艦船超短波通信系統(tǒng)初探

1、信息技術(shù)InfmationTechnology?????????????????????????????2009年第3期???中圖分類(lèi)號(hào):TN925??文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼:A??文章編號(hào):10092552(2009)03010404艦船超短波通信系統(tǒng)初探郭晉宏李建濤(中國(guó)人民解放軍91635部隊(duì)北京102249)摘?要:對(duì)艦船超短波通信系統(tǒng)進(jìn)行了介紹討論了海上艦船超短波視距通信的特點(diǎn)并分析了艦船超短波通信的抗干擾、反偵察能力最后對(duì)艦載超短波通信

2、的發(fā)展趨勢(shì)作了探討。關(guān)鍵詞:艦船超短波通信視距通信抗干擾反偵察StudyofshipboardultrashtwavecommunicationsystemGUOJin?hongLIJian?tao(91635TroopsofPLABeijing102249China)Abstract:Thispapermadeabriefintroductiontotheshipboardultrashtwavecommunicationsystem

3、discussedtheacteristicsofshipboardultrashtwaveLOScommunicationanalyzedthecapabilityofcounter?countermeasureanti?reconnaissance.Atlastthedevelopmenttrendoftheshipboardultrashtwavecommunicationsystemwasdiscussed.Keywds:shi

4、pboardultrashtwavecommunicationLOScommunicationcounter?countermeasureanti?reconnaissance0?引言軍事領(lǐng)域一直是超短波通信最重要的應(yīng)用范圍。在復(fù)雜的海上環(huán)境中超短波通信是艦船之間、艦船與飛機(jī)、艦船近岸通信的一種主要手段為協(xié)調(diào)艦船行動(dòng)提供信息交換是艦船通信系統(tǒng)重要的組成部分。1?艦船超短波通信系統(tǒng)介紹艦船通信與海上艦船作戰(zhàn)活動(dòng)相伴而生19世紀(jì)末至今隨著海

5、上兵力組成以及海上作戰(zhàn)環(huán)境的日益復(fù)雜多變艦船通信更顯示了作為艦船神經(jīng)耳目的重要作用。艦船通信的主要任務(wù)包括保障岸上指揮部門(mén)對(duì)艦船、艦艇編隊(duì)的指揮、組織編隊(duì)內(nèi)各兵力之間的協(xié)同以及為保障對(duì)各種武器系統(tǒng)的指揮控制而在各兵力之間交換實(shí)時(shí)戰(zhàn)術(shù)數(shù)據(jù)等。海上作戰(zhàn)的經(jīng)驗(yàn)證明艦船通信是艦船生命力和實(shí)現(xiàn)作戰(zhàn)效能的重要保證。超短波通信系統(tǒng)是艦船通信系統(tǒng)的重要組成部分自1930年發(fā)現(xiàn)超短波超短波通信的發(fā)展就與艦船通信的發(fā)展緊密相連從模擬體制電臺(tái)到數(shù)字化電臺(tái)、從

6、定頻電臺(tái)到跳頻電臺(tái)再到擴(kuò)頻電臺(tái)等都有艦船超短波通信的身影。艦船超短波通信系統(tǒng)是指在艦船平臺(tái)上利用頻率為30MHz~88MHz的甚高頻(VHF)和頻率為100MHz~400MHz的甚?特高頻(V?UHF)頻段的無(wú)線電波為實(shí)現(xiàn)無(wú)線電通信所需的信道、電路、終端和交換設(shè)備以及所有輔助設(shè)備組成的系統(tǒng)。一般分為對(duì)海超短波通信系統(tǒng)和對(duì)空超短波通信系統(tǒng)。對(duì)海超短波通信系統(tǒng)由對(duì)海超短波電臺(tái)(頻率為30MHz~88MHz)及其保密機(jī)、天線與進(jìn)出港無(wú)線電話(

7、頻率為156MHz~162MHz)及保密機(jī)、天線和多路耦合器等設(shè)備組成主要完成編隊(duì)內(nèi)艦艇作戰(zhàn)指揮系統(tǒng)戰(zhàn)術(shù)組網(wǎng)通信、艦艇近岸通信。雙頻段V?UHF(頻率為100MHz~174MHz和225MHz~400MHz)超短波電臺(tái)可用于對(duì)空、對(duì)海通信其通信系統(tǒng)由超短波電臺(tái)及保密機(jī)和天線、多路耦合器等設(shè)備組成主要完成艦與艦及艦與飛機(jī)之間的視距戰(zhàn)術(shù)組網(wǎng)通信。艦船超短波主要通信業(yè)務(wù)有明密話、報(bào)文、數(shù)據(jù)傳輸?shù)戎饕ぷ鞣绞綖榘腚p工。對(duì)收稿日期:2008070

8、7作者簡(jiǎn)介:郭晉宏(1978)男海軍裝備研究院碩士研究生研究方向?yàn)樽鲬?zhàn)軟件。?104?機(jī)的發(fā)射功率Lb為發(fā)射端饋線損耗LM(dB)為中值路徑損耗Gr為接收天線增益。3?海上超短波通信系統(tǒng)的反偵察能力分析艦船超短波通信系統(tǒng)的主要設(shè)備是超短波電臺(tái)它一般是對(duì)陸地上使用的超短波電臺(tái)進(jìn)行改造使之能夠適應(yīng)艦船海上通信后安裝在艦船上的。由于海上電磁環(huán)境越來(lái)越復(fù)雜多變艦船通信受到的威脅也越來(lái)越大容易受到他國(guó)艦船、偵察機(jī)、岸基偵察站等的偵察。艦船超短波通

9、信系統(tǒng)在不斷的發(fā)展過(guò)程中也不斷地提升了其反偵察能力當(dāng)前艦船超短波通信系統(tǒng)主要采用了直擴(kuò)、跳頻等先進(jìn)技術(shù)來(lái)增強(qiáng)其反偵察能力。3?1?直擴(kuò)(DS)技術(shù)直擴(kuò)通信即直接序列擴(kuò)頻通信是用高速偽隨機(jī)碼采用各種調(diào)制方式在發(fā)射端將信號(hào)的頻譜進(jìn)行擴(kuò)展其信號(hào)功率譜密度低在遠(yuǎn)處接收端信號(hào)電平低于背景噪聲電平信號(hào)被淹沒(méi)在噪聲之下因而具有很強(qiáng)的隱蔽性。要對(duì)直擴(kuò)通信進(jìn)行偵察一方面需要對(duì)直擴(kuò)信號(hào)進(jìn)行搜索、截獲和分析并測(cè)得其載頻、偽碼速率、電平等技術(shù)參數(shù)另一方面還需要

10、對(duì)直擴(kuò)通信進(jìn)行解擴(kuò)即獲得直擴(kuò)通信信號(hào)序列解擴(kuò)偽碼序列而分解出信號(hào)信息?？梢?jiàn)對(duì)直擴(kuò)的通信偵察存在著相當(dāng)大的難度。3?2?跳頻(FH)技術(shù)跳頻通信技術(shù)是一種具有高抗干擾性、高抗截獲能力的擴(kuò)頻技術(shù)它通過(guò)控制收發(fā)雙方傳輸信號(hào)的載波頻率按照雙方約定的規(guī)律在一定的頻率范圍內(nèi)進(jìn)行隨機(jī)跳變而進(jìn)行通信。由于其載頻是偽隨機(jī)變化的所以難以被截獲給偵察設(shè)備造成極大困難且跳頻碼越長(zhǎng)跳頻圖案延續(xù)時(shí)間越長(zhǎng)敵方破譯越難。對(duì)跳頻體系的偵察是對(duì)跳頻通信信號(hào)的搜索、截獲和分

11、析并測(cè)得其跳頻頻道、頻率集、跳頻速率和跳頻圖案等技術(shù)參數(shù)所以較之常規(guī)定頻通信的偵察對(duì)跳頻偵察技術(shù)難度更高大大降低了敵方對(duì)己方通信信號(hào)的截獲概率。目前甚高頻?特高頻跳頻電臺(tái)的跳頻速率一般在100~1000跳?秒。英國(guó)海軍艦船上廣泛安裝的!弓箭手?系統(tǒng)VHF電臺(tái)就采用了跳頻技術(shù)。跳頻通信的缺點(diǎn)是隱蔽性不好。3?3?跳?擴(kuò)頻(FH?DS)混合技術(shù)跳?擴(kuò)頻通信是將跳頻和直擴(kuò)技術(shù)相結(jié)合而產(chǎn)生的具有很強(qiáng)通信反偵察能力的通信方式。跳?擴(kuò)頻通信一方面采

12、用跳頻技術(shù)利用載波偽隨機(jī)跳變降低了通信信號(hào)的被截獲概率另一方面采用直擴(kuò)技術(shù)覆蓋了一部分頻帶信號(hào)的譜密度降低從而使跳?擴(kuò)頻信號(hào)又具有一定的隱蔽性。因此艦船超短波通信系統(tǒng)采用跳頻?擴(kuò)頻混合技術(shù)使其反偵察性能比單一的跳頻或直擴(kuò)通信有更大的改善和提高。意大利研制的HYDRA?V甚高頻電臺(tái)就是一種采用直接序列和跳頻技術(shù)的混合系統(tǒng)調(diào)頻速率在100~200跳?秒具有很強(qiáng)的反偵察和抗測(cè)向能力已經(jīng)在多艘艦船上安裝使用。4?海上超短波通信系統(tǒng)的抗干擾能力分

13、析隨著現(xiàn)代通信技術(shù)的發(fā)展空中海上岸上的無(wú)線電設(shè)備的使用越來(lái)越廣泛使得海上電磁環(huán)境變得異常復(fù)雜海上艦船通信受到的干擾也越來(lái)越嚴(yán)重對(duì)實(shí)現(xiàn)通信的迅速準(zhǔn)確保密和不間斷要求提出了嚴(yán)峻的挑戰(zhàn)?，F(xiàn)代艦船超短波通信系統(tǒng)綜合了跳頻、空閑信道掃描、直接序列擴(kuò)頻、猝發(fā)等先進(jìn)技術(shù)提高了抗干擾能力適應(yīng)了現(xiàn)代高技術(shù)條件下的海上戰(zhàn)爭(zhēng)。4?1?跳頻(FH)技術(shù)在固定頻率下傳遞信息容易被敵方截獲或干擾而跳頻技術(shù)采用通信雙方約定的偽隨機(jī)序列控制通信頻率以某種速度在一定的頻

14、段上跳變頻率從而躲避敵方的截獲將干擾排除在通信信道以外即使有部分頻點(diǎn)被干擾仍能在其他未被干擾的頻點(diǎn)上進(jìn)行正常的通信從而達(dá)到抗干擾的目的。跳頻通信系統(tǒng)的抗干擾能力與頻率跳動(dòng)的速度、跳頻帶寬頻率集數(shù)量、跳頻碼重復(fù)周期等指標(biāo)有關(guān)。VHF?UHF跳頻通信具有跳頻速度快跳頻帶寬大頻率集數(shù)量大跳頻碼重復(fù)周期長(zhǎng)等特點(diǎn)使得敵方很難高概率對(duì)其跟蹤和截獲對(duì)其測(cè)向、干擾就更加困難。4?2?空閑信道掃描技術(shù)空閑信道掃描技術(shù)是在通信時(shí)通過(guò)實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)敵方的干擾情況從

15、全部有效工作頻段中自動(dòng)選擇最佳工作波道進(jìn)行通信可以自動(dòng)避開(kāi)受干擾的波道由于在每次發(fā)送信息時(shí)都先進(jìn)行自適應(yīng)頻率搜索即使大部分通信頻段受到干擾也可以找到合適的波道進(jìn)行通信。4?3?直擴(kuò)(DS)技術(shù)直擴(kuò)技術(shù)的抗干擾性能是通過(guò)擴(kuò)展頻譜來(lái)體現(xiàn)的。如果對(duì)原始信號(hào)進(jìn)行干擾只要窄帶干擾就可以實(shí)現(xiàn)但是將窄帶信息進(jìn)行擴(kuò)頻后比如信號(hào)擴(kuò)頻寬度為100倍窄帶干擾基本上不起作用若使用相同的功率進(jìn)行寬帶干擾則強(qiáng)度降低了100倍如要保持窄帶干擾強(qiáng)度則總功率需提高100