通信對抗原理第1章-緒論課件

第1章緒論1.1通信對抗概述1.2通信對抗的含義1.3通信對抗系統(tǒng)的組成和分類1.4通信對抗系統(tǒng)的特點1.5通信對抗系統(tǒng)的主要技術(shù)指標(biāo)1.6通信偵察的應(yīng)用領(lǐng)域習(xí)題1.1通信對抗概述在信息化社會里，信息既是財富又是寶貴的資源。在軍事斗爭中，信息是戰(zhàn)斗力的重要組成部分。現(xiàn)代化戰(zhàn)場是信息化戰(zhàn)場，在信息化戰(zhàn)場中，部隊的作戰(zhàn)指揮、武器控制既依賴于敵我雙方的兵力部署、軍事意圖和武器作戰(zhàn)能力的信息，也依賴于敵我雙方的信息傳輸能力。因此，爭奪信息的優(yōu)勢的斗爭，即保證己方信息安全傳輸和通過各種手段獲取對方信息并破壞對方信息傳輸?shù)亩窢帲闪爽F(xiàn)代戰(zhàn)爭的焦點。信息是依靠通信系統(tǒng)傳輸?shù)?，因此通信系統(tǒng)是作戰(zhàn)指揮和武器控制的神經(jīng)中樞。無線電通信是現(xiàn)代戰(zhàn)爭中的主要通信方式之一，如廣為使用的地面通信、移動通信、衛(wèi)星通信、數(shù)據(jù)通信和協(xié)同通信等戰(zhàn)場通信網(wǎng)歷來都是戰(zhàn)爭中指揮、控制和信息溝通的主要手段，也是作戰(zhàn)環(huán)境中的唯一手段。對通信網(wǎng)臺的干擾，破壞對方的信息傳輸，中斷其神經(jīng)中樞，可使其指揮失靈、武器失控，它比殺傷對方的部分作戰(zhàn)力量和摧毀某個武器的影響要大得多。通信對抗是最早使用的電子戰(zhàn)手段，隨著無線電電報在軍事通信中的應(yīng)用，1904年日俄戰(zhàn)爭中，雙方利用無線電設(shè)備竊聽艦-艦和艦-地間的通信，以獲取軍事情報，這是通信偵察的最早實踐。早期的無線電臺很少，而電臺總是和軍隊指揮機(jī)關(guān)在一起的，因此第一次世界大戰(zhàn)期間出現(xiàn)了無線電測向機(jī)，利用通信測向定位，判斷軍隊集結(jié)地區(qū)，也從敵方無線電臺的位也基本沒有進(jìn)行通信對抗理論、體制和專題技術(shù)的研究，差不多都是使用現(xiàn)成的通信電臺或改裝的通信設(shè)備，即直接采用通信設(shè)備監(jiān)視敵方的通信信號，監(jiān)聽通信內(nèi)容，使用測向設(shè)備測量通信發(fā)射機(jī)的方位，獲取情報信息。必要時，用通信發(fā)射機(jī)發(fā)出噪聲調(diào)制干擾或語音欺騙干擾，甚至還用過電火花的調(diào)諧干擾。除測向設(shè)備外，這一階段的主要通信對抗裝備就是通信電臺，只有少量在通信電臺基礎(chǔ)上改裝的偵聽設(shè)備以及用通信電臺加裝干擾信號激勵器形成的干擾附加器等。2)單機(jī)對抗階段第二次世界大戰(zhàn)后，戰(zhàn)爭幾乎連年不斷。直到20世紀(jì)70年代，世界先后經(jīng)歷了朝鮮戰(zhàn)爭、越南戰(zhàn)爭以及持續(xù)不斷的中東戰(zhàn)爭。雖然該階段通信對抗發(fā)展緩慢，但是戰(zhàn)場上的偵察和反偵察、竊聽和反竊聽仍然是通信和通信對抗斗爭的焦點。伴隨著通信系統(tǒng)逐步采用各種加密措施(包括后來出現(xiàn)的數(shù)字技術(shù))，除了在各種通信設(shè)備混雜并用時期仍可監(jiān)聽部分老式的電臺信號外，已無法直接依靠人工偵聽(收)方法來獲取情報信息。盡管難以獲得通信情報信息，但是通過測量通信輻射源方位、監(jiān)視通信信道和測量通信信號參數(shù)，仍然可以獲得通信信號的基本特征參數(shù)，從而對通信設(shè)備實現(xiàn)干擾引導(dǎo)，實現(xiàn)破壞通信設(shè)備的通信聯(lián)絡(luò)的目的。因此，該階段研制、生產(chǎn)和使用了專門的通信偵察、測向和干擾的單機(jī)設(shè)備。在這個階段，有關(guān)國家進(jìn)行了偵察接收、測向和定位體制以及干擾理論研究，實際試驗了通信對抗樣機(jī)，取得了對當(dāng)時各種通信體制和各種制式電臺信號進(jìn)行偵察接收和測向定位的最有效方法以及最佳干擾樣式等數(shù)據(jù)，基本確立了最佳干擾理論。在此基礎(chǔ)上，開發(fā)并批量生產(chǎn)了以地面平臺(固定式和移動式)為主的專用的通信偵察、測向(定位)和干擾裝備。該階段通信對抗的主要作戰(zhàn)對象仍然是模擬制式、人工調(diào)諧的戰(zhàn)術(shù)通信電臺，操作方式主要采用人工控制和手動操作，后來出現(xiàn)了利用硬件實現(xiàn)對信號的半自動或自動搜索、截獲、監(jiān)聽和瞄準(zhǔn)干擾，以及數(shù)字調(diào)諧的通信對抗單機(jī)設(shè)備。這一階段的通信對抗裝備主要是以地面使用為主的各種便攜式的通信偵察、測向設(shè)備以及攔阻式或瞄準(zhǔn)式通信干擾單機(jī)。裝備的主要缺點是反應(yīng)速度慢、工作頻段窄、干擾功率小、設(shè)備體積大而笨重，且基本沒有信號處理能力，必須依靠人工來分析、判斷和識別信號。3)系統(tǒng)對抗階段從20世紀(jì)70年代起，伴隨著微電子技術(shù)、計算機(jī)技術(shù)和通信網(wǎng)絡(luò)化技術(shù)的發(fā)展，通信對抗的系統(tǒng)設(shè)計技術(shù)、數(shù)字控制和管理技術(shù)、信號分析與識別技術(shù)等方面取得了理論和工程應(yīng)用性的突破。與此同時，通信對抗單機(jī)設(shè)備也通過計算機(jī)控制實現(xiàn)系統(tǒng)集成，使通信對抗裝備的系統(tǒng)化和數(shù)字化有了突飛猛進(jìn)的發(fā)展。實現(xiàn)集成后的通信對抗系統(tǒng)大大提高了作戰(zhàn)能力。從此，通信對抗同通信的較量逐步進(jìn)入系統(tǒng)對抗階段。通信對抗從對單一電臺對抗發(fā)展到對通信網(wǎng)、數(shù)據(jù)鏈的對抗，出現(xiàn)了從手機(jī)通話偵聽到對散射通信、衛(wèi)星通信的偵察和干擾?，F(xiàn)在世界各國有成千上萬種無線電通信對抗裝置在地面、軍艦和飛機(jī)上，與此同時，專門從事通信對抗研制和生產(chǎn)的部門、通信對抗部隊以及專用通信對抗飛機(jī)也相繼出現(xiàn)。1.2通信對抗的含義無線電通信對抗就是為削弱、破壞敵方無線電通信系統(tǒng)的使用效能和保護(hù)己方無線電通信系統(tǒng)使用效能的正常發(fā)揮所采取的措施與行動的總稱，簡稱為通信對抗。因此，通信對抗就是敵對雙方在軍事通信領(lǐng)域進(jìn)行的、為作戰(zhàn)行動直接服務(wù)的電子對抗活動，是通信領(lǐng)域中的電子戰(zhàn)，也稱為通信電子戰(zhàn)。其實質(zhì)就是敵對雙方在通信領(lǐng)域內(nèi)為爭奪電磁頻譜的使用權(quán)和控制權(quán)展開的爭斗。按照通信對抗的上述定義，通信對抗包括兩個方面的主要內(nèi)容：其一是為了削弱、破壞敵方無線電通信系統(tǒng)所采取的措施和行動，它一般包括通信偵察和通信干擾兩個方面；其二是為了保護(hù)己方無線電通信系統(tǒng)使用效能的正常發(fā)揮所采取的措施和行動，它就是通信反偵察/抗干擾(簡稱“通信抗干擾”)技術(shù)。本書主要討論前者，后者即通信抗干擾屬于通信系統(tǒng)的內(nèi)容，本書不做討論。通信對抗是無線電通信領(lǐng)域的電子戰(zhàn)，如圖1.2-1所示。通信對抗包括通信偵察和通信干擾。通信偵察的目的之一是獲取通信情報，以了解對方的軍事意圖、無線通信設(shè)備的技術(shù)水平，為軍事行動決策和制定通信對抗裝備的研制規(guī)劃提供依據(jù)。這種情報稱為通信情報(communicationsintelligent，comint)。通信偵察的另一個目的是根據(jù)所截獲的信號，分析對方的通信信號工作頻率、調(diào)制方式、調(diào)制參數(shù)和對通信設(shè)備的定位，使指揮員實時了解戰(zhàn)場的電子態(tài)勢，引導(dǎo)干擾機(jī)對關(guān)鍵節(jié)點的通信設(shè)備實施干擾。這種通信偵察也稱為電子支援措施(ElectronicSupportMeasurement，ESM)。圖1.2-1通信電子戰(zhàn)通信干擾(CommunicationsJamming)是人為使用輻射電磁能量的辦法，對敵方無線電通信過程進(jìn)行壓制和破壞，主要目的是削弱甚至阻斷敵方信息網(wǎng)絡(luò)體系中的“神經(jīng)”和“血管”(如指揮通信、協(xié)同通信、情報通信、勤務(wù)通信等)。通信干擾按照其干擾方式分為壓制干擾、欺騙干擾和通信網(wǎng)干擾等。壓制式干擾是使敵方通信設(shè)備收到的有用信息模糊不清或被完全掩蓋，甚至通信中斷。根據(jù)對目標(biāo)信號的破壞程度分為全壓制干擾和部分壓制干擾。欺騙干擾是在敵方使用的通信信道上，模仿敵方通信系統(tǒng)的通信方式、語音、信息等信號特征，冒充其通信網(wǎng)內(nèi)的電臺，發(fā)送偽造的虛假或者欺騙消息，從而造成敵接收方判斷失誤或產(chǎn)生錯誤行動。通信網(wǎng)干擾是指針對通信網(wǎng)的通信干擾。通信抗干擾(含通信反偵察)包括兩部分內(nèi)容：一是利用通信干擾手段擾亂敵方的偵察設(shè)備，阻止其截獲我方輻射的電磁信號(即“通信對抗反偵察”)，這屬于通信干擾范疇；二是對己方通信設(shè)備等電子信息裝備采取電磁加固和抗干擾措施，減少輻射和加強(qiáng)保密，增強(qiáng)電子信息裝備本身的反偵察和抗干擾能力，它屬于通信抗干擾范疇，不在本書討論的內(nèi)容之列。從宏觀上講，通信對抗以敵方的“無線電通信”為對象。而“無線電通信”這個術(shù)語，即我們平時簡稱“通信”的這兩個字，在現(xiàn)今科學(xué)技術(shù)迅猛發(fā)展的時代里已經(jīng)不是一個簡單的概念了?，F(xiàn)在，它已包括多頻譜、多制式、多用途、多平臺等名目繁多的種類。這樣，通信對抗也就成了一個外延豐富的概念。目前，通信對抗技術(shù)和通信對抗裝備已經(jīng)發(fā)展成為名目繁多、涉及到方方面面的相當(dāng)寬廣的技術(shù)領(lǐng)域。1.3通信對抗系統(tǒng)的組成和分類1.3.1通信對抗系統(tǒng)的組成由于實際電磁環(huán)境中存在各種波段、各種調(diào)制方式的通信設(shè)備，因此通信對抗不是一臺干擾機(jī)對一臺通信設(shè)備的對抗，而是系統(tǒng)對系統(tǒng)的對抗。通信對抗系統(tǒng)是指通過計算機(jī)和網(wǎng)絡(luò)把各種通信對抗設(shè)備有機(jī)地連接在一起，進(jìn)行統(tǒng)一指揮協(xié)調(diào)的通信對抗的綜合體。因此，通信對抗系統(tǒng)也稱戰(zhàn)術(shù)通信對抗的指揮、控制和通信系統(tǒng)(command，control，communicationsystem)。通信對抗系統(tǒng)由指揮控制、通信偵察、通信測向和通信干擾等分系統(tǒng)組成，如圖1.3-1所示。下面分別討論各分系統(tǒng)的用途。圖1.3-1通信對抗系統(tǒng)1)指揮控制分系統(tǒng)指揮控制分系統(tǒng)用于對系統(tǒng)下屬各站的作戰(zhàn)指揮和控制，收集處理各站上報的偵察情報和工作狀態(tài)信息，統(tǒng)一各站的工作；也負(fù)責(zé)與上級指揮所的通信聯(lián)絡(luò)，接受上級指揮所下達(dá)的作戰(zhàn)命令，完成相應(yīng)的對抗任務(wù)，并上報戰(zhàn)況。指揮控制系統(tǒng)具有電子態(tài)勢顯示(顯示敵方通信設(shè)備的地理位置)、輔助決策、數(shù)據(jù)庫以及與上級指揮所和下屬各站的通信等功能。2)通信偵察分系統(tǒng)通信偵察分系統(tǒng)用于對作戰(zhàn)區(qū)域內(nèi)通信信號的截獲、分選、參數(shù)測量、調(diào)制樣式識別和信息解調(diào)等。該分系統(tǒng)一般有多個工作在不同頻段、分布在不同地域的偵察站，完成對不同頻段、不同區(qū)域的偵察。通信偵察分系統(tǒng)由偵察天線、搜索接收機(jī)、全景顯示、分析接收機(jī)、信號分析顯示和數(shù)據(jù)庫等組成，如圖1.3-2所示。圖1.3-2通信偵察分系統(tǒng)通信偵察分系統(tǒng)的第一個功能是截獲信號。偵察天線的波束在空域內(nèi)搜索、截獲通信系統(tǒng)來的信號，并將信號送給搜索接收機(jī)和分析接收機(jī)。第二個功能是測量信號參數(shù)。搜索接收機(jī)測量接收信號的頻率、電平、到達(dá)時間等，并將各通信設(shè)備的頻率分布全景地顯示在全景顯示器上，同時將測量的參數(shù)送到數(shù)據(jù)庫進(jìn)行存儲。搜索接收機(jī)是寬帶的，用于對頻帶內(nèi)信號的頻率進(jìn)行全面調(diào)查，給出通信信號在頻域上的全景分布。分析接收機(jī)是窄帶接收機(jī)，它用來對感興趣的信號進(jìn)行詳細(xì)分析，以較高精度測量信號的頻率、調(diào)制類型識別、解調(diào)和參數(shù)測量，并將分析和測量結(jié)果顯示在分析顯示器上。由于分析接收機(jī)是窄帶的，它也可以對模擬通信實現(xiàn)監(jiān)聽，因此分析接收機(jī)也稱監(jiān)聽/分析接收機(jī)。3)通信測向分系統(tǒng)通信測向分系統(tǒng)用以對通信信號的測向和定位。對通信信號的測向是利用方向性天線在空域范圍內(nèi)搜索，或用多天線組成的天線陣測量信號到天線陣的幅度差、相位差或到達(dá)時間差實現(xiàn)的。原理上，通信偵察分系統(tǒng)的天線也可進(jìn)行測向，但通信偵察天線的波束寬度寬，測向精度低。因此，為了保證對通信信號的空域截獲概率，目前的通信對抗系統(tǒng)中都有獨立的通信測向分系統(tǒng)。測向分系統(tǒng)的組成如圖1.3-3所示。對通信信號的定位通常由兩個測向站用交叉定位方法實現(xiàn)。對通信信號的測向、定位可初步判定通信電臺的部署，引導(dǎo)反輻射武器摧毀重要的通信節(jié)點，也可引導(dǎo)干擾機(jī)在方向上瞄準(zhǔn)，有效地利用干擾功率。圖1.3-3通信測向分系統(tǒng)4)通信干擾分系統(tǒng)在通信對抗系統(tǒng)中，通信干擾分系統(tǒng)根據(jù)系統(tǒng)控制決策分系統(tǒng)的命令對特定的通信信號進(jìn)行干擾，這時偵察分系統(tǒng)向干擾分系統(tǒng)提供干擾對象的頻率、方向、調(diào)制方式、調(diào)制參數(shù)等信息，干擾引導(dǎo)單元在頻率、方向上瞄準(zhǔn)干擾對象，并由干擾信號形成設(shè)備產(chǎn)生低功率的射頻干擾信號，最后經(jīng)功率放大由天線向指定方向發(fā)射干擾信號。通常，通信干擾機(jī)前端有自己的接收天線和接收機(jī)，可獨立進(jìn)行偵收和干擾。通信干擾分系統(tǒng)的組成如圖1.3-4所示。對通信系統(tǒng)的干擾方式有壓制式干擾和欺騙式干擾，如圖1.3-5所示。圖1.3-4通信干擾分系統(tǒng)圖1.3-5通信干擾分類壓制式干擾(Overwhelmjamming)是功率型干擾，干擾機(jī)發(fā)射大功率干擾信號以降低通信接收機(jī)輸入的信干比，使模擬通信接收機(jī)無法理解傳送的信息或使數(shù)字通信接收機(jī)增大接收信號的誤碼率。壓制式干擾的干擾信號可以是噪聲調(diào)制的射頻信號，也可以是未調(diào)制的音頻信號。根據(jù)干擾譜寬與信號譜寬的關(guān)系，噪聲干擾還可分阻塞式干擾(攔阻式干擾)、瞄準(zhǔn)式干擾、掃頻干擾和局部頻帶干擾。阻塞式干擾(Barragejamming)的干擾信號譜寬遠(yuǎn)大于通信接收機(jī)的帶寬，直至覆蓋整個跳頻通信的頻率范圍。瞄準(zhǔn)式干擾(Spotjamming)的干擾信號譜寬與通信接收機(jī)的帶寬相當(dāng)，能有效地利用干擾功率。掃頻干擾(Sweptjamming)用窄帶干擾譜在寬的頻率范圍內(nèi)掃描，每個時刻的瞬時帶寬與瞄準(zhǔn)式干擾相當(dāng)。而局部頻帶干擾(Partialjamming)是對一定頻率范圍內(nèi)的信號干擾，干擾頻譜寬度小于通信信號占據(jù)的頻率范圍。未經(jīng)調(diào)制的干擾信號有單頻信號(單音干擾)或多個頻率的信號(多音干擾)等。這種干擾的機(jī)理與噪聲干擾不同。它的頻率、相位與通信信號不同，當(dāng)干擾信號和通信信號同時存在于接收機(jī)中時，合成信號會產(chǎn)生包絡(luò)失真和相位失真。通信接收機(jī)解調(diào)輸出信號會出現(xiàn)誤碼。未調(diào)制干擾常用于對數(shù)字通信系統(tǒng)干擾。欺騙式干擾(Deceptivejamming)的目的是冒充通信網(wǎng)臺中的一個臺站與該網(wǎng)中其他臺站進(jìn)行通信，把假信號注入通信網(wǎng)，使敵方通信系統(tǒng)產(chǎn)生錯誤判斷。欺騙式干擾實現(xiàn)難度大，較少使用。但是用應(yīng)答式干擾冒充通信網(wǎng)的信號進(jìn)行干擾則得到廣泛的應(yīng)用。應(yīng)答式干擾的原理是將偵收的信號存儲，然后延時轉(zhuǎn)發(fā)。應(yīng)答式干擾的頻率、調(diào)制參數(shù)等與通信信號完全相同，相當(dāng)于通信接收機(jī)同時收到兩個內(nèi)容不同的信號，當(dāng)干擾功率與通信信號功率相當(dāng)時，通信接收機(jī)會產(chǎn)生解調(diào)錯誤。但應(yīng)指出，對于跳頻通信系統(tǒng)干擾時，應(yīng)答式干擾的干擾效果取決于通信接收機(jī)、干擾機(jī)和通信發(fā)射機(jī)的位置關(guān)系。即與干擾信號和接收信號的重疊時間長短有關(guān)，重疊時間越長，干擾效果越好。應(yīng)該指出，這里所說的欺騙式干擾是專指使通信設(shè)備產(chǎn)生虛假信息或產(chǎn)生解調(diào)錯誤的干擾，它與信息欺騙不同。后者是用通信、廣播等手段，宣傳戰(zhàn)爭的性質(zhì)、虛假的作戰(zhàn)態(tài)勢和戰(zhàn)果，以瓦解敵方民眾和作戰(zhàn)人員的意志與戰(zhàn)斗力。信息欺騙是信息戰(zhàn)中軍事欺騙的重要組成部分。除猝發(fā)通信外，大多數(shù)通信的持續(xù)時間較長，以便把電文等完整地傳送到接收端，因此干擾在時間上通常也是連續(xù)的。但是干擾機(jī)在干擾過程中需經(jīng)常監(jiān)視干擾效果，即干擾時偵收通信信號，以檢查干擾的效果。當(dāng)發(fā)現(xiàn)通信設(shè)備受干擾，跳到其他頻率工作時，干擾信號頻率也隨之變化或改變干擾方式(如阻塞式干擾)。這時，干擾信號的部分能量可能被干擾系統(tǒng)的偵察接收天線接收，引起干擾系統(tǒng)的自激。引起自激的原因是干擾機(jī)的收發(fā)天線的隔離度低，使干擾功率經(jīng)空間耦合到接收端的功率大于接收機(jī)的靈敏度。為了防止自激的發(fā)生，可增大收發(fā)天線間的距離、增大天線間電波的吸收或使用極化互為正交的收發(fā)天線。目前的干擾機(jī)都采用時間分割方式工作，即在干擾過程中周期性地停止一段時間用于偵察。這種監(jiān)視干擾效果的方法稱為時間選通，國外文獻(xiàn)上稱“Lookthrough”。1.3.2通信對抗系統(tǒng)的分類按頻段分，通信對抗系統(tǒng)可分為短波、超短波和微波通信對抗系統(tǒng)。短波通信對抗系統(tǒng)的頻率范圍為3~30MHz；超短波通信對抗系統(tǒng)的頻率范圍為30~300MHz；微波通信對抗系統(tǒng)的頻率范圍為300~3000MHz。按功能分，通信對抗系統(tǒng)可分為戰(zhàn)術(shù)通信、移動通信、衛(wèi)星通信等通信對抗系統(tǒng)。按平臺分，通信對抗系統(tǒng)可分為車載、機(jī)載、艦載和星載通信對抗系統(tǒng)。1.4通信對抗系統(tǒng)的特點通信對抗所面臨的信號環(huán)境和通信對抗的工作方式?jīng)Q定了通信對抗系統(tǒng)的特點。1.4.1信號環(huán)境通信對抗系統(tǒng)的信號環(huán)境有以下幾個特點：(1)工作頻率范圍寬。常用的戰(zhàn)術(shù)通信網(wǎng)臺的工作頻率范圍從1MHz到3000MHz，毫米波通信的頻率可達(dá)40GHz，而通信信號的最小譜寬僅有25kHz，可以想像，在該頻率范圍內(nèi)將會有幾萬個網(wǎng)臺同時工作。(2)調(diào)制方式多。通信信號有模擬調(diào)制和數(shù)字調(diào)制，根據(jù)被調(diào)制的參數(shù)不同，又有幅度調(diào)制、頻率調(diào)制和相位調(diào)制。不管是模擬信息還是數(shù)字信息，它們都采用上述三種基本調(diào)制方式。但為了區(qū)分模擬調(diào)制與數(shù)字調(diào)制，人們又采用了如下的術(shù)語與代號：模擬調(diào)幅——AM；模擬調(diào)頻——FM；模擬調(diào)相——PM；數(shù)字調(diào)幅——ASK，又稱振幅鍵控；數(shù)字調(diào)頻——FSK，又稱頻率鍵控；數(shù)字調(diào)相——PSK，又稱相位鍵控。實際應(yīng)用的技術(shù)，往往比上面所介紹的要復(fù)雜的多，還有一些派生的調(diào)制方式也得到了應(yīng)用。例如，為了節(jié)省傳輸頻帶并增加抗干擾能力，在調(diào)幅基礎(chǔ)上派生出一種“單邊帶調(diào)制”，它只傳送調(diào)幅信號的上邊帶或下邊帶。有時為了接收的方便，還同時送出一部分下邊帶及載頻，這叫做“殘留邊帶調(diào)制”。這種派生的“單邊帶調(diào)制”在短波通信中應(yīng)用很廣。(3)工作體制多。通信信號在頻域上有單頻、跳頻和擴(kuò)頻等體制，在時域上有跳時、猝發(fā)等體制。通信信號的跳頻有慢速跳頻(每個頻率駐留時間內(nèi)包含許多數(shù)據(jù)比特，跳速為每秒鐘幾跳到幾十跳)和快速跳頻(每個數(shù)據(jù)比特內(nèi)有多次跳頻，跳速為幾百跳到千跳以上)；跳時是指傳送的信息在每幀的不同時刻發(fā)送；擴(kuò)頻是源碼經(jīng)隨機(jī)碼調(diào)制后發(fā)射，接收端將接收信號與同步的隨機(jī)碼相關(guān)恢復(fù)源碼。猝發(fā)是在不到1秒時間內(nèi)發(fā)送完一份完整的報文的通信方式。在一些通信系統(tǒng)中，跳頻、擴(kuò)頻、跳時可組合使用。(4)信息種類多。一般來說，通信信號的信息源可分為三類：語音(語言、音樂等)、圖像和數(shù)據(jù)。在通信中，語音信息通常限制在300～3400Hz頻率范圍內(nèi)，有時只使用300～2700Hz頻率范圍，因為在此以外的頻率分量對語音的可懂度貢獻(xiàn)不大。圖像信息有慢掃描靜止圖像，它可以在上述語音頻帶內(nèi)傳輸；也有實時動態(tài)視頻圖像，如不進(jìn)行任何處理，則需占據(jù)0～6MHz頻率基帶。在通信系統(tǒng)中，數(shù)據(jù)通常以“0”與“1”表示的二進(jìn)制代碼(比特)形式出現(xiàn)，就像計算機(jī)中一般使用二進(jìn)制數(shù)的道理是一樣的。因為它最簡單，所以傳輸可靠性最高，同時最容易與計算機(jī)接口，也最容易處理與儲存。從信息傳輸角度，又可以把信息源分為兩大類：一類是模擬信息(語音、圖像等)；另一類是數(shù)字(數(shù)據(jù))信息(包括將模擬信息“數(shù)字化”處理后變換成的“數(shù)據(jù)”)。數(shù)字傳輸?shù)闹饕獌?yōu)點有：首先可通過信息處理的辦法，大大壓縮冗余信息，從而節(jié)省通信傳輸時占用的頻帶寬度和傳輸時間；其次可提高傳輸質(zhì)量，因為數(shù)字信息傳輸形式的可靠性與抗干擾能力大大優(yōu)于模擬信息傳輸形式；第三是可進(jìn)行更簡單且有效的保密處理；最后，更重要的一點是數(shù)字通信系統(tǒng)可以與計算機(jī)直接接口，對信息的控制、處理、存儲與應(yīng)用都非常方便。1.4.2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反，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。這個特點決定了通信對抗系統(tǒng)區(qū)別于通信系統(tǒng)，具有如下特點。(1)工作頻段寬。從通信對抗系統(tǒng)的頻率范圍可以看到，每個波段的頻率范圍達(dá)10個倍頻程。這要求天線、接收機(jī)、干擾機(jī)的功率放大器都具有寬帶性能。目前的微波元器件難以滿足要求的帶寬，通常根據(jù)對通信對抗系統(tǒng)的頻率范圍，用多個較窄帶寬的天線、功率放大器等并行工作來解決。國外偵察頻率范圍已復(fù)蓋100kHz~18GHz，干擾的頻率范圍復(fù)蓋1~2500MHz。(2)空域覆蓋范圍大。通信對抗系統(tǒng)要求的覆蓋空域取決于系統(tǒng)平臺。對于地面車載系統(tǒng)，方位覆蓋正面的規(guī)定范圍；而對機(jī)載、艦載和星載系統(tǒng)要求方位覆蓋360°，仰角覆蓋90°。(3)截獲概率高。通信對抗系統(tǒng)截獲信號是隨機(jī)事件。信號截獲是指偵察接收機(jī)在頻率上、方向上、極化上與通信信號的一致，而且能測量信號的參數(shù)。由于通信信號的持續(xù)時間有限，而偵察接收機(jī)需要在一定頻率范圍內(nèi)搜索，只有當(dāng)偵察接收機(jī)的頻率信號頻率相同的時刻，信號存在一定時間，偵察接收機(jī)才能在頻域上截獲信號。在空域上，如果偵察接收天線與通信發(fā)射天線都是旋轉(zhuǎn)的，偵察天線與通信發(fā)射天線方向上對準(zhǔn)時，偵察接收機(jī)才能截獲信號。如果偵察天線的極化與通信發(fā)射天線極化正交，則偵察接收機(jī)不能截獲信號。在空域上提高截獲概率的方法是增大偵察天線波束寬度和提高接收機(jī)靈敏度，對通信發(fā)射天線的旁瓣偵察，在極化上用圓極化天線偵察線極化信號，但這時接收信號功率有3dB損失。因此，通信對抗系統(tǒng)的信號截獲主要指頻域截獲，將在后續(xù)章節(jié)詳細(xì)討論。嚴(yán)格地說，對通信設(shè)備的干擾也是概率事件，因為通信對抗系統(tǒng)只能獲得通信發(fā)射機(jī)的方向，而干擾的對象是通信接收機(jī)。因此，當(dāng)通信發(fā)射機(jī)只向通信接收機(jī)發(fā)送信號時，由于無法測出通信接收機(jī)的方向而無法干擾。通常假定通信設(shè)備是收、發(fā)雙工的，即通信設(shè)備可以發(fā)射，也可以接收，這時通信發(fā)射機(jī)的方向與接收機(jī)的方向是一致的?；蛘呒僭O(shè)通信收、發(fā)設(shè)備位于一個較小的方向范圍內(nèi)，用寬波束干擾天線覆蓋通信收、發(fā)設(shè)備的方向，實現(xiàn)對通信接收設(shè)備的干擾。寬帶接收和寬波束天線是保證通信對抗系統(tǒng)對通信信號高截獲概率的重要措施。(4)靈敏度高。靈敏度是指接收機(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功率。接收機(jī)靈敏度受接收機(jī)輸入端的噪聲功率的限制。當(dāng)接收信號功率高于接收機(jī)靈敏度一定倍數(shù)時，信號才能正確接收。而接收的信號功率與距離平方成反比(短波時，由于大氣對電波的折射影響，與距離4次方成反比)。通信偵察和通信干擾設(shè)備離通信發(fā)射機(jī)的距離大于通信接收機(jī)離發(fā)射機(jī)的距離，因此通信對抗系統(tǒng)接收機(jī)沒有距離優(yōu)勢。通信偵察設(shè)備的靈敏度往往比通信接收機(jī)的靈敏度更高(-100~-110dBm)。對擴(kuò)頻通信偵察時，偵察機(jī)接收的信號與接收的噪聲同一數(shù)量級，甚至信號淹沒在噪聲中，在沒有先驗知識時，截獲擴(kuò)頻信號是困難的課題。(5)動態(tài)范圍大。動態(tài)范圍是指偵察接收機(jī)正常工作的輸入信號功率范圍。動態(tài)范圍的下限受接收機(jī)靈敏度限制，而上限取決于使偵察接收機(jī)飽和的功率和不產(chǎn)生交互調(diào)制的功率，前者定義的動態(tài)范圍稱飽和動態(tài)范圍，而后者定義的動態(tài)范圍稱無寄生。干擾的動態(tài)范圍。通常無寄生干擾的動態(tài)范圍小于飽和動態(tài)范圍。因此，通常意義下的動態(tài)范圍指的是無寄生干擾的動態(tài)范圍。無寄生干擾的動態(tài)范圍的含義如下：由于線性系統(tǒng)特性不理想，呈現(xiàn)非線性，當(dāng)兩個不同頻率輸入時，其輸出除這兩個頻率外，還出現(xiàn)兩個頻率的組合頻率分量，這兩個組合頻率分量與輸入信號頻率相距很近而無法濾除，形成了互調(diào)干擾。在一個區(qū)域內(nèi)，通信設(shè)備發(fā)射功率不同，離通信偵察設(shè)備的距離不同，尤其在通信偵察接收機(jī)相對于通信設(shè)備運動時，接收到的信號功率變化很大，為了保證通信偵察接收機(jī)能正確地測量信號參數(shù)，其動態(tài)范圍一般為70~100dB。(6)調(diào)制識別能力強(qiáng)。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。不僅需要識別出模擬調(diào)制和數(shù)字調(diào)制，還要識別出調(diào)制參數(shù)(幅度調(diào)制、頻率調(diào)制或相位調(diào)制)，以及識別出每個參數(shù)的調(diào)制階數(shù)(如PSK調(diào)制的BPSK、QBSK、8PSK等的2、4、8階)。(7)參數(shù)測量能力強(qiáng)。在通信中，收、發(fā)雙方是合作關(guān)系，接收方確知信號頻率或跳頻通信的跳頻圖案、時間上的同步信號(如幀同步、碼元同步，在跳時通信中跳時圖案的同步)、擴(kuò)頻通信中的擴(kuò)頻與解擴(kuò)用的隨機(jī)碼和信源、信道的加密、解密的密鑰等。而通信對抗系統(tǒng)與通信系統(tǒng)是非合作關(guān)系，無法得到這些先驗信息，因此通信對抗系統(tǒng)需要對通信信號參數(shù)的準(zhǔn)確測量或估計，才能實現(xiàn)頻率同步、碼速率同步，正確地解調(diào)偵收信號的信息。1.4.3無線電頻段劃分為了實現(xiàn)可靠的無線電通信，選擇合適的載波頻率是非常重要的，因為無線電波在空間傳播都遵循一定的規(guī)律。如電波在自由空間傳播的衰減與傳播距離平方成正比，同時也與其頻率的平方成正比。這樣，電磁頻譜的低端特別適用于通信，因而這一頻段特別擁擠。于是，人們使用的無線電頻譜不得不向高端拓展。另外，為了避免眾多的通信系統(tǒng)互相影響，人們不得不在世界范圍內(nèi)協(xié)調(diào)無線電頻譜的使用，使各種不同業(yè)務(wù)占用不同的頻段，使之合理、有序。無線電通信頻段的劃分及其用途如表1.4-1所示。頻段的這種劃分只具有相對正確性，在多數(shù)的情況下，一般用途的電臺基本上是這樣設(shè)計的。但是，隨著技術(shù)的進(jìn)步，一些通信系統(tǒng)為了抗干擾的目的也跨波段設(shè)計。表1.4-1通信頻段的劃分及其用途1.5通信對抗系統(tǒng)的主要技術(shù)指標(biāo)通信對抗系統(tǒng)的技術(shù)指標(biāo)包括：(1)系統(tǒng)的頻率范圍：包括偵察設(shè)備的頻率覆蓋范圍、測向設(shè)備的頻率覆蓋范圍和干擾設(shè)備的頻率覆蓋范圍。這些頻率覆蓋范圍可能不完全一樣，而偵察的頻率范圍總是寬于測向和干擾的頻率范圍。(2)系統(tǒng)的作用區(qū)域范圍：包括方位覆蓋范圍、仰角覆蓋范圍和作用距離范圍。方位和仰角覆蓋范圍與系統(tǒng)采用的天線有關(guān)，一般與天線的波束寬度相同。偵察作用距離范圍與偵察接收機(jī)靈敏度有關(guān)，干擾作用距離范圍與干擾機(jī)功率等因素有關(guān)。(3)偵察接收機(jī)靈敏度和動態(tài)范圍：靈敏度分為偵察接收機(jī)靈敏度和偵察系統(tǒng)靈敏度，通常希望它比通信接收機(jī)靈敏度高。通信偵察系統(tǒng)的動態(tài)范圍是指其正常工作的最大信號功率和最小功率之比，最小功率與接收機(jī)靈敏度有關(guān)。(4)全景搜索時間：搜索全景顯示頻率范圍的時間，它取決于步進(jìn)頻率間隔、換頻時間和在每個頻率上的駐留時間。例如通信偵察的頻率范圍為Δf，信道間隔為δf，頻率切換時間為T1，駐留時間為T2，則全景搜索時間為(1.5-1)(5)搜索接收機(jī)的全景顯示頻率搜索速度：指每秒鐘搜索的頻率范圍或信道數(shù)目。頻率搜索速度取決于在每個信道上的駐留時間，一般駐留時應(yīng)保證信號能建立到額定的幅度值，通常認(rèn)為駐留時間等于帶寬B的倒數(shù)，即最大頻率搜索速度vf為(6)測向精度：用均方根值測向誤差表示。它包括測向天線在內(nèi)的整個測向系統(tǒng)誤差。測向精度取決于測向方法。高精度測向技術(shù)(如相位干涉儀測向)的測向誤差可小于1°。(1.5-2)(1.5-3)(7)測量參數(shù)的內(nèi)容：通信偵察系統(tǒng)可以測量的通信信號參數(shù)，包括載波頻率、調(diào)制參數(shù)、調(diào)制類型及其測量精度要求等。(8)干擾樣式和干擾功率：通信偵察干擾系統(tǒng)能夠提供的干擾樣式的類型、干擾功率等。(9)能干擾的目標(biāo)信道數(shù)：能夠同時干擾的通信信道數(shù)目。典型的通信信道間隔為25kHz，因此能干擾的目標(biāo)信道數(shù)是干擾信號帶寬與通信信道間隔之比。(10)數(shù)據(jù)庫容量：數(shù)據(jù)庫用以存儲敵、我方的網(wǎng)臺頻率、方位、信號參數(shù)、網(wǎng)臺間關(guān)系、干擾分系統(tǒng)的報告等。指揮控制分系統(tǒng)和電子偵察分系統(tǒng)都有數(shù)據(jù)庫，它們存儲的內(nèi)容不同，對數(shù)據(jù)庫容量有相應(yīng)的規(guī)定。(11)響應(yīng)時間：包括搜索接收機(jī)響應(yīng)時間、測向響應(yīng)時間和干擾響應(yīng)時間。搜索接收機(jī)響應(yīng)時間指的是全景搜索時間；測向響應(yīng)時間定義為從要求測向到在測向顯示器上指示出方向的時間；干擾響應(yīng)時間定義為某個預(yù)編程信道上的接收信號電平達(dá)到門限電平，到施放干擾的時間。1.6通信偵察的應(yīng)用領(lǐng)域1.6.1通信偵察在非軍事領(lǐng)域的應(yīng)用通信偵察在非軍事領(lǐng)域的應(yīng)用主要包括以下幾個方面：(1)無線電監(jiān)測：通常來說，國家無線電管理委員會負(fù)責(zé)無線電通信頻率的使用與分配，并對實施情況進(jìn)行監(jiān)視。無線電監(jiān)測的主要任務(wù)是進(jìn)行頻率管理，包括：·檢查經(jīng)過批準(zhǔn)并進(jìn)行過頻率登記的通信用戶，監(jiān)測其輻射無線電信號的質(zhì)量。·搜索、發(fā)現(xiàn)未經(jīng)批準(zhǔn)的非法通信用戶?！けO(jiān)測來自境外的無線電波的輻射，檢查其是否對我無線電通信形成干擾，是否超過國際協(xié)議規(guī)定的容限值，如果超過了，則要通過國際電信聯(lián)盟進(jìn)行協(xié)調(diào)，以維護(hù)國家權(quán)益。·監(jiān)測電磁環(huán)境“干擾霧”，以便分析原因并采取措施予以消除或減弱“干擾霧”，使正常的無線通信的質(zhì)量得到保證。(2)無線電安全監(jiān)測：為了國家的安全，國家安全部門需要不間斷地對境內(nèi)外各種通信電臺進(jìn)行監(jiān)視、測量和定位，發(fā)現(xiàn)并找出非法電臺。(3)無線電報警：用于對特殊場所的監(jiān)控和報警，如進(jìn)行汽車防盜報警、銀行監(jiān)控、重要部位監(jiān)視等。(4)反恐和保密：·采用干擾方式，可以阻止恐怖分子用無線電信號遙控引爆炸彈。·通過干擾，可以在會場、劇院、考場等需要安靜的特定場所保持移動通信設(shè)施的靜默?！ば纬筛蓴_屏障可防止保密信息外泄。1.6.2通信對抗在軍事領(lǐng)域的應(yīng)用通信偵察在軍事領(lǐng)域的應(yīng)用主要包括以下幾個方面：(1)軍事通信的情報偵察和支援偵察。通過對敵方通信的偵察，可了解其兵力部署、作戰(zhàn)意圖與動向、通信網(wǎng)的組成與位置、信號特征(調(diào)制方式、信號屬性等)，測量信號技術(shù)參數(shù)(頻率、方位等)，為作戰(zhàn)指揮員制定作戰(zhàn)計劃和采取行動提供依據(jù)。無論是和平時期還是戰(zhàn)時，對軍事通信的情報偵察和支援偵察是十分重要的。如美國除了進(jìn)行地面?zhèn)刹焱?，還派遣專門的偵察船、偵察飛機(jī)甚至專門發(fā)射偵察衛(wèi)星實施全球偵察。(2)引導(dǎo)軟、硬殺傷武器對敵通信系統(tǒng)進(jìn)行壓制或摧毀。在通信偵察對敵情分析的基礎(chǔ)上，充分掌握敵各級指揮通信電臺的頻率、信號屬性及位置的情況，一旦戰(zhàn)爭需要，可向各種軟、硬殺傷武器提供攻擊目標(biāo)的信息，以便利用通信干擾裝備對敵各級指揮通信系統(tǒng)進(jìn)行干擾破壞或利用各種火力兵器摧毀敵信息基礎(chǔ)設(shè)施。(3)對敵數(shù)據(jù)鏈通信進(jìn)行干擾。在現(xiàn)代戰(zhàn)爭中，敵方空中預(yù)警機(jī)的遠(yuǎn)距離探測及空中指揮功能對我方的威脅非常大，為了削弱其功能，除了對其預(yù)警雷達(dá)進(jìn)行干擾外，還可以通過對其數(shù)據(jù)通信鏈路進(jìn)行干擾，以破壞其情報信息的傳遞與通信指揮的暢通。由于預(yù)警機(jī)的通信線路對預(yù)警機(jī)功能的發(fā)揮至關(guān)重要