jìn)攻手段。

(3)無(wú)線電通信電子防御,簡(jiǎn)稱(chēng)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(hào)的隱蔽性,保證己方的無(wú)線電通信信號(hào)不被敵人的通信對(duì)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(cuò)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(kuò)頻技術(shù)等,事實(shí)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?jī)?nèi)容。

4.2-通信對(duì)抗系統(tǒng)

4.2.1通信對(duì)抗系統(tǒng)的組成和分類(lèi)

實(shí)施通信對(duì)抗,離不開(kāi)通信對(duì)抗設(shè)備,通信對(duì)抗設(shè)備是專(zhuān)門(mén)用于對(duì)敵方無(wú)線電通信實(shí)施偵察、干擾,保護(hù)己方無(wú)線電通信正常使用的電子設(shè)備和裝置。通信對(duì)抗設(shè)備發(fā)展起初時(shí)以單機(jī)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(duì)抗系統(tǒng)應(yīng)運(yùn)而生。

1.通信對(duì)抗系統(tǒng)的組成

通信對(duì)抗系統(tǒng)是為完成特定的通信對(duì)抗任務(wù),由多部通信對(duì)抗設(shè)備在采用計(jì)算機(jī)或多個(gè)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(hào)環(huán)境下,實(shí)施對(duì)目標(biāo)通信信號(hào)的偵察、測(cè)向和干擾。按照功能劃分,不同通信對(duì)抗系統(tǒng)的主要組成如下:

(1)通信對(duì)抗偵察系統(tǒng)。它一般由多個(gè)偵察測(cè)向站組成,其中一個(gè)為主站,其他為屬站。各站的設(shè)備有全景顯示搜索接收機(jī)、監(jiān)測(cè)偵聽(tīng)分析接收機(jī)、測(cè)向定位設(shè)備、信息分析處理設(shè)備、通信控制設(shè)備和計(jì)算機(jī)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(chēng)為主站,主站能完成對(duì)信號(hào)環(huán)境的搜索、分析和識(shí)別功能和本地測(cè)向功能。

(2)無(wú)線電通信干擾系統(tǒng)。它由若干個(gè)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(jìn)行工作,可實(shí)施對(duì)外站的遠(yuǎn)距離遙控指揮,能根據(jù)偵察系統(tǒng)提供的偵察情報(bào)確定干擾優(yōu)先等級(jí)、干擾門(mén)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(jī)、偵收天線、通信控制設(shè)備和主計(jì)算機(jī)。引導(dǎo)接收機(jī)對(duì)預(yù)置的欲干擾頻段或信號(hào)進(jìn)行實(shí)時(shí)選頻搜索,把搜索到的信號(hào)顯示出來(lái),使操作人員實(shí)時(shí)掌握信號(hào)活動(dòng)情況,統(tǒng)一調(diào)度各干擾站對(duì)出現(xiàn)的信號(hào)按優(yōu)先等級(jí)實(shí)施干擾。

(3)綜合通信對(duì)抗系統(tǒng)。它是指把無(wú)線電通信對(duì)抗偵察、測(cè)向和干擾通過(guò)指揮控制中心有機(jī)結(jié)合在一起的系統(tǒng),其組成框圖如圖4-2-1所示。整個(gè)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(duì)信號(hào)的搜索、截獲、分選、識(shí)別和存儲(chǔ)以及對(duì)目標(biāo)網(wǎng)臺(tái)的測(cè)向定位;指揮控制中心對(duì)偵察測(cè)向數(shù)據(jù)進(jìn)行綜合分析處理,確定需干擾目標(biāo)網(wǎng)臺(tái)的威脅等級(jí)、干擾參數(shù)和干擾功率,指揮干擾子系統(tǒng)實(shí)施干擾。干擾過(guò)程中偵察子系統(tǒng)可以隨時(shí)監(jiān)視干擾效果,并通過(guò)指揮控制中心對(duì)干擾子系統(tǒng)進(jìn)行調(diào)整,充分發(fā)揮干擾的效能。圖4-2-1綜合通信對(duì)抗系統(tǒng)的組成框圖

2.通信對(duì)抗系統(tǒng)的分類(lèi)

通信對(duì)抗系統(tǒng)有以下多種不同的分類(lèi):

(1)根據(jù)實(shí)現(xiàn)功能的不同,通信對(duì)抗系統(tǒng)分為無(wú)線電通信對(duì)抗偵察測(cè)向系統(tǒng),通信干擾系統(tǒng)以及將偵察、測(cè)向、干擾各部分有機(jī)結(jié)合在一起的綜合通信對(duì)抗系統(tǒng)。

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

(3)根據(jù)運(yùn)載工具的不同,通信對(duì)抗系統(tǒng)分為地面固定通信對(duì)抗系統(tǒng)、移動(dòng)通信對(duì)抗系統(tǒng)、車(chē)載通信對(duì)抗系統(tǒng)、機(jī)載通信對(duì)抗系統(tǒng)、艦載通信對(duì)抗系統(tǒng)和星載通信對(duì)抗系統(tǒng)。

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

4.2.2-通信對(duì)抗系統(tǒng)的特點(diǎn)

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

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

一個(gè)特定區(qū)域內(nèi)的通信對(duì)抗信號(hào)環(huán)境與該空間區(qū)域內(nèi)的電臺(tái)數(shù)量、分布、工作頻率、電波傳播方式、信號(hào)流量等因素有關(guān),相鄰空間區(qū)域內(nèi)的通信對(duì)抗信號(hào)環(huán)境也會(huì)影響這個(gè)區(qū)域信號(hào)環(huán)境。通信對(duì)抗信號(hào)環(huán)境的特點(diǎn)如下:

(1)通信電臺(tái)數(shù)量上升,信號(hào)密度增大。通信需求不斷擴(kuò)大,通信頻段迅速擴(kuò)展,一套通信對(duì)抗系統(tǒng)在單位時(shí)間內(nèi)面臨的通信電臺(tái)數(shù)目、信號(hào)數(shù)量、信號(hào)密度迅速增大。

(2)通信信號(hào)種類(lèi)繁多,信號(hào)參數(shù)復(fù)雜、多變。通信信號(hào)是信息的載體,為了有效、可靠進(jìn)行信息傳遞,通信信號(hào)有許多調(diào)制方式,常規(guī)通信信號(hào)種類(lèi)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(hào)種類(lèi)繁多而復(fù)雜。

(3)通信電臺(tái)分布范圍擴(kuò)大,地理環(huán)境影響加大。通信電臺(tái)運(yùn)載平臺(tái)包括地面、汽車(chē)、飛機(jī)、艦船、衛(wèi)星等,通信電臺(tái)分布、運(yùn)動(dòng)范圍都得到很大擴(kuò)展,造成對(duì)抗區(qū)域交叉增加。通信信號(hào)的工作頻段、傳播方式、傳播路徑直接影響信號(hào)質(zhì)量,電臺(tái)分布范圍的擴(kuò)大,多徑效應(yīng)、信道衰落、區(qū)域間信號(hào)環(huán)境影響等,直接導(dǎo)致通信信號(hào)更為復(fù)雜。

(4)民用電臺(tái)、個(gè)人通信與軍用通信信號(hào)混雜,敵我識(shí)別難度加大。隨著民用通信技術(shù)的飛速發(fā)展,民用電臺(tái)信號(hào)、個(gè)人通信信號(hào)迅速增加,這些信號(hào)與軍用信號(hào)混雜,同時(shí)到達(dá)通信對(duì)抗系統(tǒng)的信號(hào)眾多,使得真假難辨,敵我難分。

2.通信對(duì)抗系統(tǒng)的工作特點(diǎn)

與通信雙方以完全合作的工作方式相應(yīng),通信對(duì)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(diǎn)決定了通信對(duì)抗系統(tǒng)區(qū)別于其他通信系統(tǒng),具有如下的特點(diǎn):

(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?jìng)刹旖邮諜C(jī)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(hào)功率。

(5)動(dòng)態(tài)范圍大。動(dòng)態(tài)范圍是指?jìng)刹旖邮諜C(jī)正常工作的輸入信號(hào)功率范圍。

(6)調(diào)制識(shí)別能力強(qiáng)。對(duì)于不同調(diào)制方式的信號(hào)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(shí)別。

(7)參數(shù)測(cè)量能力強(qiáng)。

4.3通信對(duì)抗技術(shù)的發(fā)展與應(yīng)用

4.3.1通信對(duì)抗技術(shù)的發(fā)展

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

(2)初級(jí)階段。

這一階段可以說(shuō)是通信對(duì)抗的形成階段,其時(shí)間大約從第二次世界大戰(zhàn)中期到20世紀(jì)60年代末,這是通信對(duì)抗專(zhuān)用單機(jī)的研制和發(fā)展時(shí)期。

(3)發(fā)展階段。

20世紀(jì)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(duì)抗系統(tǒng)為主的階段。

目前,通信對(duì)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(jì)90年代以來(lái),通信對(duì)抗技術(shù)的研究和發(fā)展主要在以下幾方面:

(1)通信對(duì)抗范圍的拓寬。

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

(3)發(fā)展不同類(lèi)型、不同層次的通信對(duì)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(dòng)化通信對(duì)抗系統(tǒng)具有功能強(qiáng)、反應(yīng)速度快的特點(diǎn),在復(fù)雜電磁環(huán)境下具有很強(qiáng)的適應(yīng)能力,成為通信對(duì)抗研究發(fā)展的重點(diǎn)。

(4)開(kāi)發(fā)和運(yùn)用新技術(shù)、新器件以提高通信對(duì)抗裝備的性能。除了計(jì)算機(jī)技術(shù)和數(shù)字信號(hào)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(chǔ)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(duì)抗設(shè)備中。

4.3.2-通信對(duì)抗技術(shù)的應(yīng)用

在一定地域、頻率、時(shí)間范圍內(nèi),存在己方、友方和敵對(duì)方之間的各種通信設(shè)備,它們的電磁輻射同時(shí)交錯(cuò)存在,并互相影響,通信對(duì)抗系統(tǒng)工作在錯(cuò)綜復(fù)雜的電磁波環(huán)境中。通信對(duì)抗系統(tǒng)在實(shí)施偵察時(shí),應(yīng)在隱蔽中進(jìn)行,在實(shí)施干擾時(shí),又必然暴露自己,所以通信對(duì)抗系統(tǒng)是在隱蔽和暴露的矛盾中進(jìn)行的。通信對(duì)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(wú)論在戰(zhàn)時(shí)還是平時(shí),都進(jìn)行著通信對(duì)抗,應(yīng)用的重點(diǎn)不同,平時(shí)以偵察為主,干擾則是作戰(zhàn)時(shí)期的重點(diǎn)。具體應(yīng)用方法如下

(1)通信情報(bào)偵察,獲取有價(jià)值的情報(bào)。通信對(duì)抗偵察是獲取敵方情報(bào)的一種重要手段。在通信對(duì)抗應(yīng)用的早期,通信及保密技術(shù)比較落后,偵聽(tīng)敵方無(wú)線電通信,對(duì)敵方通信電臺(tái)的測(cè)向定位,可以獲得敵方通信信息內(nèi)容、活動(dòng)規(guī)律、隸屬關(guān)系、行動(dòng)企圖等有價(jià)值的情報(bào)。

(2)壓制干擾敵方無(wú)線電通信,破壞敵方的通信質(zhì)量。現(xiàn)代通信帶有很強(qiáng)的時(shí)間性,在關(guān)鍵時(shí)刻、關(guān)鍵通信頻段,通信對(duì)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(duì)敵方的主要通信網(wǎng)實(shí)施強(qiáng)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(wú)法協(xié)同有效進(jìn)攻,失去關(guān)鍵性戰(zhàn)機(jī)。

(3)欺騙干擾使敵方產(chǎn)生錯(cuò)誤判斷或接受虛假情報(bào)。無(wú)線電通信設(shè)備在戰(zhàn)場(chǎng)上的使用量越來(lái)越大,信號(hào)在時(shí)間、頻率、空間、強(qiáng)度等多維空間變化,要想通過(guò)壓制全部破壞敵方的無(wú)線電通信,是十分困難的。通信對(duì)抗依據(jù)充分的情報(bào),采用模擬敵方信號(hào)的干擾方式(稱(chēng)為欺騙性干擾)向敵方傳送虛假情報(bào)或下達(dá)虛假命令,使敵人真假難辨,以影響敵人的決心和行動(dòng)。

(4)“煙幕”干擾制造反偵察電子屏障,保護(hù)己方通信。為了反偵察,通信對(duì)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(hào),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(duì)抗偵察站近,而離己方的通信地域遠(yuǎn)。這樣使己方的通信信號(hào)完全淹沒(méi)在“噪聲”中,從而組成一個(gè)“電磁干擾屏障”,使敵方偵察站無(wú)法偵收到己