侯娟丽 陈 瑞 杨 柳

(西安电子工程研究所 西安 740100)

0 概述

近年来，信息化作战已将军事通信抗干扰［1-2］视为其焦点和难点问题。目前，一些军事强国的通信抗干扰能力已覆盖了多维空间，包括:时域、频域、空域、功率域、速度域、网络域等，其所有战役无线通信、战术无线通信和战略无线通信，甚至有的通信平台都具备抗干扰能力。

在某种地防空导弹系统中，需要研发一种指令制导传输系统和雷达一体化设计跟踪制导系统，跟踪制导系统采用一套天线和发射通道，空中弹体独立设计。跟踪制导系统即发射指令又跟踪目标，空中弹体接收指令信号［3］。跟踪制导系统具有一定的抗干扰能力。跟踪制导系统面临的干扰方式主要有远距离支援干扰和空空支援干扰，近距离的伴随干扰［4-5］。

为了避免雷达受到干扰影响到指令传输系统，指令制导传输系统［6］和雷达采用了时分和频分工作方式。本文只讨论指令传输系统抗干扰情况。

1 干扰方式分类

支援干扰主要用来掩护空中突防参战飞机。此时干扰机的运载平台和被保护目标不在一起。最典型的支援手段是专用电子干扰飞机和地面干扰车。对电子干扰飞机来说在使用中又有远距离支援干扰和随队干扰之分。远距离支援干扰是指电子干扰飞机距敌方前沿比较远的敌方对战区电子探测设备和通信系统进行干扰压制，掩护己方参战飞机的接敌飞行;随队支援干扰是指电子干扰飞机随突防机群一起飞行，利用电子干扰飞机的干扰对敌方电子探测设备和通信系统实施干扰。无人驾驶干扰飞机，是小型干扰机，在突防过程中使无人机驾驶干扰飞机飞到敌方前沿和一定的纵深，对敌方电子探测设备和通信系统实施干扰。一般干扰方式噪声干扰和假目标干扰。从干扰和被受干扰作用距离上考虑，随队干扰对指令传输干扰威胁最有效。随队干扰，即在歼轰机或武装直升机上增加干扰机以干扰压制防空导弹指令传输系统。

针对这几种干扰方式分析指令传输系统的抗干扰性能和抗干扰措施。

2 抗干扰分析

在导弹发射初制导和中制导阶段，导弹和目标不在同一个天线波束内，因跟踪制导系统采用相控阵体制天线，在发射时，发射波束可以控制很窄。因而讨论跟踪制导系统在指令传输工作状态下旁瓣侦察距离。

2．1 干扰机侦察距离分析

根据跟踪制导系统指令发射功率、天线增益和各种插损计算干扰机侦察作用距离。干扰机侦察系统灵敏度为干扰机接收到发射信号的最小功率。干扰机侦察系统灵敏度计算公式如下:

Prmin= Pt+Gt-Lf-L

式中:Pt表示发射功率;Prmin表示干扰机侦察系统灵敏度;Lf表示自由空间路径损耗;Gt表示发射天线增益;L表示馈线和装置损耗;

Lf= 20lg4πR/λ

= 32.45+20lgf+20lgR

= 63+20lgR

式中:R表示侦察距离(m);f表示信号频率(GHz)。在装置和馈线损耗条件下，损耗L约为11.7 ～13.5dB。其中:

2.1.1 从发射机到发射天线之间的馈线损耗≈3．5dB;

2．1．2 侦察天线增益在宽频带内变化所引起的损失≈2～3dB;

2．1．3 侦察天线与接收信号极化失配损失≈3dB;

2．1．4 发射天线波束的非矩形损失≈1．6～2dB;

2．1．5 侦察天线波束的非矩形损失≈1．6～2dB。

由此可得当侦察天线与准指令传输系统天线旁瓣对准时，需要的侦察系统灵敏度为:

Prmin=Pt+Gt-(32.45+20lgf+20lgR)-L=Pt+Gt-(63+20lgR)-13.5=Pt+Gt-76.5-20lgR

在Pt=750W，Gt=15dB，旁瓣抑制大于30dB，接收机灵敏度Prmin=-75dBm，计算出干扰机侦察指令发射天线旁瓣作用距离R=2.37km，干扰机侦察指令发射天线主瓣作用距离R=39.8km。因此在初制导阶段干扰机只有在离跟踪制导系统2.37km才可能侦察到指令信号，指令信号很难被截获。

2．2 指令通道窄带瞄准式干扰

在导弹发射末制导阶段，导弹和目标在同一个天线波束内，这时导弹指令接收天线背对干扰机。讨论窄带随队和自卫式干扰对指令传输工作状态下主瓣干扰。

窄带随队和自卫式干扰过程分析:根据参数计算，参战飞机在距离跟踪制导系统2.37km 处侦测到己方指令信号，完成测频和侧向，在逼近飞行过程中，展开对跟踪制导系统干扰。干扰发射功率取不同值计算到弹体接收端面干扰信号大小。干扰发射(Pt)功率分别取500W，5kW，40kW，Gr=39dB，f=14GHz，Pr到接收机端面功率。

Pr= Pt-(32.45+20lgf+20lgR)+Gr=-32dBm

干扰发射(Pt)功率分别取500W，5kW，40kW，Gr=-6dB(弹体应答机天线背瓣)，f=14GHz，Pr到接收机端面功率。弹体接收干扰信号幅度和接收指令信号幅度(Pr)随弹目距离R变化曲线图如下:

图1 弹体接收到干扰功率和弹目交汇距离关系图

在弹目交汇附近，跟踪制导系统指令发射(Pt)功率分别取750W，Gt=39dB，f=14GHz，Pr到弹体天线端面功率，Gr=5。弹体应答机接收指令信号幅度Pr随指令传输作用距离R变化曲线图如图2所示。

图2 弹体应答机接收到的信号功率和距离关系图

仿真中，干扰采用了单频瞄准干扰、转发式干扰。根据以上情况分析，当信号Eb/N0=12dB，S/J=8dB 是才能达到无干扰情况下的误码性能。即干扰信号小于-53.5dBm 时可保证正常指令传输。

综上所述，在干扰发射机发射功率40kW 条件下，弹体与干扰机距离大于1km 时指令传输系统可正常工作;在干扰发射机发射功率5kW 条件下，弹体与干扰机距离大于600m 时指令传输系统可正常工作;在干扰发射机发射功率500W 条件下，弹体与干扰机距离大于300m 时指令传输系统可正常工作。

3 抗干扰措施

相比传统通信抗干扰措施，指令传输抗干扰方面主要从降低空域截获和抗干扰来考虑。其解决途径如下:

3．1 初制导减低空间辐射功率

在初制导阶段，弹体和目标间距离最大，在此工作状态，指令上传最好的抗干扰方法就是指令信号不被截获。为了缩短被截获到作用距离，缩短被截获到时间，尽量减小初制导发射机功率，减小辐射功率在空域覆盖范围，指令上传只要在空域上实现应答机能正常接收而干扰侦察设备不能侦收到此信号，就能起到很好抗干扰效果。合理分配空间辐射功率和波束指向，提高旁瓣抑制将能起到很好的抗干扰效果。

3．2 末制导增强空间辐射功率

在末制导阶段，弹体和目标间距离很近，在此工作状态，指令上传最好的抗干扰方法就是指令接收对外界窄带或宽带干扰抑制能力强。在抗干扰方面，希望弹上接收机灵敏度尽量低，使干扰信号不能影响正常指令传输。这时希望地面发射功率尽量提高。仿真中，干扰采用了单频瞄准干扰、转发式干扰，当信号Eb/N0=12dB，S/J=8dB 是才能达到无干扰情况下的误码性能。

3．3 采用猝发跳频技术

发射方式采用猝发的短帧结构，每帧的数据时长小于50μs。猝发通信的优势在于通信过程中被干扰方侦察、截获的概率低。猝发通信是先存储信息，再在某一时刻以高速率发射，这样既利用较大的脉冲功率抵御了有意干扰，又大大降低了帧收概率。

纠错编码技术，能用来纠正由干扰噪声引起的错误，是一种有效的抗干扰措施。在编码方式上增加RS 线性编码。

为了增加被敌方侦察难度，在指令上传上采用随机跳频方式。实现多个频点跳频，每个频点间隔20MHz，用伪随机序列计算结果装订跳频图案。

4 结论

根据以上分析和计算，采用一般固定波束干扰机压制该防空导弹应答机信号的代价很大，技术上有难度。当该导弹临近目标时，采用波束较窄、机扫或相扫的干扰机可压制指令的信号，为此在该防空导弹上加了光学示踪器，采用指令与光电复合制导体制，可以解决其应答机信号可能受干扰压制的问题。

通过采取以上的抗干扰措施，指令传输系统在复杂的电磁干扰环境下应该能正常工作。

［1］魏安全.现代通信电子战技术.现代军事通信［J］，1998，6(2):23-28.

［2］姚富强.通信抗干扰工程与实践［M］.北京:电子工业出版社，2008.

［3］张勇等.军事短波通信抗干扰性能仿真设计与实现.系统仿真学报［J］，2003，15(1):17-20.

［4］熊群力等.综合电子战［M］.北京:国防工业出版社，2008.

［5］毛自灿.超宽带侦察接收机的实现途径.无线电工程［J］，1995，25(6):55-60.

［6］张晓发，梁睿海，袁乃昌.信道化侦察接收机优化设计［J］.现代雷达，2007，29(11):91-93.