现代微波通信对抗技术探究

现代微波通信对抗技术探究

现阶段国际上的主干国防通信网络通常由卫星系统通信网络、地面微波通信网络、散射通信网络等部分构成,该网络能够发挥战略、战术、具体实战中的通信安全方面的保障能力。微波通信及散射通信通常来讲,具备信息存储容量比较大、抗干扰能力强及对野外恶劣、复杂的自然环境适应能力强等诸多优势,并具备较强的机动性能及较完备的野外生存装置。所以微波通信/散射通信现阶段已经成为了国际上普遍采用的2类关键的主干网络无线电通信方法,特别是在国防科技领域的通信活动过程中处于非常关键的位置。

一、微波/散射通信对抗解决方案

1.有源相控矩阵雷达天线技术。伴随着雷达科技的进步,有源相控矩阵雷达天线得到普遍使用。该系统受机载平台体系制约作业时承载连续的动态载荷,所以该体系的规划设计既要确保雷达天线的电能要求,与此同时也要符合相关雷达的使用设计生命周期要求。有源相控矩阵雷达天线具有工作效率高、功能多样化、波束种类多、副瓣率低、安全可靠性高以及RCS参数小等优点,所以获得业内认可。有源相控矩阵雷达天线是经典的繁琐的电子机械装置,一般是由辐射组件、射频网络模块及配电系统等模块构成,是一种覆盖磁场、热能动力学及机械设计制造及其自动化等多类型学科的复杂体系。

2.有源相控矩阵类型雷达天线解决方案。在微波/散射通信方式的对抗作战装备系统中,雷达天线排布解决方案对综合对抗装备系统来讲非常重要。现阶段,相关科研技术人员在微波/散射通信方式的对抗作战装备系统内,普遍采用的是具有宽频段、高增益性能的有源相控矩阵雷达天线解决方案。该方案的投入使用,使相关通信对抗装备系统在雷达天线的模块规划,以及阵列排布规划层面体现出了明显的不同。除此以外,在宽频段、高增益的有源相控矩阵雷达天线解决方案的实际使用部分,相关科研技术员还需要进一步探索组成矩阵的模式、矩阵单元排布精度及波束合并结果间的联系。在雷达信号监测、无线通信等有关层面持续取得进步,该类解决方案能够适应高精度多维度搜寻及探测工作,满足对于相关目标的特性、超近间距的探测、抵抗信息战的扰动和雷达天线外形尺寸、质量轻量化、模块化等多场景的使用要求。微波单元具备多类封装模式,例如:金属材质壳体封装、塑料材质封装等。与目前低频波段有源相控雷达天线相比,毫米波有源相控矩阵雷达天线由于具备相对较小的波长,而且在集成度、工作效率等许多层面有严苛规定,因此需要科学挑选雷达天线主体结构,重点考虑有源相控矩阵雷达天线在测试性、工艺方法等其他技术层面的规定。

3.中频相位确定技术。基于中频相位确定技术是提高宽带调谐光电振动装置长时段平稳性的解决方案。该方案借助外面可调节振动源针对光电振动装置射频信号实施下变频的作业,在作业过程中形成中频信号,此信号和光电振动装置的初始振动频率不关联。把相关中频信号控制在平稳的光电振动装置上,可以提高宽带调谐光电振动装置的安全可靠性。试验数据表明,光电振动装置的频率调谐区域在5GHz~10GHz,11kHz频处相位噪音值为-120.2dBc/Hz。2.2dBc/Hz,频率平稳性为6.6×10-11/103s,证明处在该频率区间能可以明显提高宽带调谐光电振动装置的平稳可靠性。

4.中频相位控制算法及解决方案。科学操控波束合并成实时指向和提升区间功率合并能效,是微波/散射通信方式的对抗作战活动的研究目标。只有科学使用有关技术及计算方式,才可以切实攻克多频段电路的中频问题,使其载频相位维持相同的状态。例如,使用中频相位控制算法解决方案,提升操控的合理性及空间功率合并能效,在实际作业环境中,有关科研工作者需要强化系统的连续捕捉能力,使该套装备具有持续侦测及扰乱敌方目标的能力。相关科研工作者必须强化针对幅相调整精准度的把握能力,提升有关操控手段。

5.定位解决方案。侦测方向定位是微波/散射方式的对抗作战系统的关键功能,因此在实战过程中,需要强化对侦测方向定位解决方案的探索。在实际作业中,科研工作者需要根据侧向定位装置的侦测进行技术研发。例如,一波束形成侧向解决方案、空间光谱侧向解决方案及干涉装置侧向解决方案为基础,推进侧向解决方案的优缺点对比,明确合理的侧向方案,确保系统装置的侦测方向定位解决方案具有合理性。与此同时,为了加强辐射定位的精准度,有关科研工作者还需要针对加权方法及卡尔曼滤波进行进一步的探索,从而实现对三角定位精准度的优化。

6.电子信息处理解决方案。现阶段随着微机应用程度解决方案的飞速进步,微机的使用变得愈加便捷,微电子解决方案的日渐完善,使微型电脑逐步市场化,微机的大量应用使得人工从海量复杂的工作中解放出来,大幅提升了工作效率,节约了大量的办公成本。基于微波/散射方式的对抗作战解决方案,地面指挥控制中心能够对敌方设施放出的电磁波信号进行有效侦测及拦截,从而捕捉到相应的战略及战术层面的情报,方便为作战指挥人员进行战略决策及战略部署提供有利的信息支援。为了搭建基于微波/散射通信链接线路行程的通信对抗作战系统,相关科研工作者需要强化针对情报全面研究处理解决方案的探索,并促进其合理使用,相关科研工作者也要基于实际作业需求,推进各个领域的研究。

二、微散通信对抗系统的关键技术

1.飞机搭载侦察干扰系统总体设计技术。飞机搭载侦察干扰系统设计包括总体框架、各项参数和在各环节的分配。分析飞机搭载侦察干扰系统的作战运行方法,分析飞机搭载系统的装置安装、电磁兼容性能,与地表系统相比,飞机搭载系统的空间狭小,所以各装置间的电磁兼容性能特别关键,需要认真分析与研究。例如:干扰目标是运行在4.5GHz~5.5GHz频率的散射信号系统。飞机和基站的视野距离最大,约为235km,干扰装置至基站的总消耗约为155dBm。通信过程中的散射信号总消耗约为225dBm,散射通信装置增益总量约为145dBm,所以基站捕捉到的散射信号约为-85dBm。

2.信息全面处理、情报研究技术。情报分析技术通常包含针对一次性持续侦察任务获得的数据处理、对若干侦察装置侦察信息的分析、信号数据及解调数据的关联研究、地表目标运用电磁频潜情报整理编辑、地表目标排布状况整理编辑、目标追踪情报整理编辑等技术分析及研究。

3.关于对流层散射信号速率衰减技术细节。针对流层散射信号具备速率衰减的特征,此技术特征被应用在研究相关电磁信号磁场强弱、传输效率消耗、实际使用功率的随机转换。信号速率快速衰减的特征指的是对流层散射信号电磁场强弱程度在极短周期内(s~1h)的随机转换,符合雷利分布定律;信号速率慢速衰减一般是以接收流层散射信号的最小值作为统计模块,从试验数据来看,电磁场强弱程度在其最小值或者使用功率/小时的中值(慢速衰减)屈从对数据正态排布。

三、结语

综上所述,针对微波/散射通信链路的特征,该文对微波/散射通信信号的侦测及扰动可行性研究进行了分析,研究结果证明,针对微波/散射通信链路进行侦察干扰是可以实现的,并给出了微波/散射通信对抗作战系统的大体思路,研究了系统开发需要攻克的核心技术。在实际应用中,为了更科学地使用微波/散射通信对抗解决方案,需要仔细研究侦查测向定位等关键技术。

作者:姜日匀 田录金 赵梓博 单位:中国人民解放军31401部队