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发布时间:2020-07-17 01:42:48

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作者:邓兵

出版社:电子工业出版社

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通信对抗原理及应用

通信对抗原理及应用试读:

内容简介

本书系统地阐述了通信对抗侦察、通信干扰的基本原理。主要内容包括:通信侦察天线与接收机、通信对抗信号处理、通信侦察信号特征提取、通信侦察信号分析识别、通信辐射源测向与定位、通信干扰原理、基本通信干扰方式、通信干扰方程与通信干扰压制区、对新体制通信系统的侦察和干扰等。

本书既可作为高等院校信息对抗相关专业本科生、研究生的教学用书,也可作为电子信息领域科研人员和部队信息对抗岗位任职人员的参考用书。

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通信对抗是夺取信息化战场电磁频谱控制权的主要手段,也是信息对抗研究的重要领域。为适应信息对抗相关专业人才培养需求,在总结多年通信对抗领域科研和教学成果,并汲取国内外优秀研究成果的基础上,我们完成了本书的编写工作。

作为面向信息对抗相关专业本科学员的教学用书,本书在内容设置上突出通信对抗理论知识的系统化、条理化,强调理论与应用的紧密结合。它围绕通信信号的截获、信号参数测量与特征提取、信号分选与识别、通信辐射源测向与定位,系统地阐述通信对抗侦察的基本原理;围绕电磁波传播特性、通信技术体制分析、通信干扰样式、通信干扰方程等方面,系统地阐述通信干扰的基本原理;针对新体制通信的侦察与干扰进行了系统的介绍。通过合理的内容设置,既立足通信对抗的理论基础,又紧跟通信对抗的理论前沿;既揭示通信对抗的客观规律,又突出通信对抗的理论分析方法。

本书内容共分12章。第1章,系统地阐述通信对抗的基本概念和通信对抗系统的基本组成、一般功能及典型战技要求;第2章至第8章,以通信对抗侦察为主线,系统地阐述侦察接收机的类型、原理和技术特点,通信对抗侦察数字信号处理的关键技术,通信信号参数测量、特征提取、信号分选、分析识别的流程与方法,通信侦察测向天线特性、通信辐射源测向与定位的基本方法;第9章至第11章,以通信干扰为主线,系统地阐述了通信干扰的干扰体制、干扰方法,进行了通信干扰样式、通信干扰方程和通信有效干扰压制区分析;第12章介绍了对新体制通信系统进行侦察和干扰的方法。

本书由邓兵、张韫和李炳荣共同编著。其中,张韫编写了第11、12章,李炳荣编写了第8、9章,邓兵编写了其余各章并对全书进行统稿。在编写过程中,田文飚老师参与了部分图表的仿真和绘制工作,在此表示衷心的感谢。

本书的出版得到了国家自然科学基金(No.61571454、No.60902054)和海军院校重点建设课程及海军航空工程学院百门精优课程立项培育的资助。

由于资料和时间的限制,书中难免出现不完善之处,诚请使用单位和读者批评指正。编著者2016年10月第1章 通信对抗概述1.1 基本概念1.1.1 通信对抗的含义与基本内容

通信对抗是为削弱、破坏敌方无线电通信系统的作战使用效能和保障己方无线电通信系统正常发挥使用效能所采取的战术技术措施和行动的总称。其实质是敌对双方在无线电通信领域内为争夺无线电频谱控制权而开展的电磁波斗争。

在无线电通信过程中,通信发射机向空间辐射载有信息的无线电信号,而作为通信对象的接收机,则从复杂的电磁环境中检测出有用的信息。这种开放式的发射和接收通信信号的特点是实施无线电通信对抗的基础。无线电通信对抗涉及军用无线电通信的所有波段、所有通信体制和通信方式。

通信对抗的实施应包括技术措施和对技术装备的作战应用两个方面。技术装备是实施通信对抗的物质基础;而合理的战术组织和运用,则可以更加充分地发挥技术装备的作用。

从广义上讲,通信对抗的基本内容包括三部分:无线电通信对抗侦察(简称通信对抗侦察)、无线电通信干扰(简称通信干扰)和无线电通信电子防御(简称通信电子防御)。

通信对抗侦察是使用通信侦察设备探测、搜索、截获敌方无线电通信信号,对信号进行测量、分析、识别和监视,并对敌方通信设备测向和定位,以获取信号频率、电平、调制方式等技术参数,以及电台位置、通信方式、通联特点、通信网结构和属性等情报。

通信干扰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,是通信对抗中的进攻手段。

通信电子防御是采用反侦察与反干扰措施来保障己方无线电通信系统的正常工作。1.1.2 通信对抗的作用与发展1.通信对抗的作用

从通信对抗在以往历次战争和军事冲突中的应用可以发现,通信对抗在战争中可以发挥多种不同的作用,主要有:(1)获取有价值的军事情报。在通信对抗应用的早期,由于无线电通信技术和通信保密技术比较落后,通过侦听敌方无线电通信以及对敌方通信电台的测向定位,可以获得敌方兵力布署、活动规律甚至隶属关系、行动企图等有价值的军事情报。在很长一段时间内,通信侦察成为获取敌方军事情报的一种重要手段。随着通信技术和保密技术的不断进步,利用通信对抗侦察获取军事情报变得越来越困难,而破坏和扰乱敌方的无线电通信则显得越来越重要。(2)使敌方失去关键性战机。战争带有很强的时间性。经过周密计划,在关键时刻对敌方主要通信网和通信专向突然实施集中的通信干扰,破坏敌方的通信指挥系统,使敌方失去关键性战机,往往会对己方战役或战斗的胜利产生决定性影响。(3)在主要方向上使敌方指挥失灵。有效发挥通信干扰的作用,通常是在主要方向上集中使用通信干扰设备,选择有利时机,突然实施强大的压制性干扰,破坏敌方无线电通信,使敌方通信瘫痪,指挥失灵。在己方进攻时,可以在主攻方向上破坏敌方的无线电通信;在己方防御作战时,集中压制破坏敌方指挥通信,使敌方无法协同有效进攻。(4)用通信干扰迷惑敌方,使之产生错误判断或接收虚假情报。可以进行假通信(又称佯信),传送虚假情报,以迷惑敌人;也可以选择适当时机,对敌方某一地域突然实施强烈干扰,以制造将要对该地域发动进攻的假象。(5)制造反侦察的通信屏障,以防止敌方对我方通信的侦察。为了反侦察,我方干扰设备可以在己方的通信频率上,采用方向性天线,向靠近的敌方地域施放干扰,形成通信屏障,使敌方无法对我方通信实施侦察。这种干扰也称“烟幕”干扰。(6)利用通信对抗所获得的情报资料,分析判断敌台的威胁等级,对威胁等级高的敌台进行测向定位,在定位精度足够高的条件下,可以为使用火力摧毁敌台提供依据。

总之,通信对抗在战争中可以发挥多方面的作用,这与通信对抗设备本身的战术技术性能、设备的使用环境以及设备在战术上的巧妙运用程度有关。

通信对抗问世之后,在很长的一段时期内,利用通信对抗侦察获取敌方的军事情报方面发挥了重要作用。随着通信技术和通信保密技术的发展,尤其是猝发通信、直接序列扩频通信、跳频通信等通信新技术的应用,利用通信对抗侦察获取军事情报已变得越来越困难。另外,随着科学技术的迅速发展,武器装备技术越来越先进,使得战争的节奏不断加快,机动性和灵活性不断增强,这些变化导致利用通信对抗侦察获取军事情报的意义逐渐下降,通过干扰破坏敌方通信而获得的作战效益不断提高。2.通信对抗的发展

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。(1)通信对抗范围的拓宽。随着军事通信技术的发展进步,通信对抗范围也不断拓宽,对跳频、直接序列扩频等新通信体制的对抗3和对CI系统的对抗成为国内外研究的重点。此外,对卫星通信的对抗,对军用地域通信网的对抗,伴随计算机病毒而出现的计算机(病毒)对抗等,也成为通信对抗领域研究的重要课题。(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。干扰机的发射功率,目前基本上是采用固态功率合成技术产生的,工作频率越高,合成大功率的难度就越大。因此,研制射频大功率器件和研究射频大功率合成技术,是提高发射干扰功率需要不断解决的问题。(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。(4)开发和运用新技术、新器件,以提高通信对抗装备的性能。1.2 通信对抗系统1.2.1 概述1.通信对抗系统的含义、分类和特点

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。

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。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。还有的通信对抗系统综合运用各种运载工具,如某大型通信对抗系统,通过车载、机载侦察站获得目标信号的通联特征、技术参数和方位信息,传到固定或可移动的指挥控制中心进行综合分析、判断、决策,根据作战需要,指挥和控制车载和机载干扰站对目标信号实施干扰。

通信对抗系统的主要特点是它具有以下能力:(1)统一协调的管理、指挥控制能力——系统是一个有机的整体,对系统内的设备进行最佳的设计组合,统一协调系统内各种通信对抗设备的工作,按照通信对抗作战指挥程序和原则,处理好设备之间的相互联系,并提高其自动化程度,充分发挥系统的整体效益。(2)自动快速的反应能力——系统采用高速计算机和微处理器,从而提高分析处理能力和自动化程度,加快系统的反应速度。(3)机动灵活的适应能力——系统采用通用化、系列化设计和模块化结构,可以根据使用目的和使用对象合理调整系统的规模和组成,如增减侦察测向站和干扰站的数量,或增减各站内设备的数量。2.通信对抗系统的主要性能指标

不同的通信对抗系统,其组成存在很大的差异,所以其性能指标所包含的内容也不同。就典型的地面通信对抗系统而言,一个系统往往包含多个“站”,每个“站”由不同的设备组成,从而构成侦察站、测向站、干扰站、中心控制站等。系统的性能指标大多分两个层次表述:一是系统的总体性能指标;二是“站”的性能指标。后者主要反映“站”内设备的性能指标。

不同的通信对抗系统所给出的总体性能指标各不相同,其中主要有:(1)系统的用途、作用范围或战术部署规范,通常指地面系统部署的战区正面和纵深地理范围。(2)频率范围,通常指侦察、测向和干扰的频率范围。在一个系统中,受设备性能的限制,这三种频率范围往往是不同的;一般侦察频率范围最宽,测向频率范围次之,干扰频率范围最小。(3)系统能力和反应时间。系统能力主要描述系统的侦察能力、测向能力、干扰压制能力、信号处理与存储能力、数据传输能力等;系统反应时间通常指系统某些重要功能的反应时间,如信号识别时间、干扰反应时间等。(4)系统的环境使用条件。电子产品在储存、运输和使用过程中,经常受到周围环境的各种有害影响,如影响电子产品的工作性能、使用可靠性和寿命等。影响电子产品的环境因素有:温度、湿度、大气压力、太阳辐射,雨、风、冰雪、灰尘和沙尘、盐雾、腐蚀性气体、霉菌、振动、冲击等。在实际产品考核中,通常用温度、湿度、冲击和振动的指标来衡量。(5)系统的开设和撤收时间。在由多个“站”组成的移动式系统中,通常以“站”的开设和撤收时间来衡量。开设时间是从选择好地形、架设天线到开通设备可以开展工作的总时间;撤收则是与开设相反的过程。开设和撤收时间越短越好,通常撤收时间比开设时间短。(6)系统可靠性和可维修性。可靠性是反映设备质量的综合性指标,可按不同目的和要求采用相应的可靠性定量指标来衡量。平均寿命是衡量可靠性的定量指标之一,对于不可修复产品来说它是指失效前平均时间(MTTR),对于可修复产品来说它是指平均无故障时间(MTBF)。MTBF的度量方法是:在规定的条件下和规定的时间内,产品寿命单位总数与故障总次数之比。可维修性又称平均修复时间(MTTR),它是产品维修性的一种基本参数,其度量方法是:在规定的条件下和规定的时间内,产品在任一规定的维修级别上,修复性维修总时间与在该级别上被修复产品的故障总数之比。(7)系统的电磁兼容性,指电子产品和设备以规定的安全系数在指定的电磁环境中按照设计要求工作的能力,它是电子设备的重要指标之一。电磁兼容性的含义包括两个方面:一是电子系统或设备之间的电磁环境中的相互兼容;二是电子系统或设备在自然界电磁环境中,按照设计要求能正常工作。在电磁兼容性方面,一般对接收设备的反向辐射提出要求。

在第二个层次的性能指标中,一般是根据各个“站”内配置的设备给出,例如:侦察站的性能指标主要有频率范围、接收灵敏度、频率搜索速度、动态范围、截获概率、参数测量精度、信号识别种类与时间、信号显示方式和带宽、信号存储能力等;测向站的主要性能指标有频率范围、测向灵敏度、测向精度、测向速度、示向度显示方式及显示分辨率等;干扰站的主要性能指标有频率范围、干扰发射功率、干扰反应速度、同时干扰的最大目标数、干扰样式、间隔观察时间等。3.通信对抗系统的应用与发展

多功能一体化综合通信对抗系统,把通信对抗的新概念、新技术、新器件、新工艺等融于一体,这是通信对抗系统发展的大趋势。其突出的特点是使通信对抗侦察、测向、干扰有机地结合在一起,组成一个既功能强大,自动化程度高,又灵活多变、适应性强的大系统。

今后相当一段时间内,通信对抗系统应向一体化、智能化方向发展,即发展成为集多种传感器、多种运载平台和多种对抗手段于一体的综合通信对抗系统,其核心是计算机智能系统。其中发展重点主要有:(1)战场全辐射源综合探测系统;(2)信息分布处理的计算机专家系统或计算机神经网络智能系统;(3)能根据信号形式自动选择最佳干扰样式的自适应干扰调制源;(4)超大功率、超宽带干扰发射机技术及升空平台(机载、无人机载、星载等),既可干扰卫星上的转发器,又可干扰卫星地面站;(5)集通信对抗与反对抗通信诸功能于一身的一体化系统设备;(6)对扩频、跳频、高速数据通信等先进通信体制对抗的新技术研究;(7)模块化、通用化和智能化的系统组成,系统应具有方便重新组合的灵活性,应根据战技指标要求而具有快速反应能力,并能够根据作战需求通过通用或专用软件扩充功能。1.2.2 通信对抗侦察系统1.基本组成

通信侦察的任务由通信侦察设备完成。典型的通信侦察设备由天线、接收机、通信侦察信号处理和分析设备、通信情报分析设备、测向设备、显示存储设备、控制设备等组成,其原理框图如图1-1所示。图1-1 通信对抗侦察设备原理框图(1)天线:通常使用宽频段、宽波束天线,也使用不同结构形式的多元天线阵。(2)接收机:用于对信号的滤波、放大、混频等处理,为后续设备提供所需的各种信号。(3)通信侦察信号处理和分析设备:完成对通信侦察信号的参数测量和分析,获取通信信号的频率、带宽、调制参数等基本技术参数,实现调制类型识别、网台分选,以及对通信信号的解调、解扩、监听和监测等功能。(4)通信情报分析设备:利用得到的通信信号技术参数和到达方向参数,进行综合分析处理,得到通信情报。(5)测向设备:完成对通信辐射源信号到达方向的测量。测向设备可以独立工作,也可以与侦察分析设备协同工作。当多个测向设备协同工作时,还可以实现对通信辐射源的定位。(6)显示存储设备:通信情报在被传送到上级指挥中心的同时,也在本地记录和显示。(7)控制设备:向其他部分设备提供控制信号,起到协调、开关、控制等作用。2.主要功能(1)对通信信号的搜索截获和全景显示功能。随着战场电磁环境的日益密集复杂和DS、FH等特殊通信信号的日益增多,在要求系统保持高的截获概率下,对搜索截获速度的要求越来越高。(2)对信号的测向功能和对目标网台的定位功能。提高测向定位精度是对侦察子系统的主要要求。(3)信号技术参数测量和信号分析识别功能。测量信号技术参数,提取信号特征,信号分选,信号识别,通联特征分析,对信号技术特征、通联特征及网台方位的综合分析等,都是侦察信号处理与分析中的重要内容。不仅对DS、FH等特殊信号,就是对常规信号,目前仍存在很多技术难点。(4)对疑难信号的记录、存储功能,将不能分析识别的信号进行记录和存储。(5)综合情报处理和态势显示功能。系统对全源信息进行分类和相关处理,对目标信号建立跟踪文件。对情报进行综合处理,得到敌方通信装备的技术状况、网台组成、位置部署等信息,形成通信对抗态势显示图,为指挥人员决策提供依据。(6)具有时间统一和自定位功能。在系统内部必须有统一的时间基准,对于移动系统,必须具备自定位功能。(7)系统具有统一的指挥控制功能,即统一指挥控制系统内的信息交换、综合处理和各部分的协同工作。3.主要性能和特点(1)宽频段接收。要求侦察系统具有宽的频率覆盖范围。(2)高灵敏度。对通信信号的侦察不同于通信双方对信号的接收,侦察系统的接收天线一般不会处在通信发射天线的最大辐射方向上,所接收到的信号往往比较微弱。这就要求接收机具有高灵敏度。侦察接收设备的灵敏度与接收机的内部噪声密切相关。(3)大动态范围。动态范围是指保证侦察接收设备正常工作条件下,接收机输入信号的最大变化范围。通常有以下两种定义:一是饱和动态范围;二是无虚假响应动态范围。在侦收的过程中,经常会遇到很强的信号,可能发生大信号阻塞和出现交调、互调,形成虚假信号,影响侦收效果。因此,侦察设备的前端应具有大的动态范围。目前,一般要求动态范围大于70~80 dB。(4)可测信号种类多。随着通信技术的不断发展,通信体制也日趋复杂,各种体制的通信信号越来越密集,通信侦察面临密集、复杂的信号环境。因此,侦察系统必须是多功能的,具有高度的适应性,能适应对不同体制通信信号的接收。(5)实时性好。为了避免被敌方侦收截获,通信的速度越来越快,通信时间非常短暂,侦察系统应具有高搜索截获速度、高分析处理速度和多功能等特点。侦察接收设备的反应速度包括搜索速度、对信号的分析处理速度等。(6)信号处理能力强。为了能迅速测量侦收范围内信号的参数,对信号进行分选识别,要求侦察系统具有强的信号处理能力。目前,信号处理主要是采用DSP技术实现。(7)系统的协调控制能力和综合分析处理能力强。整个系统统一协调工作,资源共享,优势互补,提高系统的自动快速反应能力和灵活机动的适应能力,充分发挥系统的整体效益。1.2.3 无线电通信干扰系统1.组成

无线电通信干扰系统主要由天线、通信侦察引导设备、干扰信号产生设备、功率放大器、控制设备等组成,其原理框图如图1-2所示。图1-2 无线电通信干扰系统原理框图(1)天线:可分为侦察天线和干扰天线,分别担负为侦察引导设备提供输入信号和为功率放大器提供对外辐射的功能;二者既可共用天线,也可分别采用独立天线。其中,干扰天线把功率放大器的输出电信号转换为电磁波能量,向指定空域辐射。通信干扰系统的天线要求具有宽的工作频段、大的功率容量、小的驻波比、高的辐射效率和高的天线增益。(2)通信侦察引导设备:主要用于对目标信号进行侦察截获,分析其信号参数,为干扰信号产生设备提供干扰样式和干扰参数,进行方位引导,并在干扰过程中对被干扰目标信号进行监视,检测其信号参数和工作状态的变化,即时调整干扰策略和参数。(3)干扰信号产生设备:根据干扰样式和干扰参数产生干扰激励信号。它既可以产生基带干扰信号,然后经过适当的变换(如变频、放大等),形成射频干扰激励信号,也可以直接产生射频干扰激励信号。干扰激励信号的电平通常为0 dBm左右,被送给功率放大器,以形成具有一定功率的干扰信号。(4)功率放大器:将小功率的干扰激励信号放大到足够大的功率电平。功率放大器是干扰子系统中的大功率设备,其输出功率一般为几百瓦至数千瓦,在短波波段可以到达数十千瓦。受大功率器件性能的限制,在宽频段干扰时,功率放大器是分频段实现的。(5)控制设备:根据侦察引导设备提供的被干扰目标参数,形成干扰决策,对干扰资源进行优化和配置,选择最佳干扰样式和干扰方式,控制干扰功率和辐射方向,以最大限度地发挥干扰机的性能。2.主要特点(1)工作频带宽。通信干扰设备随着现代军用通信技术的发展,需要覆盖的频率范围已经相当宽,已从几兆赫、几十兆赫发展到几十吉赫。在这样宽的工作频率范围内,不同频段上电子技术和电磁波的辐射与接收都有不同的特点和要求。(2)反应速度快。在跳频通信、猝发通信飞速发展的今天,目标信号在每一个频率点上的驻留时间已经非常短促,而通信干扰设备必须在这样短的时间内完成对整个工作频率范围内目标信号的搜索、截获、识别、分选、处理、干扰引导和干扰发射。可见,通信干扰系统的反应速度必须十分迅速。(3)干扰难度大。为实现有效干扰,在通信干扰技术领域中需要解决的技术难题相当多。例如,与雷达对抗相比较:第一,雷达是以接收目标回波进行工作的,回波很微弱;而通信是以直达波方式工作的,信号较强,所以对通信信号的干扰和压制比雷达干扰需要更大的功率。第二,雷达是宽带的,一般雷达干扰机所需的频率瞄准精度为几兆赫数量级;而通信是窄带的,通信干扰所需的频率瞄准精度为几赫到几百赫,即频率瞄准精度要求更高。第三,通信系统的发射机和接收机通常是在异地配置,通信干扰设备通常只能确定通信发射机的位置,而难以确切地知道通信接收机的位置;因此,要实现对通信系统的定向干扰十分困难,要实现对通信系统的有效干扰,需要的干扰功率更大。(4)对通信网的干扰。随着通信系统的网络化,对通信干扰系统面临着更大的挑战。现代通信网是多节点、多路由的,破坏或者扰乱其中一个或几个节点或者链路,只能使其通信效率下降,不能使其完全瘫痪或者失效。因此,对通信网的干扰与对单个通信设备的干扰有着显著的差别。对通信网的干扰目前还处于起步阶段,有大量的工作需要研究。3.主要性能(1)干扰频率范围。干扰频率范围一般小于或等于传统通信侦察频率范围,其覆盖范围是0.1 MHz~3 GHz。现代通信干扰系统的频率范围已经向微波和毫米波扩展,高端需要覆盖到40 GHz。(2)空域覆盖范围。空域覆盖范围反映了通信干扰系统方位和俯仰角覆盖能力。通信干扰系统的俯仰覆盖通常是全向的,方位覆盖范围是全向或者定向的。(3)干扰信号带宽。干扰信号带宽是指干扰系统的瞬时覆盖带宽。干扰信号带宽与干扰体制和干扰样式有关:拦阻式干扰的干扰信号带宽最大,可以达到几十到几百兆赫;瞄准式干扰带宽最小,一般为25~200 kHz。(4)干扰样式。干扰样式反映了通信干扰系统的适应能力。干扰样式应依据被干扰目标的信号种类、调制方式、使用特点以及通信干扰装备的战术使命和操作使用方法等多方面因素来选取。为了能适应对多种体制的通信系统进行干扰,除常用的带限音频高斯白噪声调频外,通信干扰装备一般还有多种干扰样式备用,如单音、多音、蛙鸣、线性调频等。(5)可同时干扰的信道数,指在实施干扰过程中干扰信号带宽可以瞬时覆盖的通信信道数目N,它与干扰信号带宽Bj和通信信道间隔Δfch有关,且满足:(1-1)(6)干扰输出功率。为保证一定的干扰能力,增大干扰发射机输出功率与减小干扰带宽(在一定限度内)和降低频率瞄准误差是一样可取的。因此,在设计通信干扰装备时应该在这些技术参数之间权衡利弊,折中选取。一般情况下,干扰发射机的输出功率根据任务的不同可以有几瓦、几十瓦、几百瓦、几千瓦或更大。1.2.4 综合通信对抗系统1.组成

综合通信对抗系统亦称一体化通信对抗系统。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,一般包括指挥控制中心、侦察子系统、干扰子系统和内部通信子系统。根据系统的规模和完成功能的不同,综合通信对抗系统的组成和配置是不尽相同的。在典型的现代通信对抗系统中,作为前端探测器(传感器)的是技术侦察子系统和方位侦察子系统,作为中心控制器的是以情报数据库和知识库为核心的多传感器数据智能融合处理与决策生成和控制子系统,而对目标实施干扰压制的则是干扰子系统。如果把用于对目标进行火力摧毁的武器系统也包括在内,那么一个完整的通信对抗作战框架结构模型如图1-3所示。图1-3 通信对抗作战框架结构模型

综合通信对抗系统是具有侦察、测向与干扰三种功能的综合系统,不同系统的具体组成各不相同。图1-3所示的综合通信对抗系统组成方案,主要由侦察测向系统、干扰系统和指挥控制中心三部分组成。其中,侦察测向系统完成侦察和测向功能,干扰系统完成干扰功能,指挥控制中心实施对全系统的指挥和控制。

实际系统中,也有的将指挥控功能和侦察功能集于一体,构成侦察控制站,与多个测向站和干扰站构成一个综合系统,如图1-4所示。其中测向站和干扰站的数量可以根据需要增加或减少,使系统具有灵活的组群能力。图1-4 综合通信对抗系统的组成框图1)侦察控制站

侦察控制站是综合通信对抗系统的侦察指挥控制中心,主要用于控制系统各站的协调一致工作,进行情报收集和综合处理。其本身具有侦察、控制和数据处理能力,能够辅助指挥员实现作战决策,给各测向站和干扰站提供情报支援。根据工作任务,侦察控制站内一般设置指挥控制席位、信号搜索席位和信号分析席位。侦察控制站内主要设备有:搜索接收机、分析接收机、计算机系统、无线通信设备、控制显示设备、天线设备等。2)测向站

测向站主要用于对目标网台的测向。测向站内主要设备有:测向机、分析接收机、控制显示设备、通信电台和定位接收机。有的测向站具有交会定位功能,一般用计算机实现控制和对测向数据据的处理(需两个以上测向站交会定位)。3)干扰站

干扰站主要用于对目标信号的干扰。干扰站内主要设备有:引导接收机、干扰机、控制显示设备、通信电台等。2.对综合通信对抗系统的要求

对综合通信对抗系统的要求如下:(1)具有强的侦察处理能力;(2)具有强的干扰能力;(3)具有快速反应能力;(4)具有强的指挥控制能力;(5)具有强的通信保障能力。小结

通信对抗是以通信对抗侦察、通信干扰和通信电子防御为主体的电子对抗技术与战术体系。运用通信对抗侦察手段,获取通信信号“外在”信号特征和“内在”信息内容是识别敌方通信网台属性、分析敌方指挥控制关系、判断敌方作战企图、查明敌方兵力部署、评估战场电磁态势、保障无线电通信干扰和组织通信电子防御的重要情报来源;运用无线电通信干扰手段,压制和欺骗敌方的通信设备/系统,破坏敌方指挥通信、引导通信、协同通信、报知通信和武器控制通信的能力,是削弱敌方作战能力和实施军事欺骗的重要手段;运用通信电子防御手段,实施反侦察和反干扰,避免和消除自扰与互扰,是保障己方通信网台正常工作,实现有效的指挥控制和兵力协同,充分地发挥己方机动力与火力优势,隐蔽己方作战企图、作战行动的重要途径。

通信对抗作为首先用于实战的电子对抗手段,历经了一个多世纪的发展。随着军事需求的牵引和科学技术的推动,通信对抗装备的配置形式与配置规模多种多样,综合化(平台综合、功能综合)程度和标准化(模块化、通用化、系列化)水平越来越高,空频覆盖能力、快速反应能力、环境适应能力越来越强,这为夺取通信领域电磁频谱的控制权奠定了良好的物质基础。习题

1.什么是通信对抗?其实质是什么?

2.通信对抗的作用是什么?

3.通信对抗系统的主要特点是什么?

4.通信对抗系统的发展重点是什么?

5.通信对抗侦察系统的主要功能是什么?

6.一个典型的无线电通信干扰系统包括哪些基本组成部分?第2章 通信侦察接收机2.1 通信对抗侦察2.1.1 通信对抗侦察的含义、任务及特点

通信对抗侦察是指探测、搜索、截获敌方无线电通信信号,对信号进行分析、识别、监视,并获取其技术参数、工作特征和辐射源位置等情报的活动。它是实施通信对抗的前提和基础,也是电子对抗侦察的重要分支。

通信对抗侦察的主要任务是:(1)对敌方无线电通信信号特征参数、工作特征的侦察;(2)测向定位;(3)分析判断。

通信对抗侦察的特点是:(1)侦察距离远。在远距离侦察时,侦察设备可以配置在战区之外,受战场态势变化的影响小。(2)隐蔽性好。这是由于侦察设备不辐射电磁波,不易被敌方无线电侦察设备所发现。(3)侦察范围广。从地域、空域上都可以在十分广阔的范围内实施侦察;从频域上,凡是无线电通信工作的频段范围,都是通信对抗侦察的频段范围。由于侦察范围广,通信对抗侦察所获取的情报资料量也大。(4)实时性好。这主要表现在侦察设备可以长时间、不间断地连续工作。此外,信号处理技术与计算机技术在通信对抗侦察设备中的广泛应用,使信号分析处理的实时性大大增强。(5)受敌方无线电通信条件的制约大。敌方无线电通信条件包括敌方无线电通信设备的性能、电波传播条件、通信联络时间、应用场合等。如果我方侦察设备不具备侦察敌方信号所需的条件,则无法侦察敌方的通信信号。2.1.2 通信对抗侦察的分类和基本步骤1.通信对抗侦察的分类

通信对抗侦察可以有不同的分类方法。(1)按通信体制划分,有对短波单边带通信的侦察、对微波接力通信的侦察、对卫星通信的侦察、对跳频通信的侦察、对直接序列扩频通信的侦察等。(2)按通信对抗设备是否移动和运载平台的不同,可以分为地面固定侦察站、地面移动侦察站、侦察卫星、侦察飞机、侦察船等。在后三种运载平台上,除通信对抗侦察设备外,一般还包括其他侦察设备,如雷达侦察设备、照相设备等。(3)按作战任务和用途划分,通常分为通信对抗情报侦察和通信对抗支援侦察。

通信对抗情报侦察属于战略侦察的范畴,主要是在平时和战前进行,又称预先侦察。通信对抗情报侦察是通过对敌方无线电通信长期或定期地侦察监视,详细搜集和积累有关敌方无线电通信的情报,建3立和更新敌方指挥控制通信系统(CI系统)的情报数据库,评估敌方无线电通信设备的现状和发展趋势,为制定通信对抗作战计划、研究通信对抗策略和研制发展通信对抗装备提供依据。

通信对抗支援侦察是通信干扰的支援措施,属于战术侦察的范畴,是在战时进行的,又称直接侦察。通信对抗支援侦察是在战役战斗过程中,对敌方无线电通信信号进行实时搜索、截获,并实时完成对信号的测量、分析、识别和对辐射源的测向定位,判明通信辐射源的性质、类别及威胁程度,为实施通信干扰、通信欺骗提供有关的通信情报。2.通信对抗侦察的基本步骤

通信对抗侦察的基本步骤如下:(1)对通信信号的搜索与截获。截获信号必须具备三个条件:一是频率对准;二是方位对准;三是信号电平不小于侦察设备的接收灵敏度。(2)测量通信信号的技术参数。通信信号有许多技术参数,有些是各种通信信号共有的参数,有些是不同通信信号特有的参数。(3)测向定位。利用无线电测向设备测定信号来波的方位,并确定目标电台的地理位置。测向定位可以为判定电台属性、通信网组成、引导干扰和特定条件下实施火力摧毁提供重要依据。(4)对信号特征进行分析、识别。信号特征包括通联特征和技术特征。其中技术特征是指信号的波形特点、频谱结构、技术参数以及辐射源的位置参数等。分析信号特征可以识别信号的调制方式,判断敌方的通信体制和通信装备的性能,判断敌方通信网的数量、地理分布以及各通信网的组成、属性和应用性质等。(5)控守监视。控守监视是指对已截获的敌通信信号进行严密监视,及时掌握其变化和活动规律。在实施支援侦察时,控守监视尤为重要,必要时可以及时转入引导干扰。(6)引导干扰。在实施支援侦察时,依据确定的干扰时机,正确选择干扰样式,引导干扰机对预定的目标电台实施干扰压制,并在干扰过程中观察信号变化情况;也可以对需要干扰的多部敌方通信电台按威胁等级排序进行搜索监视,一旦发现目标信号出现,便及时引导干扰机进行干扰。2.1.3 通信对抗侦察的关键技术和发展趋势1.通信侦察的关键技术1)密集信号环境下的快速分选和识别技术

随着现代电子技术的高速发展,民用通信、军事通信、广播、电视、业余通信、工业干扰、天电干扰相互交错和重叠,使得通信频段内的信号密度很大,同时进入侦察接收机的信号数量多、强弱差异大。另外,在军事通信中往往采用猝发通信等快速通信方式以及各种低截获概率的通信体制,进一步使得通信侦察变得十分困难和复杂。因此,必须从技术上解决在密集信号环境下对通信信号的快速截获、稳健分选和准确识别问题。2)高速跳频信号的侦察技术

随着通信对抗技术的发展,世界各国竞相发展反侦察/抗干扰能力强的跳频通信技术,而且跳速越来越高,跳频范围越来越宽。这就要求通信侦察系统必须采用新体制、新技术,以解决对高速跳频通信信号的截获和侦收问题。目前,对中、低速跳频信号采用的数字FFT处理方法、压缩接收机方法、模拟信道化接收方法等技术途径,尚不能应付高速跳频通信。3)直扩通信信号的侦察技术

直接序列扩频通信是另一种重要的反侦察/抗干扰的低截获概率通信体制。目前常用的直扩通信侦察技术,有平方倍频检测法、周期谱自相关检测法、空间互相关检测法以及倒谱检测法等,但都不很理想。4)超低相位噪声的快速频率合成技术

几乎在所有的现代电子接收设备中都需要用到数字式频率合成器,而且通信侦察接收设备侦收信号的质量在很大程度上取决于所用频率合成器的性能。频段宽、步进间隔小、换频速度快、频谱纯度高(相位噪声低)是通信侦察系统对新型频率合成器的最基本要求。5)新体制通信信号侦察技术

随着通信技术的快速发展,诸如正交跳频、变跳速跳频、跳频/直扩结合之类的通信及其他新型数字通信等已开始应用于军事通信,必须尽快解决对这些新体制通信信号的侦察技术。2.通信侦察的发展趋势

通信侦察的发展趋势完全取决于通信的发展趋势。为了反侦察/抗干扰的目的,新的通信体制和通信战略都向着高频段、宽频带、数字化、网络化的方向发展。因此,通信侦察的发展趋势也应针对通信技术发展采取相应的对策。(1)高频段和宽频带。现代通信频率范围极大扩展,已从长波扩展到可见光范围。(2)数字化和网络化。数字化和网络化是现代通信发展最快和最重要的技术,也是实现全球个人通信的基础。通信侦察系统同样必4须走数字化和网络化的道路,深入研究对CISR系统中通信网的侦察方法。(3)软件无线电侦察技术。在高科技的现代战争中,为了更好地适应多变的信号环境,通信侦察必须充分利用计算机软件技术,特别是基于软件无线电理论来发展软件无线电侦察技术,即构建软件接收机。软件接收机是当前广泛采用的数字接收机的发展目标。(4)多平台、多手段综合一体化侦察技术。面对无线电通信的多体制、多频段工作,只靠单一的侦察手段已不能完全截获所需的信息;只有将陆、海、空、天各种平台以及各种手段的通信侦察技术予以综合利用,才有可能获得全面、准确的情报信息。2.2 频率测量的技术指标和分类

通信侦察接收机的基本任务之一,就是对通信信号的频率进行测量,这通常与通信信号的截获和分析一起完成。通信信号的频域参数包括载波频率、带宽、码元速率、扩频/跳频速率等。其中载波频率是通信信号的基本特征,具有相对稳定性,也是通信对抗系统进行信号分选、识别、干扰的基本参数之一。2.2.1 频率测量的主要技术指标1.测频时间、截获时间

测频时间Tfm是指从接收机截获信号至测频输出测频结果所需的时间。对于通信侦察系统,希望测频时间越短越好。测频时间直接影响到侦察系统的截获概率和截获时间。

截获时间是指达到给定的截获概率所需的时间。如果采用非搜索测频接收机,则信号的截获时间为(2-1)式中:Tth是侦察系统的通过时间;Tfm是测频时间。2.测频范围、瞬时带宽、频域截获概率、频率分辨率和测频精度

测频范围是指测频系统最大的可测信号频率范围;瞬时带宽是指测频系统在任一瞬间可以测量的信号频率范围Δfr;频域截获概率即频率搜索概率,定义为PIF1=Δfr(f2−f1),其中f1、f2是测频范围(即侦察频率范围)的上下限;频率分辨率是指测频系统所能分开的两个同时到达信号的最小频率差;测频精度是指测频误差的均方根值。

不同的测频系统,其测频范围、瞬时带宽、频率分辨率差异很大。传统的宽带测频接收机的瞬时带宽很宽,频率截获概率高;但频率分辨率很低,等于瞬时带宽。而窄带搜索接收机的瞬时带宽很窄,频率截获概率很低;但频率分辨率很高。例如:当Δfr=10 kHz,−5f2−f1=1000 MHz时,频率截获概率为PIF1=1×10。传统搜索接收机的最大测频误差为δfmax=±Δfr/2,瞬时带宽越宽,测频误差越大。3.可测频信号类型

通信信号可以分成常规通信信号和扩频(特殊)通信信号。常规通信信号包括:模拟调制信号,如AM、FM;数字调制信号,如2ASK、2PSK、QPSK、2FSK、8FSK等。扩频(特殊)通信包括DS-SS、FH-SS、FDMA、CDMA、TDMA等。一般而言,常规通信信号的测频要比特殊通信信号的测频容易。扩频通信信号的测频比较困难,特别是跳频和跳时扩频通信信号、猝发通信信号等。4.灵敏度和动态范围

灵敏度是指测频接收机正常工作时接收天线上所需的最小感应电动势。它是保证正确发现和测量信号的前提,与接收机体制和接收机的噪声电平有关。

动态范围是指保证测频接收机精确测频条件下信号功率的变化范围,它包括:(1)工作动态范围:保证测频精度条件下的强信号与弱信号的功率之比,也称为噪声限制动态范围或饱和动态范围;(2)瞬时动态范围:保证测频精度条件下的强信号与寄生信号的功率之比,也称为无虚假响应动态范围。2.2.2 频率测量技术分类

频率测量(简称测频)通常是在侦察系统的前端完成的。按照测频系统采用的技术原理,可以把测频技术分为直接测频和变换测频两类,如图2-1所示。图2-1 测频技术分类

直接测频方法使用某种形式的频率窗口,对进入频率窗口内的信号进行测频。如果使用单个频率窗口在整个频率范围内进行搜索,则称为搜索频率窗;如果使用多个频率窗口,则称为毗邻频率窗或者滤波器组。

变换测频方法则使用某种变换,将信号变换到相应的变换域,再间接地进行测频,其常用的变换形式是傅里叶变换和Chirp变换。

值得注意的是,通信侦察的频率范围一般是很宽的,通常通信侦察接收机只能工作在其中的某个频段内。在实际的通信侦察系统中,侦察接收机采用的是外差接收机,通过改变本振频率,在侦察频率范围内进行频率搜索,而在瞬时带宽内可以采用直接测频或者变换测频方法。2.3 常规超外差搜索接收机2.3.1 全景显示搜索接收机

全景显示搜索接收机采用的是搜索频率窗技术,即窄带搜索法,其基本功能有两个:(1)在预定的频段内自动进行频率搜索、截获,并实时测量被截获信号的频率和相对电平;(2)将被截获信号在频率轴上的分布、频率和相对电平参数同时显示在显示器上。1.工作原理

下面以图2-2说明全景显示搜索接收机实现频率搜索和全景显示的原理。图2-2 全景显示搜索接收机原理框图

图2-2所示为一次变频超外差接收机,混频器取差频,即:fi=fL−fs。本振采用压控振荡器(VCO),锯齿波电压产生器输出的锯齿波电压作为VCO的控制电压。锯齿波电压又通过调谐控制电路,对预选器回路和射频放大器回路进行调谐,使回路中心频率与本振输出频率fL(t)同步变化。

如果锯齿波电压是理想线性的,并且忽略VCO控制特性的非线性,那么VCO输出频率fL(t)也是随时间线性变化的。设VCO的控制灵敏度为KL,锯齿波电压变化幅度为Um,则fL(t)的扫频范围为:(2-2)fL(t)的扫频速度为:(2-3)式中:T为锯齿波的变化周期。

当fL(t)加到混频器后,随着锯齿波电压的变化,即可实现对输入信号fs的频率搜索。搜索的频率范围及搜索速度则完全决定于fL(t)的扫频范围和扫频速度。

若在频率搜索范围内存在两个信号频率fs1和fs2,则只有当fL(t)分别与fs1和fs2的差频落入混频器后的滤波器通带时,滤波器才有输出信号。该信号经过中放、检波和视频放大,加到显示器上。两个信号频率不同,经混频后出现的时间就不同,在显示器上出现的位置也不同。时间和频率成对应关系,因而可以直接在显示器的横坐标上标注频率值。2.主要技术指标(1)全景显示带宽:指全景显示器上同时显示的整个频率范围,也称全景观察带宽。在显示器确定的情况下,显示器屏幕上表示频率范围的扫描长度是一定的。目前应用的全景显示搜索接收机,一般都有几种可选择的显示带宽。(2)全景搜索时间:指搜索全景显示带宽所需的时间。全景搜索时间与搜索的频率范围、步进频率间隔、换频时间和在每个搜索频率上的驻留时间有关。(3)频率分辨率:指全景显示搜索接收机能够分辨同时存在的两个不同频率信号之间的最小频率间隔。

为了分辨两个相邻的频率,对频率分辨率有以下两种定义:

定义2.1 对于两个等幅度正弦信号,接收机显示器所显示的双峰曲线的谷值为峰值一半时两信号的频率差,称为该接收机的频率分辨率。

定义2.2 对于两个幅度相差60 dB的正弦信号,接收机显示器显示出双峰曲线的谷值为小的峰值一半时两信号的频率差,称为该接收机的频率分辨率。

以上两种定义中,定义2.2是以不等幅信号作为依据,与实际情况较为接近,但不便于分析计算;而定义2.1用于分析计算就比较方便。对于同一部接收机,按定义2.1得出的频率分辨率高于按定义2.2得出的频率分辨率。(4)频率搜索速度:指每秒搜索的频率范围或信道数目。(5)动态范围:是指全景显示搜索接收机正常工作条件下,输入信号幅度的最大变化范围。动态范围的单位通常用dB表示,即(2-4)式中:Es,max和Es,min分别为输入信号电压的最大值和最小值。(6)灵敏度:指在满足全景显示所需的额定电压和额定信噪比的条件下,接收天线上所需的最小感应电动势。全景显示灵敏度一般都是微伏量级。3.扫频速度和频率分辨率

全景显示搜索接收机的频率分辨率不仅与接收机的频率特性有关,而且与频率搜索速度有关。在滤波器确定的条件下,提高频率搜索速度将导致频率分辨率下降。1)静态频率响应和动态频率响应

在一个谐振系统的输入端加恒定振幅的正弦信号,缓慢改变输入信号的频率,在每一个频率点上都能在谐振系统中建立起稳定的振荡,这样测出的谐振系统输出电压随频率变化的关系曲线,即是该谐振系统的静态频率响应曲线。在一般的接收机中,通常都是用静态频率响应曲线来反映接收机的频率特性的。

如果谐振系统的输入端加入恒定振幅的扫频信号,那么,谐振系统输出电压随频率变化的关系曲线即为动态频率响应曲线。

动态频率响应曲线与静态频率响应曲线有所不同,它不仅与静态频率响应有关,而且与扫频信号的扫频速度有关。动态频率响应与静态频率响应不同的原因是由于谐振系统的惰性造成的。因为惰性的存在,快速扫频信号在经过谐振系统时,谐振系统来不及建立稳定的振荡,谐振系统中所储存的电磁能量需经过一定的延迟时间才逐渐衰减掉。当正弦信号加到谐振系统时,需要经过一定的建立时间Tr才能达到稳态值,如图2-3所示。建立时间是指达到稳态值的90%所需的时间。图2-3 正弦信号加到谐振系统响应图

对比动态频率响应曲线和静态频率响应曲线,可以发现:(1)动态频率响应曲线的最大值小于静态频率响应曲线的最大值,而且扫频速度越高,动态曲线的最大值越小。(2)动态曲线的通带大于静态曲线,并且随着扫频速度的增加,动态曲线的通带将变得愈来愈宽。(3)动态曲线的最大值不是在谐振角频率ω0处,而是向扫频信号频率变化的方向移动:扫频速度越高,动态曲线最大值偏离ω0越远。

由此可见,动态频率响应对全景显示搜索接收机的影响表现为:使接收机灵敏度下降;使接收机的频率分辨率下降;使被测量的信号参数误差增大。扫频速度越高,上述影响则越严重。2)全景显示搜索接收机的扫频速度

扫频速度的选择原则是在不牺牲接收机灵敏度的情况下,选择合适的扫频速度。在全景显示搜索接收机中,如果扫频信号扫过接收机通带(主要由中频带宽决定)的时间不小于信号的建立时间,就可以认为接收机的灵敏度基本不受影响。

假设接收机的通带为Br,在工程上一般认为信号的建立时间为:(2-5)在保证接收机灵敏度基本不受影响的条件下,接收机允许的最大扫频速度为:(2-6)例如:若Br=10 kHz,则

因此,在实用的全景显示搜索接收机中,通常设置不同的中频带宽和不同的扫频速度。在选用窄带工作时,应选择低的扫频速度,这样既可保证不降低接收机的灵敏度,又可比宽带工作(选用高的扫频速度)获得高的频率分辨率。

可以看出:在不牺牲接收机灵敏度的条件下,要求高的扫频速度和要求高的频率分辨率是相矛盾的。这是因为在高的扫频速度下,为了不降低接收机的灵敏度,必须增加接收机的带宽;而带宽的增加必然导致接收机频率分辨率的降低。在对跳频信号进行侦察的情况下,这一矛盾表现得尤为突出。2.3.2 监测侦听分析接收机

监测侦听分析接收机主要用于对目标信号信息的监听,信号参数的测量、记录与存储,信号特征分析与信号识别。它一般和全景显示搜索接收机结合应用,当后者截获到某一感兴趣的信号时,输出该信号的频率码,此时将监测侦听分析接收机自动预置到该信号频率上,对该信号进行精确分析测量。1.基本组成

虽然用于不同场合和不同功能的监测侦听分析接收机有所差异,但其基本组成是大致相同的。这种接收机与普通通信接收机非常相似,主要有以下不同:(1)由于侦察信号的形式是多种多样的,故在电路中设置带通滤波器组和解调器组以及相应的控制电路,以适应对不同通信信号的解调。(2)信号的频谱结构是识别通信信号形式的重要依据,在实施瞄准式干扰时,也是选择干扰参数的重要依据。所以,接收机中一般都有频谱显示电路,通常是显示中频信号的频谱。(3)接收机设置多个信号输出端口,一般都设有中频和低频输出端口。(4)接收机在微机(或微处理机)的控制下,可以进行自动频率搜索,以实现在频段内搜索、截获通信信号。2.主要功能

监测侦听分析接收机可用于不同的场合,要求具有的功能也不相同。综合来看,其主要功能如下:(1)具有解调多种通信信号的能力。不论在哪一个频段,都拥有不同调制方式的通信信号,这就要求接收机具有解调不同调制方式通信信号的能力。在信号经解调后,它可以从基带信号分析信号特征,进行技术参数测量,实施录音记录,监听敌方通信信息等。(2)具有信号频谱和波形的显示分析功能。信号频谱是目前通信对抗侦察中识别信号的重要依据,从信号频谱还可测量信号带宽、中心频率等参数。另外,当该接收机用作干扰机的引导接收机时,根据接收信号频谱和干扰频谱可以检查干扰与信号频谱的重合程度。因此,现代监测侦听分析接收机一般都具有对信号频谱的显示与分析功能。

除了显示信号的频谱外,有些接收机还可以显示信号的瞬时波形。其显示方式有两种:模拟显示方式;数字化显示方式。(3)具有测量信号技术参数、对信号进行分析识别的功能。测量通信信号的技术参数是监测侦听分析接收机基本的重要功能。测量技术参数有的利用接收机内部电路完成,有的通过外接终端设备完成。目前,监测侦听分析接收机大都具有自动提取信号特征、对信号进行自动分析识别的能力。(4)接收机的频率预置和频率搜索功能。频率预置和频率搜索既可以人工进行,也可以自动实现。人工频率预置方式一般有两种:利用键盘输入需要预置的频率;通过调谐旋钮预置频率。接收机的频率搜索在自动搜索时一般可以进行人工干预。常用的自动搜索方式有以下两种:

• 步进自动搜索。当采用步进自动搜索方式时,可以设置保护频率,搜索过程中自动跳过保护频率。

• 按预置频率选频搜索。假设事先预置N个频率,搜索时按频率的高低顺序或按优先等级(由编程确定)在N个频率上进行搜索。这种搜索方式一般用于对已知敌台通信信号的监视。(5)具有对信号波形、频谱参数与其他技术参数的存储与记录功能。2.4 压缩接收机

压缩接收机是一种性能先进的测频接收机,广泛应用于现代电子侦察设备之中。2.4.1 问题的提出1.为什么要引入压缩接收机的概念?

搜索式测频是一种传统的测频技术,原理简单,易于实现,可以用于很多要求不太高的场合。但是,从工作机理来看,它存在截获概率与分辨率之间的矛盾:搜索式测频虽然具有一定的测频精度,但其测频速度不能适应现代战场上信息稍纵即逝的情报侦察要求。为此,出现了比相式瞬时测频接收机,它利用双通道延时相关的技术,将频率转化为相位,通过测相来实现测频。尤其是采用多路鉴相器并行运用,可以大大拓宽测频范围,同时也保证了较高的分辨率。但是,这种技术一般只能对付传统通信信号,而对于跳频之类的信号,则无法得到较好的测频结果,而且采用的器件也较复杂、繁多。

与以上技术相比,压缩接收机有着其独特的优点,最突出的是它可以对付跳频信号等较复杂的信号形式,而且灵敏度高,动态范围大,测频范围宽、速度快等,设备也相对简单、小型化,因而受到普遍重视。2.什么是压缩接收机?

压缩接收机究竟是怎样一种接收机,它是如何实现测频的呢?简而言之,压缩接收机就是建立在一种特殊的傅里叶变换——Chirp变换基础之上的接收机。这就是核心所在。后面我们将以此为起点,逐渐揭开压缩接收机的面纱。需要明确的是:这里所讲的“压缩”不是指机械压缩,它不是形体或尺寸上的压缩,而是指脉冲压缩,即脉冲宽度的压缩,由此引出了一系列的独特优势。压缩接收机又称脉冲压缩接收机。2.4.2 压缩接收机的基本原理1.如何实现测频?

压缩接收机是通过怎样的途径来解决测频问题的呢?它是通过将频率量转换为时间量,利用测量不同调频宽脉冲的出现时刻来实现测频的。

压缩接收机的基本原理框图如图2-4所示。其中,扫描本振(LO)产生线性调频信号;压缩滤波器用以实现卷积运算,从信号波形上看,它将调频宽脉冲信号压缩成窄脉冲信号。接收机收到的射频信号经宽带射频放大器放大后送入混频器,与扫描本振(LO)输出的线性扫频信号(即线性调频信号)相混频,则混频器输出亦为调频信号。

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