伊朗“捕獲”美國RQ-170 無人機行動中的電子對抗技術(shù)分析

喬柳源

（武警上海市總隊，上海 201103）

0 引言

伊朗從2011年12月4日首次“捕獲”美國RQ-170無人機起，通過各種手段接連使美國派出的多架無人機降落于伊朗境內(nèi)，其中“捕獲”RQ-170無人機的戰(zhàn)例最為經(jīng)典。根據(jù)伊朗政府事后發(fā)布的視頻資料顯示，該無人機外觀沒有明顯損傷，以近乎“毫發(fā)無損”的狀態(tài)降落在伊朗。該國工程師曾透露，在這次行動中他們利用了電子對抗手段對RQ-170無人機進行電子偵察和電子干擾，切斷其與地面控制站的聯(lián)系，使其被迫進入自動駕駛狀態(tài)并返航，之后偽造GPS 信號報文，不斷發(fā)送指定的高度數(shù)據(jù)和坐標(biāo)數(shù)據(jù)，從而讓自動返航途中的無人機降落在伊朗境內(nèi)。

1 無人機通信信號偵察環(huán)節(jié)的分析

RQ-170“哨兵”無人機是一款先進的隱身無人機，機體表面涂有吸波材料，獨特的外形設(shè)計也減少了反射電磁波的可能性，普通的有源雷達難以發(fā)現(xiàn)RQ-170“哨兵”隱身無人機的蹤跡，只能使用無源雷達才能對其進行有效地偵察。無源雷達是一種不依賴電磁信號回波，僅靠被偵察對象自身發(fā)射的電磁波信號來對其進行偵察的雷達。根據(jù)公開資料顯示，RQ-170“哨兵”隱身無人機具有數(shù)據(jù)鏈通信、遙控通信、數(shù)據(jù)回傳等功能，其在伊朗領(lǐng)空進行遙控、飛行、拍照的過程中，必然會進行一定時間的內(nèi)部通信，從而給無源雷達的偵察創(chuàng)造了必要條件。

通過公開圖片資料可以看出，RQ-170“哨兵”無人機機身兩側(cè)機翼上表面有兩個突出的鼓包，可能裝載用于波束掃描的拋物面天線或板狀天線。機身下方任務(wù)載荷艙可安裝主動電子掃描陣列雷達、紅外電視偵察設(shè)備及轉(zhuǎn)臺式圖傳設(shè)備等可執(zhí)行多種任務(wù)的無線通信設(shè)備。通過對飛機外形尺寸的分析，可以得到無人機進行數(shù)據(jù)鏈通信、遙控操作和圖像數(shù)據(jù)回傳信號的天線尺寸；根據(jù)天線尺寸與信號半波長的關(guān)系，可以得知電磁信號波長；根據(jù)電磁波頻率公式f=c/λ（頻率=光速/波長），可以推測出電磁信號的大致頻率范圍，從而對重點關(guān)注的信號可以進行針對性地偵察。伊朗在“捕獲”行動前期，通過對伊朗附近領(lǐng)空電磁環(huán)境的長期偵察，判斷無人機手動控制信號的頻段、調(diào)制樣式等參數(shù)，為下一步實施電子干擾奠定基礎(chǔ)。

2 切斷無人機與地面聯(lián)系環(huán)節(jié)的分析

壓制式干擾是在敵方通信信號中強行注入頻率相同、特征參數(shù)相同、功率更大的干擾信號，以使有用信號被干擾信號淹沒的一種有源干擾方式。它可以在目標(biāo)方向空間輻射形成壓制式干擾環(huán)境，人為地把噪聲信號傳給目標(biāo)接收機，降低其接收信號信噪比，從而干擾目標(biāo)無線通信系統(tǒng)的正常工作。

在RQ-170被美國操作員遠程控制飛行階段，伊朗以“捕獲”行動前期偵察到的電磁信號相關(guān)參數(shù)為基礎(chǔ)，通過定向天線對目標(biāo)發(fā)射大功率的寬頻帶壓制式干擾信號，使無人機與地面失去聯(lián)系，被迫選擇自動駕駛狀態(tài)。在自動駕駛狀態(tài)，無人機利用GPS衛(wèi)星確定相關(guān)坐標(biāo)，執(zhí)行返航操作。從原理上說，由于壓制干擾信號具有與無人機遠程控制信號及其相似的特性且功率較大，因而無人機很難擺脫這種性質(zhì)的有源干擾。

3 誘騙無人機降落環(huán)節(jié)的分析

與壓制式干擾相比，靈巧式干擾可以對目標(biāo)信號的關(guān)鍵數(shù)據(jù)幀進行替換，從而偽造出與真實信號電磁特偵參數(shù)、數(shù)據(jù)幀結(jié)構(gòu)、編碼樣式完全相同的假信號，從而不影響GPS 乃至組合導(dǎo)航設(shè)備的正常工作。通過長時間的緩慢誘騙，可以使進入自動駕駛狀態(tài)的無人機逐漸偏離正常的航線，甚至沿干擾方預(yù)設(shè)的軌跡運行。

公開資料顯示，美國的GPS 衛(wèi)星信號報文有多種編碼格式，可以簡單地分為軍碼和民碼，其軍碼信號經(jīng)過加密無法解析，而民碼信號所有特征參數(shù)、編碼樣式、數(shù)據(jù)幀結(jié)構(gòu)均被美國完全公開，任何組織的個人都可能制造出與真實GPS 信號格式相同的偽造信號。

在行動中，伊朗可以先通過壓制式干擾將GPS 軍用頻段信號進行壓制，迫使無人機使用民用頻段進行導(dǎo)航，隨后伊朗不斷發(fā)射偽造的民用GPS 信號報文，對無人機進行“誘騙”，從而使其順利降落于伊朗秘密基地。

4 結(jié)束語

在整個行動中，重點有兩點：一是在不同階段及時發(fā)射不同類型地干擾信號，使整個行動地各個環(huán)節(jié)緊密銜接，否則如果任何一個環(huán)節(jié)在時間上沒有銜接好，都會使整個行動徹底失敗；二是對民碼GPS 信號報文進行準(zhǔn)確偽造，順利地“騙過”GPS 信號接收機。行動的難點是在行動全程用無源雷達對無人機進行電子偵察，得到目標(biāo)電磁信號的頻率，并能準(zhǔn)確地分析出無人機地實時方位，從而實現(xiàn)最終目的。