复杂电磁环境对通信侦察装备效能发挥的影响及对策

刘晓光，高俊光，王肖洋

(中国洛阳电子装备试验中心，河南 洛阳 471003)

·情报分析·

复杂电磁环境对通信侦察装备效能发挥的影响及对策

刘晓光，高俊光，王肖洋

(中国洛阳电子装备试验中心，河南 洛阳 471003)

分析和探讨了复杂电磁环境对通信侦察装备效能发挥的影响及对策。首先简单介绍了复杂电磁环境的概念和特点，以及通信侦察的主要技术指标，然后具体分析了其对通信侦察装备效能发挥的影响，提出了对策。总结提炼了截获概率、目标分选、样式识别等方面的影响，以此为基础，探讨了优化设置侦察门限、解调样式、搜索步进等技术参数；灵活运用分段控守、视听结合、控旧抓新等侦察方法,为复杂电磁环境下实施通信侦察提供了参考和借鉴。

电磁环境；通信侦察；装备效能；影响分析

0 引言

随着装备信息化的迅速发展，电磁环境变的越来越复杂。而通信侦察装备作为电磁波的重要接收者，最重要的作用是在复杂的电磁环境下迅速、准确、有效地找准目标，复杂电磁环境将直接影响其侦察效能的发挥。

通信对抗装备主要包括通信侦察设备和通信干扰设备，它们与电磁环境的相互影响非常密切。装备效能是指在规定的条件下达到规定使用目标的能力，即装备完成任务的能力。通信侦察是实施通信对抗的前提，随着电子防御手段与新体制通信技术的应用，侦察难度越来越大，加之民用无线电通信、雷达、卫星通信等设备构成了极其复杂的电磁环境，更使得通信侦察困难重重。因此，准确掌握复杂电磁态势，采取必要的措施手段，增强通信侦察装备在复杂电磁环境下的适应能力，对整体效能的发挥至关重要[1]。

1 复杂电磁环境的概念和特点

电磁环境是某一特定空间范围内存在的所有无线电波在频率、功率和时间上的总分布，是特定时间和空间内所有电磁能量的总和，可用电磁场强分布表示。而复杂电磁环境特指在一定空间范围内，由空间域、时间域、频率域上分布数量繁多、样式复杂、密集重叠、动态交迭的电磁能量所构成的电磁环境[2]。

复杂电磁环境的特征从电磁科学中常用的空域、时域、频域和能域这4个方面进行描述，分别表示为空间状态、时间分布、频谱范围和能量密度[3]。

空间状态是无形的电磁波在有形的立体空间的表现形态。各个空间层次的电磁辐射源在对抗区域展开，形成一个纵横交错的电磁辐射态势，任何一个区域都会被电磁辐射覆盖。

时间分布是电磁辐射在时间序列上的表现形态，主要是指电磁信号随时间变化的规律和趋势。在对抗双方围绕争夺信息控制权而展开的侦察与反侦察、干扰与反干扰、摧毁与反摧毁等一系列斗争中，电磁环境始终处于激烈的变化之中[4]。

频谱范围是各种电磁辐射所占用频谱的表现形态。在有限的电磁频谱上出现高密度的争夺与对抗，电磁波传播特性限制了对抗双方不可能随意选取电磁频段，而都是在有限的频段内进行通信与干扰，这大大增加了电磁环境的复杂性。

能量密度是电磁辐射强度的一种表现形态。主要是指电磁信号能量随空间、时间和频率变化的规律，随着态势变化、空间和时间转移，双方都会根据各自目的，选择不同的能量级和通信样式，形成干扰、压制、欺骗或毁伤等效果。

2 影响及对策分析

复杂电磁环境对通信对抗系统的影响主要体现在对通信侦察系统的影响上，其对通信侦察的作用距离、截获概率、分选识别、发现时间等都有重要的影响。

2.1 通信侦察装备的主要技术指标

1)频率范围：是指侦察设备的频率覆盖范围。

2)作用区域范围：包括方位、仰角和作用距离覆盖范围，方位和仰角覆盖范围与系统的天线有关，一般与天线的波束宽度相同，侦察作用距离范围与侦察接收机灵敏度有关[5]。

3)灵敏度：是接收机可接收到的并能正常工作的最小信号强度。通信信号到达接收机时，其大小是未知变化的，只有当通信信号电平不小于接收机灵敏度数值时，才能实现信号的接收。

4)动态范围：是接收系统可接收到的最强和最弱信号之差。

5)频率搜索间隔：反映接收设备准确调谐的能力，一般由接收机本振的最小频移步进量决定。

6)频率搜索速度：是接收机在单位时间内，可以搜索的频带范围值。

2.2 复杂电磁环境对通信侦察装备效能发挥的影响

信号环境中的各类通信信号、干扰信号、非通信类的电子信号、民用电台及背景噪声等都以电场或磁场的形式在自然空间传输，当遇到接收天线时，被转化为感应电动势送入接收机。因此，复杂电磁环境主要影响接收机的正常接收。体现在2个方面：一方面，通信侦察设备瞬时工作频段范围内截获到的电磁信号数量众多，超出了装备及侦察员的分选和处理能力，必然导致漏侦、错判，影响侦察的准确性；另一方面，由于侦察装备侦察到的信号众多，特别是面临较多的弱信号和密信号，操作人员分析信号判别难度明显增大，必然导致信号分析处理时间延长，影响侦察的时效性。

1)背景噪声强烈，低截获技术的广泛应用，导致截获发现目标信号困难。复杂电磁环境下，背景信号纷繁复杂，互调干扰、交调干扰、谐波干扰、邻频干扰，以及天电干扰明显，背景噪声电平急剧增大。另外，通信抗干扰技术如跳频通信、直接序列扩频通信、猝发通信、自适应通信等低截获技术的广泛使用，更使目标电台的信号轻松隐藏在噪声之下，加大了截获发现的难度。信号截获时，一般要求目标信号与背景噪声的信噪比在15dB，但在复杂电磁环境下，信噪比常常低于10dB，多目标信号被淹没在背景噪声之中，难以发现，特别是天波信号，经过长距离传输，信号电平降低，导致信号跳动幅度小、强度弱，在全景显示器上看不见频谱，在听辨设备上听不清声音，容易被当作噪声信号漏侦误判，不能快速正确地进行分析识别。

2)信号密集度高，用频装备冲突激烈，导致搜索分选目标信号困难。对抗双方各种体制的电子设备充斥阵地，其数量巨大、种类繁多，导致电磁环境信号异常密集。目前，美国一个师使用的电台数量多达数千部，数量如此巨大的通信装备将部署在一个狭小的区域内，再加上双方的电子对抗装备、民用通信设备以及其它电子设备，多种电磁信号密集交错，频谱的挤占、冲突异常激烈。通信侦察设备的测频精度和搜索速度是一对矛盾体，信号的重叠和频谱的挤占不可避免地提高了分选的难度，必定要求提高测频精度，从而造成搜索速度的下降，影响了侦察效率。

3)信号样式繁杂，双方信号动态交迭，导致识别判证目标信号困难。随着电子技术的飞速发展，各种新体制电台层出不穷，据不完全统计，目前世界上仅通信信号种类就多达100种以上，不仅有AM、FM、ASK、FSK、QPSK等传统的调制样式，还涌现出OFDM、QAM、MSK、DS-SS、CDMA、TDMA等调制样式，面对如此繁杂的信号样式，识别判证目标将非常困难。同时，由于电子设备运用的方式随进程的变化而不断变化，各种杂乱无章的电磁辐射将在空域上交错、时域上集中、频域上拥挤、能域上起伏，形成敌我混杂、动态交错、通联和干扰混叠的电磁态势，给目标信号的识别判证带来新的难题。

2.3 通信侦察装备应对复杂电磁环境的措施

1)优化侦察参数设置

对于复杂电磁环境下的信号侦察来说，重要的参数有三个，分别是门限、解调样式和搜索步进。一要合理设置门限。门限主要取决于接收机的灵敏度，设置过高，则目标信号可能会被滤除掉，漏警概率增大；门限设置过低，就会放行大量的噪声信号，增加了对目标信号的侦察难度，虚警概率增大，降低了侦察效率。二要选择合适的解调样式。通信侦察设备面临的是非协作的多种调制方式，它需要解调的调制样式比通信设备的解调器多得多，应随信号调制参数的变化而改变。对于短波通信通常应选择单边带样式进行搜索，这主要是因为用单边带解调时，信号的音响特性失真最小，短波通信中常用的等幅报信号、调幅信号、频率键控信号都可以被单边带样式良好接收，便于解调辨别。三要选择合适的搜索步进。频率搜索可主要采用步进搜索，步进搜索分为等间隔搜索和灵巧搜索方式，若条件允许最好采用灵巧搜索，若采用等间隔搜索，则应根据通信信号数量、频段范围等合理设置步进间隔，过大的步进容易漏掉信号，过小的步进则影响搜索效率。

2)灵活运用侦察方法

复杂电磁环境下的信号侦察方法主要有分段控守、视听结合、控旧抓新等。一要分段控守。频率搜索时间是指搜索完给定频率范围所需的时间，当搜索间隔、速度等间隔确定时，搜索频率范围越小，则搜索时间越短。在指挥所的统一引导下，由侦察站充当指挥控制站，根据各干扰站侦察设备的能力大小划分频段，并及时调整频段分配，各干扰站在任务频段内实施快速侦察，保证各单站执行小段任务，从而压缩了频段搜索范围，缩短了搜索时间，能较快地发现对方通信，取得最佳干扰时机。二要视听结合。首先察看全景频谱图，搜索目标信号，通过辨其音响、察看频谱，分析判明目标信号特征。若通信信号受复杂电磁环境影响造成电平很小，在全景频谱图上几乎发现不了，则可用监测接收机手动控制操作轮进行侦察，仔细听辨信号音响特征，搜索那些“看不到谱线但能听辨出音响特征”的目标信号，通过“全景看”、“调谐听”相结合的方式，提高对通信信号侦察能力。三要控旧抓新。对已出现的信号，用接收机信道存储功能对威胁等级较高的通信电台进行存储，在搜索抓新信号的同时，通过信道存储显示键快速对旧信号进行监控，从而达到“控旧抓新”的目的。特别是目前广泛采用数字、密话通信，要短时间内在复杂电磁环境下快速准确地判别目标信号难度较大，因此采取控旧抓新方法，能更好地准备判证目标信号，同时也不容易漏判信号。

3 结束语

复杂电磁环境和通信抗干扰技术的发展对通信侦察装备的适应能力、生存能力和效能发挥等提出了挑战，必须引进一些先进的技术和侦察方法，比如基于软件无线电的波形切换和调制解调；基于认知无线电的动态频谱接入；基于高阶统计量的电台细微特征识别；基于空间谱估计的测向定位；基于灵巧干扰实施技术侦察等。目前阶段最为迫切的是要提高对复杂电磁环境的认识，强化在复杂电磁环境下的适应性练习，确保通信侦察装备效能的有效发挥。■

[1] 周园明.通信对抗环境下战场电磁兼容研究[J].通信对抗，2010(4):7-8.

[2] 易晓蓉.复杂电磁环境下装甲部队通信干扰与抗干扰探析[J].电子科技，2009，22(12) : 44-45.

[3] 王汝群, 胡以华.战场电磁环境[M].北京：解放军出版社，2006.

[4] 王武, 曹登杰.复杂电磁环境对通信电台通联影响的分析[J].信息通信，2013(10): 206-207.

[5] 冯小平.通信对抗原理[M].西安:西安电子科技大学出版社，2009.

Theimpactofcomplexelectromagneticenvironmentontheperformanceofcommunicationsreconnaissanceequipmentandcountermeasuresanalysis

Liu Xiaoguang，Gao Junguang，Wang Xiaoyang

(Luoyang Electronic Equipment Test Center of China，Luoyang 471003，Henan,China)

The impact of complex electromagnetic environment on the performance of communications reconnaissance equipment and countermeasures are analyzed and discussed. Firstly, the concept and characteristics of the complex electromagnetic environment and the main technical indexes of the communication reconnaissance are briefly introduced. And then, the influence and countermeasures of the performance of the communication reconnaissance equipment are analyzed concretely, and the intercept probability, target sorting, pattern recognition and so on are summarized. Based on this, the technical parameters such as reconnaissance threshold, demodulation style, search step and so on are discussed. The new methods of reconnaissance, such as segmented control, audio-visual combination and implementation of communication reconnaissance provide a reference and reference.

electromagnetic environment；communication reconnaissance；equipment performance；impact analysis

2017-07-28；2017-09-05修回。

刘晓光(1985-)，男，工程师，硕士，主要研究方向为通信对抗。

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