跳频通信在电子对抗中的应用教程文件.doc
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1、跳频通信在电子对抗中的应用精品文档跳频通信在电子对抗中的应用The Applications of the Frequency -Hop Communication System in Electronic Warfare电子012班 陈贝摘要随着通讯、雷达和火箭技术的发展,以及它们在军事上的广泛应用,无线电干扰和无线电技术侦察在现代军事技术中越来越占据重要的地位并且已经成为保存自己、消灭敌人的重要措施之一。本文简要介绍了电子对抗技术的由来,现状及其发展。着重介绍了电子对抗中的通信对抗以及跳频通信系统在电子对抗中的应用。跳频技术抗干扰能力强,抗截获能力高,在军事通信领域应用广泛。随着高新科技的
2、发展,越来越多先进的技术将应用到电子对抗中。关键词:电子对抗,通信对抗,跳频系统,电子侦察,电磁场,干扰Abstract With the development of communication, radar and rocket technology, and their sweeping applications in military courses, the radar jam and technical scout have been more and more important in modern military technology. They have been amon
3、g the most important measures which are used to protect oneself and destroy the enemy.This paper simply introduced origin, status quo and development of the Electronic Countermeasures technology. The applications of communications countermeasures and Frequency-Hop Communications System in the Electr
4、onic Countermeasures have been emphasized. It has not only strong ability of anti-jamming and anti-interception but also abroad applications in the field of martial communications for Frequency-Hop technology. With the development of high-new technology, more and more advanced technology will be app
5、lied to the Electronic Countermeasures. Key Words: Electronic warfare, Communication countermeasure, Frequency hopping communication system, Electronic reconnaissance, Electromagnetic field, Interference引言:昨日辉煌:电子对抗的历史由来与发展随着战争形态和科学技术的不断发展变化,电子战也成为了一定历史阶段的产物。在其形成和发展的过程中,充满了波折和艰辛,因而电子战也被蒙上了一层神秘的面纱而具有
6、近乎传奇的色彩。早在1837年,美国科学家莫尔斯发明了有线电报。19世纪末,科学家们在研究无线电通信时,发现随着发射机数量的增多,出现了相互干扰的现象,当时科学家们并没有意识到这种现象对未来战争的影响,但这却为电子战的产生奠定了基础。首次有意识地运用无线电干扰并不是出于军事目的,而是商业利益。1901年9月,美国举行国际游艇比赛,谁首先报道比赛结果谁就可以吸引更多的广告客户。美国无线电电报公司利用两部大功率发射机干扰阻塞其他两家公司的无线电接收机,并用另一部发射机通报比赛情况,从而取得了竞争胜利。最早的电子战是在20世纪初的日俄海战中偶然出现的。1905年5月,日本联合舰队与沙俄第二太平洋舰队
7、在日本海域展开了一场大规模海战,日本利用无线电侦察设备截获了俄方舰队的无线电通信情报,掌握了俄舰的作战动向,然后日军在俄军航路上预先设伏,突然出击,使俄舰队无法组织起有效的抵抗,俄军被各个击破,全军覆没,日军大获全胜。电子战的出现就象一个“幽灵”,很快在第一次世界大战中应用起来。但这一时期的电子战只限于通信干扰,通信欺骗等比较简单的手段,所以我们通常把它称为电子战发展的序幕阶段。第二次世界大战期间,雷达和无线电导航设备先后应用于战场,无线电通信也发展到了一个比较高的层次,这个时候的电子战在战争当中的各个领域广泛地应用起来,并逐步成为了战役,战斗的重要保障手段。1944年6月,德军依靠无线电导航
8、引导轰炸机在夜间袭击伦敦,导致英德之间展开了一场激烈的无线电导航对抗,此后,雷达投入使用,成为防空探测和火炮控制的有力武器,雷达对抗便成为当时电子战的重点。电子战第一次大规模,多手段,全方位的运用,就是诺曼底登陆战役,英美盟军非常巧妙的应用假目标欺骗和压制干扰,取得了辉煌的胜利。1965年到1975年的越南战争和第三、第四次中东战争期间,雷达和光电制导的精确制导武器系统的对抗,掀起了电子战发展的第二次高潮。 1975年以后的中东战争,马岛战争,特别是1962年的贝卡谷地战斗中,以色列把电子战发挥到出神入化、淋漓尽致的地步。 1991年初的海湾战争,多国部队把电子战推向更加高级的阶段。海湾战争成
9、了多国部队进行综合电子战的实验场,充分体现并实施了电子战信息综合利用、电子战资源综合控制和管理、对敌方作战指挥系统的关键性薄弱节点实施系统对抗、体系对抗的综合电子战作战思想,全面瘫痪了伊拉克的作战指挥系统和战略防空体系,使多国部队创造了战争史上伤亡率最低的神话,以最小的代价取得了最大的胜利。放眼回眸,电子战从20世纪初诞生便倍受世界各国的青睐,成为战争的宠儿。从电子战面世出现于“日俄战争”,历经两次世界大战初试锋芒,到首次大规模运用电子战的诺曼底登陆战役,经过越南战争、中东战争和英阿马岛战争,直至电子战大暴光的海湾战争和科索沃战争,电子战以其魔法般的神奇效应,让世界各国军事家们倾心。如今,电子
10、战历经无数大大小小的战争,风风雨雨地走过近一个世纪。很显然,未来战争是一种打破时空、打破疆域,以信息战为核心的高技术战争,而电子战和网络战则是信息战的两种主要形式。以下便简单介绍一下电子对抗的技术因素。正文第一章:电子对抗技术概述一、 电子对抗简介 电子对抗就是为削弱、破坏敌方电子设备的使用效能和保障己方电子设备正常发挥效能而采用的综合技术措施,其实质是斗争双方利用电磁波的作用来争夺对电磁频谱的有效使用权。无线电通信、雷达等电子系统是载有信息的电磁波辐射源,其接收设备需要检测出有用的信号才能发挥效能。当这些电子系统辐射电磁波时,敌方便可能侦测、识别其辐射信号,并判明辐射源性质,依据需要采取扰乱
11、、欺骗等电子干扰技术措施来阻碍其对有用信号的检测,降低其效能。而这些电子系统为了抵抗干扰,则须采用多种电子防御技术,以对付敌方的侦测和扰乱。电子对抗按其对象可分为通信对抗、导航对抗、雷达对抗、制导对抗、光电对抗、敌我识别对抗、无线电引信对抗、遥控遥测对抗和C3I(注1)对抗等。随着电子技术应用的扩展,新的对抗领域还会出现。通信、导航、雷达和制导等电子系统的工作波段,从超长波延伸到毫米波、红外和光波波段,涉及整个电磁频谱。因此,电子对抗有时也称电磁对抗。电子对抗首先萌发于对通信的干扰。20世纪初,随着火花通信的应用就有了对军事通信的窃听和干扰。第一次世界大战期间,随着选频通信的出现,发展了相应的
12、通信对抗。第二次世界大战期间和战后的50年代,通信、导航和雷达技术已相继成熟。电子对抗技术也获得了相应的发展。在雷达对抗方面,广泛使用了箔条和角反射器等无源干扰,以及噪声有源压制性干扰。50年代后期,由于功率行波管的出现,实现了欺骗性干扰。在通信对抗方面,研究了对调频电话、移频电报和单边带通信进行干扰的最佳干扰样式,出现了专门用于通信对抗的设备。在此阶段已有几十种电子对抗设备,使用了专用的电子对抗飞机,建立了电子对抗部队。同时,又致力于研究有效的反干扰技术,以改进雷达、通信、导航和制导系统,因而形成了电子对抗概念。60年代以来,通信、雷达和光电技术获得了飞跃的发展。火控系统、制导系统等大量应用
13、并成为主要攻击手段,因而对角度、速度和距离跟踪系统的欺骗干扰技术也得到了相应发展。同时,出现了以噪声调频干扰为主的多种形式的压制性干扰。由于红外寻的导弹、光电控制武器的应用,电子对抗向光电领域扩展。在此时期,开始将计算机用于电子对抗设备,改进了专用的电子对抗飞机,制成了投掷式干扰、反辐射武器和侦察站等多种电子对抗设备。各种电子设备也都改进了反干扰措施,研制了快速跳频通信、频率捷变雷达等反干扰能力强的电子设备。70年代以来,进入发展电子对抗系统的阶段。现代战争的电磁环境日益复杂,威胁源的数量和样式增长很快,武器系统的攻击速度越来越快,允许的反应时间非常有限。因此,单一的电子对抗设备无法在任何情况
14、下都能奏效,需要完备的电子对抗系统。随着数字技术、计算机科学、超大规模集成电路、宽带微波技术等的进步,电子对抗正向着数字化、自适应和多功能系统方向发展。自适应电子对抗系统将电子侦察和多种电子干扰设备在计算机控制下综合成一体,以求达到实时优化的能力。它可对复杂信号环境中的每一威胁信号自动搜索和实时处理,实现识别、告警和定位,并按威胁等级实时控制干扰系统自动适应信号环境。使干扰种类和发射方向、频率、时间、功率和调制样式等参数与被干扰信号相匹配,以求干扰效果最佳。它能以一个干扰系统按威胁等级的顺序合理地分配干扰资源以压制多个威胁,对制导、火控、通信等系统同时实施干扰,并具有鉴定于扰效果的能力。电子对
15、抗是电子信息技术日益与军事斗争相结合的必然产物,是在信息空间展开的斗争。为取得作战的胜利,最初是直接杀伤战斗人员和摧毁工事,后演变为首先摧毁武器系统,发展到首先攻击作战用的信息系统。攻击信息系统除了采用摧毁式的硬杀伤外,还可依据电磁信息交换的特点在信息空间进行各种干扰,这种软杀伤是电子对抗区别于其他攻击手段的特点。而反辐射武器、精确定位与攻击系统则是电子侦察与硬杀伤系统的结合。电子对抗技术针对性强,因此,其重复有效性很低。不被侦察、不被干扰的电子系统和特别有效的电子侦察、电子干扰技术都不会长期存在,一方的优势不久就为对方高出一筹的技术所压倒。这种交替领先的多变性促使各方力争拥有足够的电子对抗技
16、术储备和快速反应能力。电子对抗信号环境的研究是电子对抗的重要课题,包括信号环境的分析,模拟和数据库。电子对抗系统的信号环境是指在电子对抗系统的能力所达到的空间内工作着的辐射源数量、种类及其每秒发射的脉冲个数(或占据的波道个数)。高密度电子对抗环境中可有1000部以上的雷达和几千部通信电台工作,由于系统的灵敏度和所在的高度不同,信号密度从每秒几万、几十万个脉冲到每秒一百万个以上的脉冲。信号种类有脉冲的、连续波的、编码的和频率捷变的,还有红外和激光信号等,且信号呈现时间甚为短暂。因此,现代电子对抗技术所面临的已不是单一的威胁信号,而是要解决如何与信号环境相匹配。因此必须系统地对信号环境特性作完整的
17、分析,按信号的特征、威胁等级和种类进行编号,建立电子对抗信号环境数据库,以备在进行信号识别时作为先验知识加以调用。对信号环境进行模拟是设计、测试、鉴定电子对抗系统和对电子对抗部队进行训练的有效手段。二、 电子对抗主要包括电子侦察、电子干扰和电子防御。(1)电子侦察:搜索、截获、识别、定位和分析空中辐射的电磁能量,以掌握对方辐射源的技术特性、威胁程度和兵力部署变动等情报的电子技术。电子侦察是电子对抗技术的组成部分。作战系统的效能越来越依赖于先进的电子系统,而通信、雷达、无线电导航和制导等电子系统,都要向空中发射具有一定能量和信息的电磁波。同时,空间还存在着对方无意辐射的电磁信号,从而形成了一个电
18、磁信号空间。电子侦察就是在远距离上直接通过对传播于空间的对方有意或无意辐射的电磁信号的截获和分析,收集有关对方辐射源的特性、能力和意图等信息,借以监视对方电磁频谱活动,查清对方的电子环境,从而获得有价值的情报进行作战支援。辐射源的特性通常可用其特征参数来表征。每种辐射源都有自己的特征参数。例如,雷达的特征参数主要有:射频及其变化特性、功率电平、脉冲重复间隔及其调制特性、脉冲宽度及其调制特性、脉内频率或相位调制特性、天线扫描类型、扫描周期、方向图和极化特性等。通信信号的特征参数主要有:工作频段、载波频率、调制样式、信号持续时间、功率电平、通信体制和发射机位置等。电子侦察根据所侦测到的信号特征参数
19、即可识别辐射源,并推断其用途、能力和威胁程度。电磁信号空间环境存在着大量辐射源。它们分布在宽广的频域和空域内,而且工作体制繁多,波形复杂多变,各种电磁信号在频域上拥挤,在时域上密集交叠。因此,电子侦察从密集复杂的电磁信号环境中截获和识别辐射源实际上是相当复杂的。电子侦察系统的输入端,通常是由多个辐射源交叠在一起所形成的信号流,它们的工作频率、到达方向、到达时间、调制样式、辐射时间、信号强度、极化形式和地理位置等都是未知的。为了查明辐射源的特性及其能力,电子侦察系统首先要正确地发现信号的存在。这就要求被侦察的辐射源正在向电子侦察系统方向产生足够时间的辐射,而电子侦察系统必须在方向上、频率上和极化
20、上对准被侦察的辐射源,并且要有足够的灵敏度。其次,电子侦察系统在发现信号的同时,需要利用各辐射源的不同特征,将各辐射源从密集复杂的信号流中分离出来,把有用信号与其他信号分开,即进行信号分选或分类,并精确地测定和分析各辐射源的特征参数。然后,与数据库中已存入的辐射源参数表进行比较,对辐射源进行识别,推断其用途和能力,显示和记录辐射源的特征参数、类型、威胁程度和可信度等并确定辐射源的优先等级,供指挥员使用,或自动引导干扰系统进行工作。同时,根据不同位置测定的到达方向或到达时差,可以确定辐射源的地理位置。根据需要,对记录的数据还可进一步进行综合分析。因此,电子侦察系统实质上是一种对电磁信号环境进行采
21、样、分析和处理的信息系统,一般都具有对电磁辐射信号进行探测、分选、分析、识别、定位和记录等功能。为了能在密集复杂的电磁信号环境中快速截获和识别辐射源,通常要求电子侦察系统具有频段宽和方位覆盖宽、截获概率高、截获时间少、灵敏度高、动态范围大、测频和测向精度高、响应速度快、频率和方向分辨力高、信号分选和分析能力强、虚警率低、识别可靠性高、干扰信号抑制好及定位精度高等特性。根据任务和用途的不同,可分为电子情报侦察和电子支援侦察。电子情报侦察:属于战略侦察,是通过有长远目的的预先侦察来截获对方电磁辐射信号,并精确测定其技术参数,全面地收集和记录数据,认真地进行综合分析和核对,以查明对方辐射源的技术特性
22、、地理位置、用途、能力、威胁程度、薄弱环节,以及敌方武器系统的部署变动情况和战略战术意图等,从而为战时进行电子支援侦察提供信息,为己方有针对性地使用和发展电子对抗技术,制定军事作战计划提供依据。为了不断监视和查清对方的电子环境,电子情报侦察通常需要对同一地区和频谱范围进行反复侦察,而且要求具有即时的与长期的分析和反应能力。但是,它主要着眼于新的不常见的信号,同时证实已掌握的信号,并了解其变化情况。由电子情报侦察所收集的情报力求完整准确,利用它可以建立包括辐射源特征参数、型号、用途和威胁程度等内容的数据库,并不断以新的数据对现行数据库进行修改和补充。通过电子情报侦察所获得的情报,可分为辐射情报和
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