Mar k ⅫA Mo d e 5對抗方法研究

四川九洲電器集團有限責任公司 孫盛喜

Mar k ⅫA Mo d e 5對抗方法研究

四川九洲電器集團有限責任公司 孫盛喜

Mode 5是西方體制敵我識別系統(tǒng)的最新升級，其對抗方法是當前敵我識別對抗領域的重要研究課題。在總結(jié)當前敵我識別系統(tǒng)有效對抗方法的基礎上，分析了各種方法對Mode 5的干擾效果。通過定量計算，可知噪聲壓制對Mode 5的干擾難度并不大，是目前針對Mode 5最為有效的對抗方法。

敵我識別；Mode 5；噪聲壓制；欺騙利用；應答機占據(jù)；高重頻脈沖

0 引言

識別敵我是古今中外戰(zhàn)爭中首先要解決的根本問題之一；在現(xiàn)代電子戰(zhàn)和信息戰(zhàn)中，準確、可靠、迅速地掌握目標的敵我屬性信息已成為交戰(zhàn)雙方開戰(zhàn)的首要前提條件[1]。毫不夸張地說，無法準確識別敵我，就難以避免戰(zhàn)場誤傷事件。從某種意義上講，用于識別敵我的敵我識別系統(tǒng)在很大程度上影響和決定了戰(zhàn)爭的進程和最終結(jié)果。

目前存在多種敵我識別的技術手段，這其中使用最廣、技術最成熟、參與實戰(zhàn)最多的是基于二次雷達體制的雷達敵我識別系統(tǒng)。世界各大國的主要敵我識別手段均采用該體制，如美國和北約使用的西方體制敵我識別系統(tǒng)、俄羅斯和獨聯(lián)體國家使用的東方體制敵我識別系統(tǒng)等。鑒于雷達敵我識別系統(tǒng)的重要性，其對抗與反對抗問題研究已成為電子對抗領域的一個重要研究課題。

Mark ⅫA是西方體制敵我識別系統(tǒng)的最新發(fā)展，在Mark Ⅻ基礎上增加了Mode 5。Mode 5采用了多種先進技術，具備較強的抗干擾性和安全保密性。目前針對Mode 5的研究主要是工作性能[2]、消息格式[3]、噪聲干擾時的誤碼率計算[4-5]等，沒有側(cè)重對抗措施和對抗方法的研究。本文對Mode 5的對抗方法研究，可以為我國敵我識別對抗及反對抗提供一定借鑒。

1 雷達敵我識別系統(tǒng)對抗方法

雷達敵我識別系統(tǒng)通過無線詢問-應答方式，建立與待識別目標之間的信息交換通道，實現(xiàn)對目標的屬性判別。通過阻斷或者加入敵方雷達敵我識別系統(tǒng)的詢問-應答信息交換通道，影響其對目標屬性的正確判別，都可以達到對抗敵方敵我識別系統(tǒng)的目的。

目前，雷達敵我識別系統(tǒng)的對抗方法主要有四類：噪聲壓制干擾、欺騙利用、應答機占據(jù)和高重頻脈沖干擾等[6]。

1.1 噪聲壓制干擾

在敵方敵我識別系統(tǒng)的工作頻點上，對抗設備發(fā)射較強的噪聲調(diào)制信號，阻塞敵我識別系統(tǒng)的接收信道，使之無法完成正常的信息交換。西方體制敵我識別器使用固定的工作頻率，有利于噪聲壓制干擾的實施。

1.2 欺騙利用

對抗設備偵收敵方的詢問和應答信號并加以存儲。當收到敵方詢問機發(fā)出的詢問信號時，轉(zhuǎn)發(fā)對應模式的應答信號，敵方詢問機會將我方目標識別為友方，失去分辨敵我的能力；另外，對抗設備也可以發(fā)出敵方詢問信號，誘使敵方應答機應答，暴露敵方目標的行蹤。

美軍敵我識別信號采用了加密手段，僅依靠戰(zhàn)時的偵察分析是不夠的，需要平時廣泛搜集，才能在戰(zhàn)時發(fā)揮作用。

1.3 應答機占據(jù)

應答機發(fā)射應答信號，或者收到詢問旁瓣抑制信號時，會抑制對其后一段時間內(nèi)收到詢問信號的處理。如果干擾設備重復發(fā)射敵方詢問信號或詢問旁瓣抑制信號，其威力范圍內(nèi)的敵方應答機會被占據(jù)。此時，敵方詢問機就無法完成對這些應答目標的屬性判別。

應答占據(jù)充分利用了雷達敵我識別系統(tǒng)的弱點，用不大的功率就可以癱瘓敵我識別系統(tǒng)，是一種高效的對抗方法。

1.4 高重頻脈沖干擾

敵我識別系統(tǒng)的詢問應答信號是一組加密脈沖，如果提前偵獲其脈沖寬度和間隔等參數(shù)，即便不知道其攜帶信息，干擾設備也能以極高的頻率發(fā)射一組與敵方詢問應答信號脈寬和間隔相同的脈沖串，該信號與敵方信號產(chǎn)生交疊，影響敵方詢問機和應答機解碼，降低其識別概率。

2 對Mode 5干擾效果分析

上節(jié)闡述的針對雷達敵我識別系統(tǒng)的主要對抗方法，可以對Mark Ⅻ系統(tǒng)發(fā)揮有效的干擾。Mode 5是美國為了應對信息化戰(zhàn)爭下的復雜電磁環(huán)境，而對敵我識別系統(tǒng)進行的最新升級。下面分析上述對抗方法對Mode 5的干擾效果。

2.1 欺騙利用

Mode 5采用了時間同步和新的加密體制，加密間隔很短，偵收到的信號只在幾秒內(nèi)有效；詢問機和應答機增加了應答重復保護和詢問重復保護功能，可以識別轉(zhuǎn)發(fā)信號；另外，應答信號采用隨機應答延時技術，信號到達時間與目標距離不再是線性關系；而且，Mode 5加密強度高，基本無法破譯。因此，難以實現(xiàn)對Mode 5的欺騙利用。

2.2 應答機占據(jù)

如前文所述，Mode 5加密間隔短，偵收到的詢問信號很快失效，而且應答機還可以識別轉(zhuǎn)發(fā)信號，所以通過偵收詢問信號并轉(zhuǎn)發(fā)并不能占據(jù)應答機。

另外，Mode 5應答機收到詢問旁瓣抑制信號后的抑制時間很短，而且可以識別虛假的詢問旁瓣抑制信號，所以通過轉(zhuǎn)發(fā)詢問旁瓣抑制信號也不能占據(jù)應答機。

2.3 噪聲壓制干擾

詢問機使用定向天線，應答機使用全向天線，在雷達敵我識別系統(tǒng)的信息交換通道中應答機屬于薄弱環(huán)節(jié)。噪聲壓制通常用于干擾應答機，影響其對有效詢問信號的接收，干擾效果表現(xiàn)為詢問機的威力產(chǎn)生回退。

對擴頻系統(tǒng)來說，干擾容限Mj表示系統(tǒng)能在多大干擾環(huán)境下正常工作的能力，定義為：

其中：Gp為擴頻系統(tǒng)的處理增益；(S/N)out為解擴輸出端要求的信噪比；Ls為擴頻系統(tǒng)的內(nèi)部損耗。綜合考慮Mode 5技術體制和工程實現(xiàn)，其Mj約為-4.5dB。這表示信噪比小于4.5dB時，Mode 5就已經(jīng)無法正常工作。下面以美軍機載詢問機AN/APX-125(V)為例，定量計算噪聲壓制的干擾效果。

AN/APX-125(V)設備端口功率2.4KW，饋線損耗5dB，天線增益8dB；Mode 5標準應答機靈敏度-80dBmW，饋線損耗5dB，天線增益0dB，接收帶寬12MHz；噪聲壓制設備距離詢問機300Km，干擾功率譜密度為1KW/MHz。

以詢問機S為原點，指向噪聲壓制設備J的方向SJ為x軸，建立圖1所示的直角坐標系。經(jīng)計算，無干擾時，詢問機S的威力為285Km；有干擾時，詢問機的威力被壓縮在半徑為(82+181)/2Km的圓內(nèi)，詢問機有效識別范圍的面積只有原來的約1/5。也就是說，在距離詢問機300Km遠、功率為12KW的頻率瞄準噪聲壓制設備作用下，詢問機的作戰(zhàn)效能大打折扣。

2.4 高重頻脈沖干擾

高重頻脈沖干擾通常也用于干擾應答機，以極高的頻率轉(zhuǎn)發(fā)詢問信號，轉(zhuǎn)發(fā)信號與敵方詢問信號產(chǎn)生交疊，從而導致應答機無法應答正常詢問信號。

Mode 5詢問信號分為同步脈沖和數(shù)據(jù)脈沖兩部分，同步后才會觸發(fā)對數(shù)據(jù)脈沖的解碼。對Mode 5高重頻干擾有兩種方式，一種是發(fā)射多組嵌套的同步脈沖，不斷觸發(fā)應答機對數(shù)據(jù)脈沖的解碼，使其數(shù)據(jù)脈沖解碼電路飽和，無法接收正常詢問信號；第二種是發(fā)射功率較大的同步脈沖串，遮蓋敵方詢問機的信號。

圖1 噪聲壓制對A N/A P X-1 2 5(V)的干擾效果

對于第一種方式，已知Mode 5應答機具備一定的處理交織詢問能力，另外，如果其數(shù)據(jù)脈沖解碼通道數(shù)足夠，那么高重頻脈沖對其干擾效果并不好。對于第二種方式來說，由于Mode 5采用了擴頻技術，即使干擾同步脈沖串與正常詢問信號有交疊，也需要干擾同步脈沖串功率大于正常詢問信號時，才會影響應答機對正常詢問信號的接收。

3 結(jié)論

由于Mode 5增加了多重安全認證手段，轉(zhuǎn)發(fā)詢問、轉(zhuǎn)發(fā)應答、應答機占據(jù)等對抗方法都無法發(fā)揮應有效果。另外，Mode 5采用了擴頻技術，且可處理交織的詢問信號，高重頻脈沖功率大于詢問信號時，才會影響應答機工作。而噪聲壓制干擾在干擾信號比詢問信號小4.5dB時，就已經(jīng)可以影響應答機的正常工作。

綜上所述，噪聲壓制干擾是目前對抗Mode 5的一種較為有效的方法，還可以適當降低噪聲壓制干擾的占空比，或者使用方向性天線，來降低壓制難度。另外，在Mode 5升級過渡期內(nèi)，還可以利用其兼容Mode 4的缺點來實施其它干擾。除此之外，還可以研究攻擊Mode 5時間同步源、破譯密碼等對抗方法的可行性。

[1]修小林,時宏偉,林建,王越．基于不同信息獲取方式的敵我識別系統(tǒng)[J]．電訊技術,2001(5)：1-6．

[2]黃成芳,何利民．敵我識別MK XIIA淺析[J]．電訊技術,2007,47(4)：66-71．

[3]譚源泉,李勝強,王厚軍．西方體制Mark XIIA的Mode 5數(shù)據(jù)格式分析[J]．電子科技大學學報,2011,40(4)：532-536．

[4]邱宏坤,楊建波,毛虎．MARK XIIA Mode 5系統(tǒng)仿真及抗干擾性能分析[J]．火力與指揮控制,2011,36(10)：104-106．

[5]張麗．Mark ⅫA敵我識別系統(tǒng)仿真與分析[D]．電子科技大學碩士學位論文,2013,6．

[6]白冰,馬飛,范江濤．雷達敵我識別系統(tǒng)干擾方法研究[J]．艦船電子工程,2010,30(4)：110-112,126．