通信偵察

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通信偵察是使用通信接收設備截獲敵方通信信號,分析其技術體制,了解其通信網的組成,必要時偵聽其通信內容,以判明其屬性。通信偵察是通信對抗的一個重要組成部分。

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正文

使用通信接收設備截獲敵方通信信號,分析其技術體制,了解其通信網的組成,必要時偵聽其通信內容,以判明其屬性。通信偵察是通信對抗的一個重要組成部分。
分類 通信偵察一般分為通信技術偵察和通信情報偵察兩類。通信技術偵察主要用於探明敵方信號的技術特徵,如工作頻段、工作頻率、通信體制、調製樣式、通信網組成,以及同一網中的台站數、工作時間和各台站的地理位置等。通信情報偵察主要是通過偵察獲取情報。情報偵察必須依靠長時期的偵收積累,在判明敵台站的工作體制、屬性、工作時間、選用頻道、呼號特徵、功率等級等情況後,適時地截取敵方的指揮情報等。
通信偵察按頻段分為短波偵察、超短波和微波偵察;按運載工具又可分為地面系統、車載系統、機載系統、艦載系統和星載系統。隨著具體運用情況的不同,各系統所用的天線體系和接收裝備也各不相同。
設備組成和特點 與一般通用接收裝備相似,通信偵察的接收裝備大致包括接收天線、天線共用器、接收機、全景顯示器、中頻顯示器、錄音記錄設備和微處理機控制部分等(圖1)。

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對通信信號的偵察不同於正常條件下的接收,偵收站一般不可能位於敵方通信的主要方向上。敵方發射天線的主瓣經常指向別的方向,偵收站只能接收到旁瓣輻射,信號往往比較微弱。這就要求接收機具有較高的靈敏度和較低的噪聲。與此同時,又經常會遇到特強的信號,可能發生大信號阻塞和出現交調、互調,造成虛假信號,影響偵收效果。因此,偵察接收機前端應具有高動態範圍。對衛星信號的接收,因信號過於微弱,常須使用參量放大器,而且天線系統應能對衛星進行跟蹤。
隨著通信技術的不斷發展,通信體制也日趨複雜,通信偵察面臨許多複雜多變的信號。因此,偵察設備必須是多功能的,並具有高度的適應性,能適應各種不同體制通信方式的接收,如連續波、調幅、單邊帶、獨立邊帶、調頻、調相、移頻、跳頻和擴頻等各種通信方式。為了避免被敵方偵收截獲,通信的速度往往是快速的,通信時間也十分短暫。偵收設備還應具有高速度搜尋、截取和記錄的功能,以及高反應速度和多功能的特點。
為了正確顯示所截獲信號的頻率,並保持接收性能良好、穩定,接收機必須具有很高的頻率穩定度。這就要求接收機有一個高穩定度、高分辨力的頻率合成器作為它的本地振盪器。為了能在密集的通信信號中正確分選出所要接收的信號,接收機必須具有良好的選擇性。接收頻寬應能隨著所接收的信號作出正確的寬窄選擇。
通信信號瞬息萬變,為了及時、準確地截獲所要偵收範圍內所有信號的情況,要求接收機具有寬的頻率覆蓋,可用計算機或微處理機進行控制,使接收系統自動化,能迅速判定偵收範圍內各信號的參數,區別出信號的敵、我、友屬性。對那些新出現的、具有威脅性的信號,應及時記錄和分析。
天線的體制決定於偵收信號的頻率和運載手段。定向偵察可使用定向天線。在短波波段,天線尺寸較大,菱形和對數周期天線在固定台中使用較為普遍;但在移動使用時,就很難實現,只能以鞭狀天線為主。在超短波、微波波段,拋物面反射體天線和對數周期天線套用廣泛。使用定向天線,可以增加天線的增益,改善接收效果,但在方向上有局限性,有時只能使用低增益的全向天線。
測向 根據入射電波在測向天線系統中所感應產生的電壓在幅度或相位上的差別,可以判定入射電波的方向。從這個基本原理出發,可以設計出以比幅和比相為基礎的測向設備。
① 比幅測向是利用入射波在天線陣中感應產生的電壓幅度關係判定其方位(圖2)。入射波在北-南二振子中感生的電壓幅度值為A1=K sinθ,而在東-西二振子中感生的電壓幅度值為A2=K cosθ。式中K為常數,通信偵察;λ為入射波的波長。由此可得

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② 比相測向是利用入射波在天線陣中感應產生的電壓的相位關係測定其方位(圖3)。在A、B兩振子中電波先到達B,然後再到達A。兩振子中所感生的電壓就有一個相位差φ1- φ2,其值為

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式中c為電波傳播速度;f 為信號頻率;(φ1- φ2)為在A、B兩振子中感生電壓的相位差。

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測向體制的選擇常受多種因素的影響,如天線陣尺寸的大小、測向系統的工作頻率和頻段寬度、測向站的地面特性、入射波的極化情況、信號持續的時間和所占的頻寬、對測向機精度和速度的要求、數據處理設備的情況,以及運載條件等。
短波測向屬地波或天波測向,一般均利用入射波的垂直極化分量。超短波、微波測向屬空間波測向,既可垂直極化,也可水平極化。
採取人工方式測向,設備簡單,但速度較慢,如利用環形天線或天線陣進行比幅測向,既可利用天線方向圖的主瓣最大點來示向,也可利用方向圖最小點或零點進行示向。前者稱為大音點示向,後者稱為小音點示向。大音點示嚮往往不夠銳利清晰;而小音點示向則銳利清晰,準確度高。但如在測向的同時,需對信號進行接收和跟蹤,則以採用大音點示向為宜。
測向的精度隨天線組陣單元間的電長度的增大而逐步提高。因此,在短波的低波段測向時,天線所占空間大至數百米,而在超短波、微波波段,天線尺寸可大大縮小。
在短波波段測向時,受天線尺寸的限制,除採用環形天線或以環天線組陣外,多採用直立的單極或偶極振子組陣。而進入超短波、微波波段時,天線尺寸大大縮小,就有可能採用寬頻帶天線來組陣,如以對數周期偶極天線組陣等。這既適應垂直極化波,也適應水平極化波。
為提高反應速度,實時地測出所需信號的方位,多採用自動測向體系。自動測向可採用屬於比相測向體制的干涉儀測向法。通過計算機或微處理機處理,即可迅速實時地反映出入射波的方位。當採用數字碼控制的頻率合成器組成測向系統的接收設備時,幾個相隔一定距離的測向站,可通過站間通信設備,受控於測向主站,實現同步工作。各站測得的方位碼,實時送到偵察總站或中央控制站,經過計算機運算,即可實時報出輻射源的地理位置,用數字顯示或列印記錄,按數字表格或地圖示號或顯示在顯示器的螢幕上。這樣,偵察、測向、定位便組成了一個自動快速反應的系統。各個單一的機器有機地聯繫在一起,起到了單機所起不到的作用。由於採用了計算機控制,整個系統內的誤差,還可以根據預置的修正數據進行修正,從而使測向精度也大為提高。
為了進一步提高測向精度,測向天線可採用有源天線。這不僅可以改善接收信號的信噪比,同時由於天線饋線的損耗得到補償,還可拉開天線與測向機間的距離,使測向系統的安排更為合理。

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