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現階段國際上的主干國防通信網絡通常由衛星系統通信網絡、地面微波通信網絡、散射通信網絡等部分構成,該網絡能夠發揮戰略、戰術、具體實戰中的通信安全方面的保障能力。微波通信及散射通信通常來講,具備信息存儲容量比較大、抗干擾能力強及對野外惡劣、復雜的自然環境適應能力強等諸多優勢,并具備較強的機動性能及較完備的野外生存裝置。所以微波通信/散射通信現階段已經成為了國際上普遍采用的2類關鍵的主干網絡無線電通信方法,特別是在國防科技領域的通信活動過程中處于非常關鍵的位置。
一、微波/散射通信對抗解決方案
1.有源相控矩陣雷達天線技術。伴隨著雷達科技的進步,有源相控矩陣雷達天線得到普遍使用。該系統受機載平臺體系制約作業時承載連續的動態載荷,所以該體系的規劃設計既要確保雷達天線的電能要求,與此同時也要符合相關雷達的使用設計生命周期要求。有源相控矩陣雷達天線具有工作效率高、功能多樣化、波束種類多、副瓣率低、安全可靠性高以及RCS參數小等優點,所以獲得業內認可。有源相控矩陣雷達天線是經典的繁瑣的電子機械裝置,一般是由輻射組件、射頻網絡模塊及配電系統等模塊構成,是一種覆蓋磁場、熱能動力學及機械設計制造及其自動化等多類型學科的復雜體系。
2.有源相控矩陣類型雷達天線解決方案。在微波/散射通信方式的對抗作戰裝備系統中,雷達天線排布解決方案對綜合對抗裝備系統來講非常重要?,F階段,相關科研技術人員在微波/散射通信方式的對抗作戰裝備系統內,普遍采用的是具有寬頻段、高增益性能的有源相控矩陣雷達天線解決方案。該方案的投入使用,使相關通信對抗裝備系統在雷達天線的模塊規劃,以及陣列排布規劃層面體現出了明顯的不同。除此以外,在寬頻段、高增益的有源相控矩陣雷達天線解決方案的實際使用部分,相關科研技術員還需要進一步探索組成矩陣的模式、矩陣單元排布精度及波束合并結果間的聯系。在雷達信號監測、無線通信等有關層面持續取得進步,該類解決方案能夠適應高精度多維度搜尋及探測工作,滿足對于相關目標的特性、超近間距的探測、抵抗信息戰的擾動和雷達天線外形尺寸、質量輕量化、模塊化等多場景的使用要求。微波單元具備多類封裝模式,例如:金屬材質殼體封裝、塑料材質封裝等。與目前低頻波段有源相控雷達天線相比,毫米波有源相控矩陣雷達天線由于具備相對較小的波長,而且在集成度、工作效率等許多層面有嚴苛規定,因此需要科學挑選雷達天線主體結構,重點考慮有源相控矩陣雷達天線在測試性、工藝方法等其他技術層面的規定。
3.中頻相位確定技術?;谥蓄l相位確定技術是提高寬帶調諧光電振動裝置長時段平穩性的解決方案。該方案借助外面可調節振動源針對光電振動裝置射頻信號實施下變頻的作業,在作業過程中形成中頻信號,此信號和光電振動裝置的初始振動頻率不關聯。把相關中頻信號控制在平穩的光電振動裝置上,可以提高寬帶調諧光電振動裝置的安全可靠性。試驗數據表明,光電振動裝置的頻率調諧區域在5GHz~10GHz,11kHz頻處相位噪音值為-120.2dBc/Hz。2.2dBc/Hz,頻率平穩性為6.6×10-11/103s,證明處在該頻率區間能可以明顯提高寬帶調諧光電振動裝置的平穩可靠性。
4.中頻相位控制算法及解決方案??茖W操控波束合并成實時指向和提升區間功率合并能效,是微波/散射通信方式的對抗作戰活動的研究目標。只有科學使用有關技術及計算方式,才可以切實攻克多頻段電路的中頻問題,使其載頻相位維持相同的狀態。例如,使用中頻相位控制算法解決方案,提升操控的合理性及空間功率合并能效,在實際作業環境中,有關科研工作者需要強化系統的連續捕捉能力,使該套裝備具有持續偵測及擾亂敵方目標的能力。相關科研工作者必須強化針對幅相調整精準度的把握能力,提升有關操控手段。
5.定位解決方案。偵測方向定位是微波/散射方式的對抗作戰系統的關鍵功能,因此在實戰過程中,需要強化對偵測方向定位解決方案的探索。在實際作業中,科研工作者需要根據側向定位裝置的偵測進行技術研發。例如,一波束形成側向解決方案、空間光譜側向解決方案及干涉裝置側向解決方案為基礎,推進側向解決方案的優缺點對比,明確合理的側向方案,確保系統裝置的偵測方向定位解決方案具有合理性。與此同時,為了加強輻射定位的精準度,有關科研工作者還需要針對加權方法及卡爾曼濾波進行進一步的探索,從而實現對三角定位精準度的優化。
6.電子信息處理解決方案。現階段隨著微機應用程度解決方案的飛速進步,微機的使用變得愈加便捷,微電子解決方案的日漸完善,使微型電腦逐步市場化,微機的大量應用使得人工從海量復雜的工作中解放出來,大幅提升了工作效率,節約了大量的辦公成本?;谖⒉?散射方式的對抗作戰解決方案,地面指揮控制中心能夠對敵方設施放出的電磁波信號進行有效偵測及攔截,從而捕捉到相應的戰略及戰術層面的情報,方便為作戰指揮人員進行戰略決策及戰略部署提供有利的信息支援。為了搭建基于微波/散射通信鏈接線路行程的通信對抗作戰系統,相關科研工作者需要強化針對情報全面研究處理解決方案的探索,并促進其合理使用,相關科研工作者也要基于實際作業需求,推進各個領域的研究。
二、微散通信對抗系統的關鍵技術
1.飛機搭載偵察干擾系統總體設計技術。飛機搭載偵察干擾系統設計包括總體框架、各項參數和在各環節的分配。分析飛機搭載偵察干擾系統的作戰運行方法,分析飛機搭載系統的裝置安裝、電磁兼容性能,與地表系統相比,飛機搭載系統的空間狹小,所以各裝置間的電磁兼容性能特別關鍵,需要認真分析與研究。例如:干擾目標是運行在4.5GHz~5.5GHz頻率的散射信號系統。飛機和基站的視野距離最大,約為235km,干擾裝置至基站的總消耗約為155dBm。通信過程中的散射信號總消耗約為225dBm,散射通信裝置增益總量約為145dBm,所以基站捕捉到的散射信號約為-85dBm。
2.信息全面處理、情報研究技術。情報分析技術通常包含針對一次性持續偵察任務獲得的數據處理、對若干偵察裝置偵察信息的分析、信號數據及解調數據的關聯研究、地表目標運用電磁頻潛情報整理編輯、地表目標排布狀況整理編輯、目標追蹤情報整理編輯等技術分析及研究。
3.關于對流層散射信號速率衰減技術細節。針對流層散射信號具備速率衰減的特征,此技術特征被應用在研究相關電磁信號磁場強弱、傳輸效率消耗、實際使用功率的隨機轉換。信號速率快速衰減的特征指的是對流層散射信號電磁場強弱程度在極短周期內(s~1h)的隨機轉換,符合雷利分布定律;信號速率慢速衰減一般是以接收流層散射信號的最小值作為統計模塊,從試驗數據來看,電磁場強弱程度在其最小值或者使用功率/小時的中值(慢速衰減)屈從對數據正態排布。
三、結語
綜上所述,針對微波/散射通信鏈路的特征,該文對微波/散射通信信號的偵測及擾動可行性研究進行了分析,研究結果證明,針對微波/散射通信鏈路進行偵察干擾是可以實現的,并給出了微波/散射通信對抗作戰系統的大體思路,研究了系統開發需要攻克的核心技術。在實際應用中,為了更科學地使用微波/散射通信對抗解決方案,需要仔細研究偵查測向定位等關鍵技術。
作者:姜日勻 田錄金 趙梓博 單位:中國人民解放軍31401部隊