通信電子戰(zhàn)系統(tǒng)電磁環(huán)境適應(yīng)性分析

航空工業(yè)西安飛機(jī)工業(yè)（集團(tuán)）有限責(zé)任公司 蔡 瑞

為了不斷提高我國信息系統(tǒng)的安全操作能力，我國還必須認(rèn)真考慮一些基于信息系統(tǒng)的基礎(chǔ)設(shè)施應(yīng)用問題。信息管理系統(tǒng)與國家行業(yè)信息系統(tǒng)之間的根本區(qū)別主要在于，國家信息管理系統(tǒng)始終具有頑強(qiáng)的戰(zhàn)略生存能力，特別是復(fù)雜的電磁環(huán)境的適應(yīng)能力是國家在一個(gè)復(fù)雜電磁環(huán)境中重要組成部分。

這些系統(tǒng)的復(fù)雜性以及電磁環(huán)境系統(tǒng)的適應(yīng)性是提高新一代信息處理系統(tǒng)的關(guān)鍵問題。這也是國內(nèi)外密切關(guān)注的熱點(diǎn)問題。如果不能解決此問題，則可能意味著這些信息處理系統(tǒng)無法有效正常運(yùn)行。因此，有必要深入合理地分析其潛在的威脅和市場需求，并闡明發(fā)展的關(guān)鍵技術(shù)創(chuàng)新思路。

在分析國家在新階段的戰(zhàn)略任務(wù)以及未來各種可能的電磁威脅的基礎(chǔ)上，深入總結(jié)全球信息領(lǐng)域電磁環(huán)境的主要特征的理論基礎(chǔ)系統(tǒng)，從學(xué)術(shù)研究的多個(gè)角度出發(fā)，重點(diǎn)研究和分析新一代的信息系統(tǒng)，并提出一些針對性的發(fā)展政策建議。

1 通訊電子戰(zhàn)系統(tǒng)

通信電子戰(zhàn)是特殊的軍事戰(zhàn)爭形式，其戰(zhàn)場處于電磁波涉及的整個(gè)空間之中，將軍事斗爭戰(zhàn)場由原來的海洋、天空、陸地的戰(zhàn)斗空間擴(kuò)大到包括地球及地球周圍的整個(gè)空間之中，使現(xiàn)代軍事戰(zhàn)爭的戰(zhàn)場變成了四維，因此，通信電子戰(zhàn)也被稱之為“第四維戰(zhàn)爭”。

1.1 電子對抗偵察

電子對抗的目的是捕獲并分析敵方電子設(shè)備的電磁輻射信號，以確定其技術(shù)參數(shù)、位置，類型和用途。是電子對抗的組成部分，是組織實(shí)施電子對抗的前提。是敵方電子設(shè)備的技術(shù)參數(shù)，如工作頻率，無線通信設(shè)備的調(diào)制方式和信號特性；頻率、脈沖寬度、脈沖速率、天線模式、輻射形式的組合。雷達(dá)分析技術(shù)參數(shù)可以確定電子設(shè)備的用途和類型是決定通過交叉或其他方式定位電子設(shè)備方法。綜合分析物種、用途、位置、數(shù)量，電子設(shè)備的工作規(guī)則和變化也可以獲得軍事知識，如敵軍的形成和使用、武器系統(tǒng)的裝備和作戰(zhàn)實(shí)驗(yàn)等。

1.2 電子干擾

一般來說，電子干擾不會對變送器造成永久性損壞。只有在故障持續(xù)期間，車身的故障才會部分或完全消失。一旦干擾結(jié)束，戰(zhàn)斗力就可以恢復(fù)。這個(gè)電子干擾的基本技術(shù)是向敵方電子設(shè)備的接收機(jī)發(fā)送電磁干擾信號和有用信號。如果干擾信號足夠強(qiáng)敵方接收機(jī)無法從接收到的信號中提取出必要的信息，因此電子干擾起作用電子服務(wù)干擾技術(shù)是阻擋敵方的接收器而不是發(fā)送者。干擾應(yīng)能有效，敵方接收機(jī)天線、濾波器、處理閾值等。預(yù)計(jì)起飛時(shí)間進(jìn)入。也就是說，在確定故障系統(tǒng)時(shí)，應(yīng)考慮干擾機(jī)與敵方接收機(jī)之間的距離和方向，以及干擾信號對敵方電子設(shè)備可能產(chǎn)生的影響，確保干預(yù)措施的有效性。

1.3 電子防御

確保電子設(shè)備和敵方系統(tǒng)有效實(shí)施電子對抗的措施，是電子對抗的一部分。電子防御包括反電子信息，反抗電子干擾與抗輻射。為了防止我方電子設(shè)備的電磁輻射信號被敵方截獲，或者即使被截獲，也很難從中獲取相關(guān)信息，使敵方不進(jìn)行有效干擾和進(jìn)行銷毀等。通常的措施是：在不影響電子設(shè)備性能的前提下，盡量減少電子設(shè)備的啟動次數(shù)、頻率和時(shí)間；控制方向，調(diào)整隱藏頻率，必要時(shí)實(shí)施無線電靜音；在錯(cuò)誤的場設(shè)置簡單的輻射源，發(fā)出誤導(dǎo)性信號；采取良好的信號安全措施，使用新的系統(tǒng)電子設(shè)備，其信號不易被敵方截獲和識別；呼號和位置傳輸不規(guī)則變化；及時(shí)發(fā)現(xiàn)敵方電子偵察衛(wèi)星（或飛機(jī)、船舶）活動及相應(yīng)對策。

2 通信戰(zhàn)的電磁環(huán)境特征

2.1 頻譜安全性變得越來越嚴(yán)格

隨著軍事偵察和監(jiān)視技術(shù)的不斷發(fā)展，發(fā)達(dá)國家已經(jīng)基本實(shí)現(xiàn)了對偵察區(qū)域的寬頻帶，長距離，高干擾速度和微弱干擾信號的實(shí)時(shí)監(jiān)控。檢測電磁輻射信號的檢測范圍越來越長，可以同時(shí)實(shí)現(xiàn)對覆蓋世界任何地區(qū)的電磁信號的實(shí)時(shí)攔截。通過使用電磁探測器和其他手段，它還可以同時(shí)檢測數(shù)百人。檢測方法變得越來越安全和多樣化。發(fā)達(dá)國家已經(jīng)基本形成了完整的陸基?；栈鶄刹旌吞綔y系統(tǒng)，覆蓋了整個(gè)電磁區(qū)域。簡而言之，我國的無線電磁波和頻譜安全性正面臨著新的技術(shù)試驗(yàn)，對我國電磁頻譜信號的抗偵察和抗檢測能力必須提出更高的要求。

2.2 人為干擾越來越強(qiáng)

隨著現(xiàn)代干擾通信技術(shù)的不斷發(fā)展，發(fā)達(dá)國家正在積極開發(fā)大量的低功率和高壓抗干擾技術(shù)，同時(shí)積極探索各種分布式和抗干擾技術(shù)的發(fā)展。如今，通信設(shè)備具有各種形式的干擾，干擾檢測方法多樣，干擾信號樣式多樣，干擾寬帶，智能化和組網(wǎng)的應(yīng)用程度在穩(wěn)步提高。干擾信號響應(yīng)頻譜的動態(tài)變化，并且響應(yīng)速度不斷擴(kuò)大，從而使可用于測量的干擾頻譜變得尖銳。未來，新一代的電磁信息系統(tǒng)將不可避免地遭受復(fù)雜的電磁干擾源的威脅，這些干擾源包括地基，?；涂栈?，并且他們的水平和大小都不同。

2.3 電磁脈沖的威脅突出

電磁脈沖已經(jīng)日趨成熟，一些發(fā)達(dá)國家已經(jīng)具備了在實(shí)際應(yīng)用中的控制能力。由于它們的電磁脈沖發(fā)射光譜長且覆蓋范圍廣，因此功率巨大，脈沖發(fā)射能量幾乎是通用的。對于需要應(yīng)用電磁技術(shù)的武器和設(shè)備，它們都將構(gòu)成嚴(yán)重威脅，特別是信息控制中心。發(fā)達(dá)國家在滿足開發(fā)新的電磁脈沖的需求的同時(shí)，已經(jīng)對重要的軍事武器試驗(yàn)平臺和重要的基礎(chǔ)設(shè)施武器設(shè)施采取了相應(yīng)的保護(hù)措施。因此，由于各種電磁脈沖的巨大威脅，新一代信息系統(tǒng)仍然是不可避免的。有必要不斷加強(qiáng)各種針對性的電磁脈沖攻擊的保護(hù)和管理措施。

3 通信戰(zhàn)系統(tǒng)電磁環(huán)境適應(yīng)性的發(fā)展建議

3.1 高度重視防御系統(tǒng)建設(shè)總體規(guī)劃

充分了解電磁環(huán)境適應(yīng)性的重要作用，該適應(yīng)性在未來的信息戰(zhàn)策略中提高了新一代信息系統(tǒng)的復(fù)雜性，強(qiáng)化復(fù)雜的電磁環(huán)境信息戰(zhàn)的基本概念；根據(jù)復(fù)雜的電磁環(huán)境的適應(yīng)功能要求，在正確考慮建立信息管理系統(tǒng)技術(shù)的基礎(chǔ)上，明確規(guī)定相應(yīng)的功能要求和技術(shù)要求。加快建立和完善用于復(fù)雜信息管理系統(tǒng)和技術(shù)理論體系，根據(jù)不同設(shè)備所使用的電磁環(huán)境以及不同的復(fù)雜電磁環(huán)境威脅，正確梳理對復(fù)雜電磁環(huán)境的設(shè)備和技術(shù)，結(jié)合現(xiàn)有經(jīng)驗(yàn)研究新技術(shù)成果，提出合理而復(fù)雜的技術(shù)，有效地增強(qiáng)新一代信息系統(tǒng)對復(fù)雜電磁環(huán)境的適應(yīng)性。

3.2 高度重視新型防御技術(shù)的研究與應(yīng)用

基于頻譜的設(shè)備技術(shù)在無線信息傳輸中的應(yīng)用是在實(shí)現(xiàn)新一代信息系統(tǒng)快速應(yīng)用的技術(shù)核心。需要重點(diǎn)關(guān)注：主要針對區(qū)域干擾和空間衰落因素引起的信道傳輸不確定性問題，優(yōu)化信息系統(tǒng)設(shè)計(jì)，提高網(wǎng)絡(luò)傳輸?shù)南到y(tǒng)可靠性；著力擴(kuò)大對不同頻段和空間頻譜的有效綜合利用，以提高抗擾性。實(shí)現(xiàn)寬帶高速實(shí)時(shí)跳頻，提高系統(tǒng)抵抗射頻阻塞和實(shí)時(shí)跟蹤空間干擾的能力。

3.3 高度重視電磁頻譜管理系統(tǒng)的功能擴(kuò)展

根據(jù)電磁業(yè)務(wù)的未來發(fā)展需求，電磁頻譜控制管理協(xié)調(diào)系統(tǒng)的技術(shù)功能開發(fā)需要從基于美國的第二次世界大戰(zhàn)頻譜管理協(xié)調(diào)擴(kuò)展到頻譜控制操作和磁場控制系統(tǒng)，特別是電磁應(yīng)用。頻率管理設(shè)備的發(fā)展提供了無線信息支持。需要重點(diǎn)關(guān)注：國家電磁頻譜管理和控制進(jìn)入聯(lián)合作戰(zhàn)管理計(jì)劃，提高國家電磁信息聯(lián)合的總體管理能力；繼續(xù)完善合作式電頻譜管理技術(shù)和設(shè)備管理體系，促進(jìn)動態(tài)管理技術(shù)的運(yùn)用，提高電磁頻譜的管理和控制能力；繼續(xù)開發(fā)和實(shí)施和完善國家綜合合作電磁頻譜監(jiān)測和管理信息系統(tǒng)，以改善國家各部門之間的聯(lián)合合作；繼續(xù)加快電磁頻譜管理數(shù)據(jù)信息資源的深度推廣，共享分布式頻譜聯(lián)網(wǎng)，聯(lián)合協(xié)作以及電磁頻譜安全監(jiān)測技術(shù)的推廣應(yīng)用，提高國家電磁頻譜管理與控制的應(yīng)用技術(shù)水平。高度重視國際電磁頻譜協(xié)調(diào)控制方法和管理機(jī)制體系的建設(shè)，提高國際電磁頻譜協(xié)調(diào)管理能力；繼續(xù)加強(qiáng)國家電磁頻譜安全技術(shù)管理，減少并有效避免損害電磁頻譜的潛在風(fēng)險(xiǎn)。

4 仿真分析

假定在50km×50km作戰(zhàn)區(qū)域內(nèi)部署某通信網(wǎng)，共12個(gè)節(jié)點(diǎn)組成了2個(gè)子網(wǎng)共計(jì)20條通信鏈路。鏈路間采用定頻的通信方式，其網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浼爸苓叺匦吻闆r如圖1所示。

圖1 通信網(wǎng)絡(luò)拓?fù)鋱D

每個(gè)節(jié)點(diǎn)都有通信方式、工作頻率、調(diào)制方式、帶寬、發(fā)射功率、天線類型等。一個(gè)數(shù)字1通信網(wǎng)絡(luò)使用后的通信網(wǎng)絡(luò)拓?fù)鋱D，拓?fù)潢P(guān)系和頻率參數(shù)可以使用高頻地波延伸和高頻地面延伸的預(yù)測方法計(jì)算每個(gè)通信鏈路的接收信號強(qiáng)度[20-22]。通信系統(tǒng)的評估方法，可得整個(gè)通信系統(tǒng)的面臨的電磁環(huán)境量化統(tǒng)計(jì)值為：

結(jié)論：從電磁環(huán)境適應(yīng)性的概念入手，討論了戰(zhàn)場電磁環(huán)境的數(shù)學(xué)描述，提出了電磁環(huán)境適應(yīng)性的分析方法，并依據(jù)系統(tǒng)性能和電磁兼容標(biāo)準(zhǔn)，為通信電子戰(zhàn)系統(tǒng)電磁環(huán)境適應(yīng)能力提供了一個(gè)評估準(zhǔn)則。新一代信息系統(tǒng)在基于現(xiàn)代信息系統(tǒng)的作戰(zhàn)系統(tǒng)集成中仍具有核心地位。其整體的核心特征是其對復(fù)雜而強(qiáng)大的電磁干擾環(huán)境的適應(yīng)性。在對信息戰(zhàn)系統(tǒng)電磁適應(yīng)環(huán)境的特點(diǎn)進(jìn)行深入總結(jié)的基礎(chǔ)上，從學(xué)術(shù)研究的多個(gè)角度出發(fā)，重點(diǎn)研究和分析了新型的信息戰(zhàn)系統(tǒng)，并且提出了一些針對性的發(fā)展政策建議，促進(jìn)我國通信站系統(tǒng)電磁環(huán)境適應(yīng)性的健康穩(wěn)定的發(fā)展。