復(fù)雜戰(zhàn)場電磁環(huán)境對通信設(shè)備的影響及對策研究*

（海軍士官學(xué)校 蚌埠 233012）

1 引言

復(fù)雜電磁環(huán)境主要是指在一定的作戰(zhàn)時空內(nèi)，人為電磁發(fā)射和多種電磁現(xiàn)象的總合。構(gòu)成復(fù)雜電磁環(huán)境的主要因素有敵、我雙方的電子對抗，各種武器裝備所釋放的高密度、高強(qiáng)度、多頻譜的電磁波，民用電磁設(shè)備的輻射和自然界產(chǎn)生的電磁波等。信息化戰(zhàn)爭多是從電磁場拉開序幕。實施寬頻域、多樣式、多層次的電子干擾，是奪取制電磁權(quán)的基本手段［1］。

2 復(fù)雜電磁環(huán)境特征

2.1 種類上的多樣性

由復(fù)雜電磁環(huán)境的定義可以看出，構(gòu)成復(fù)雜電磁環(huán)境的因素包括敵我雙方進(jìn)行有意對抗干擾時釋放的電磁波及電子設(shè)備產(chǎn)生的電磁能量，還有一種是放箔條的無源干擾，民用電磁輻射以及自然產(chǎn)生的電磁現(xiàn)象等［2］。

2.2 信號上的多樣性

隨著電子信息技術(shù)的飛速發(fā)展，各種雷達(dá)、通信等電子設(shè)備上使用了更加復(fù)雜的信號形式。在目前世界上的通信信號種類多達(dá)100種以上。各種復(fù)雜信號的使用增加了電磁環(huán)境的復(fù)雜性［3］。

2.3 空間上的交織性

交織性是指敵我雙方相互爭奪和使用的電磁空間里，雙方的電磁信號都相互交織在一起，這種交織性是由于電磁頻譜獨特的物理特性所形成的。主要表現(xiàn)在電磁活動在空域上的縱橫交叉、時域上的連續(xù)交錯、頻域上的密集重疊和能域上的強(qiáng)弱參差。

2.4 頻譜上的重疊性

由于電子信息技術(shù)的飛速發(fā)展和電子信息裝備的大量使用，戰(zhàn)場上電磁信號所占頻譜越占越寬，幾乎覆蓋了全部電子信號頻段［4］。

2.5 能域上的不均性

由于電磁波在空間傳播過程中受到各種傳播因素的影響以及作戰(zhàn)雙方電磁攻擊目標(biāo)位置的不同，使得戰(zhàn)場空間電磁能量很不均勻，有些地方能量集中，有些地方能量分散。［5］

3 復(fù)雜戰(zhàn)場電磁環(huán)境對通信設(shè)備的影響

3.1 電磁干擾使通信設(shè)備生存能力面臨極大挑戰(zhàn)

強(qiáng)電磁脈沖能夠通過前門和后門等各種途徑耦合進(jìn)入通信設(shè)備的內(nèi)部，嚴(yán)重影響設(shè)備的工作，甚至?xí)ζ潆娐分械年P(guān)鍵部件產(chǎn)生永久性的功能毀傷。強(qiáng)電磁脈沖影響通信設(shè)備的主要表現(xiàn)形式：導(dǎo)致傳感器、接收機(jī)等敏感設(shè)備性能降低或失效；導(dǎo)致機(jī)電設(shè)備、電子電路、元器件的誤操作，如告警設(shè)備的虛警等；燒毀或損傷設(shè)備內(nèi)部的關(guān)鍵電子電路和元器件［6］。

3.2 信號密集度高導(dǎo)致通信信號聯(lián)通困難

現(xiàn)在電磁環(huán)境信號異常密集。目前，美國一個師使用的電臺數(shù)量多達(dá)數(shù)千部，數(shù)量如此巨大的通信裝備將部署在一個狹小的區(qū)域內(nèi)，再加上雙方的電子對抗裝備、民用通信設(shè)備以及其他電子設(shè)備，多種電磁信號密集交錯，頻譜的擠占、沖突異常激烈。通信設(shè)備信號的連通就不可避免擠占了通信通道，從而造成連通困難，影響了工作性能［7］。

3.3 信號樣式繁雜導(dǎo)致通信信號識別困難

隨著電子技術(shù)的飛速發(fā)展，各種新體制電臺層出不窮，不僅有AM、FM、ASK、FSK、QPSK等傳統(tǒng)的調(diào)制樣式，還涌現(xiàn)出 OFDM、QAM、MSK、DS-SS、CDMA、TDMA等調(diào)制樣式，面對如此繁雜的信號樣式，識別信號將非常困難。由于電子設(shè)備運用的方式隨進(jìn)程的變化而不斷變化，各種雜亂無章的電磁輻射將在空域上交錯、時域上集中、頻域上擁擠、能域上起伏，形成敵我混雜、動態(tài)交錯、通聯(lián)和干擾混疊的電磁態(tài)勢，給識別信號判證帶來新的難題［8］。

4 有效應(yīng)對復(fù)雜戰(zhàn)場電磁環(huán)境的方法措施

4.1 發(fā)展抗干擾通信技術(shù)

在日趨復(fù)雜的電磁環(huán)境下，如果想獲得理想的通信效果，在努力提高設(shè)備通信能力的同時，也要在抗干擾技術(shù)上下功夫。當(dāng)前，采用的抗干擾技術(shù)主要有以下幾種。

一是跳頻通信。跳頻通信是利用頻率不斷變化以躲避敵方的偵察與干擾，是擴(kuò)頻通信的一種，抗干擾性能的好壞，取決于頻率點的多少和變化的快慢。跳頻通信技術(shù)是20世紀(jì)80年代以來出現(xiàn)的一種通信方式，最早用于美軍電臺。該技術(shù)主要用于短波和超短波頻段，即使在通信的過程中，一兩個正在使用的頻率受到干擾，對整體的話音通信不會造成太大的影響。因此，跳頻技術(shù)可以大大提高通信設(shè)備的有效通信能力［9］。

二是直接擴(kuò)頻通信。擴(kuò)頻通信技術(shù)，就是以隱蔽的方法使敵方通信對抗設(shè)備難以發(fā)現(xiàn)通信信號，并使窄帶干擾效果大大降低，達(dá)到抗干擾的目的。這是近年來發(fā)展較為快速的一種通信技術(shù)，特別是在無線局域網(wǎng)中得到了廣泛應(yīng)用，現(xiàn)在已經(jīng)滲透到了通信的方方面面，如衛(wèi)星通信、移動通信、無線定位系統(tǒng)、全球個人通信等。一般情況下，傳輸信息使用的射頻帶寬是信息帶寬的10至100倍以上［10］。

三是混合擴(kuò)頻（跳頻/直擴(kuò)）方式?；旌蠑U(kuò)頻綜合跳頻通信與直接序列擴(kuò)頻通信的優(yōu)點而避免其缺點，兩者既可單獨使用又可混合使用。

四是自適應(yīng)技術(shù)。自適應(yīng)技術(shù)采用自適應(yīng)天線、自適應(yīng)干擾抑制濾波器等方法，作為其他抗干擾措施的輔助手段。

4.2 提高通信設(shè)備的電磁兼容能力

通信設(shè)備的電磁兼容性（EMC）測試是目前考察通信設(shè)備在復(fù)雜電磁環(huán)境下通信抗干擾能力的技術(shù)指標(biāo)之一。提高通信設(shè)備的電磁兼容能力主要應(yīng)從以下幾方面入手：

一是合理確定設(shè)備的接地方式，正確使用“一點接地”和“多點接地”。接地平面的一般要求：接地平面應(yīng)是零電位；理想的接地平面應(yīng)是零電阻的實體，電流經(jīng)過時沒有壓降；接地平面與布線間有很大的分布電容，而平面本身的引線電感將很?。唤拥匾蟊M量降低多電路公共接地阻抗上所產(chǎn)生的干擾電壓，同時避免形成不必要的回路。

二是在不同模塊和信號系統(tǒng)之間加強(qiáng)物理隔離，避免模塊間信號互相串?dāng)_［11］。

三是保持線路之間的屏蔽性，利用較好的屏蔽材料對能量幅度較大的線路進(jìn)行裹覆，避免信號的泄露，或是利用電流的特性進(jìn)行合適走線，從而抵消信號間的干擾。

4.3 優(yōu)化通信設(shè)備的結(jié)構(gòu)設(shè)計

隨著電子技術(shù)、材料技術(shù)和組裝技術(shù)的發(fā)展，通信設(shè)備的功能越來越多，設(shè)計要求也越來越高。縱觀通信設(shè)備的總體發(fā)展趨勢，主要是在模塊化、小型化和實用性設(shè)計上在不斷進(jìn)步。

一是模塊化設(shè)計。模塊化設(shè)計已經(jīng)是現(xiàn)在裝（設(shè)）備設(shè)計的第一考慮要素。其最大特點就是接口標(biāo)準(zhǔn)化和模塊互換性。它是按照標(biāo)準(zhǔn)化原理和系統(tǒng)工程原理及方法，采用頂層分析與底層需求相結(jié)合的設(shè)計方法，是一個自上而下的過程，合理劃分模塊、建立模塊體系是其設(shè)計的關(guān)鍵［12］。

二是小型化設(shè)計。小型化設(shè)計已經(jīng)是現(xiàn)在裝（設(shè)）備設(shè)計的一個趨勢。從幾十斤笨重的電臺到微型通信器材，都體現(xiàn)了人們追求小型化的需求，而且設(shè)備體積越小，越容易擺放，重量越輕，越容易攜帶。

三是實用性設(shè)計。實用性設(shè)計已經(jīng)是現(xiàn)在裝（設(shè)）備設(shè)計的根本所在。主要指功能上要突出重點，明確通信設(shè)備的首要使用要求。一款產(chǎn)品，不可能面面俱到，要在專、精上下功夫，這樣設(shè)計出來的通信設(shè)備才能在越來越復(fù)雜的電磁環(huán)境下更好地發(fā)揮作用［13］。

5 結(jié)語

在戰(zhàn)爭中，無論是短兵相接還是隔空點穴，都是為了保存自己，消滅敵人。在通信領(lǐng)域就是為了保持自身通信暢通，致使敵人通信癱瘓；保護(hù)己方通信秘密，竊取敵方通信。因此需要采取各式各樣的干擾、抗干擾措施，通過對敵通信信號的偵查捕捉，確定其作戰(zhàn)方式、作戰(zhàn)位置，甚至破譯通信內(nèi)容，竊取軍事情報，直至達(dá)到作戰(zhàn)目的。因此，對己方和敵方的戰(zhàn)場電磁環(huán)境戰(zhàn)場態(tài)勢進(jìn)行有效的分析評估，更好地掌握戰(zhàn)場主動權(quán)，是必不可少的，也是勢在必行的。本文只是進(jìn)行了粗淺的探討，不過可以相信在未來的戰(zhàn)場上對戰(zhàn)場環(huán)境的分析和評估將會越來越凸顯其作用。