導(dǎo)語：衛(wèi)星通信技術(shù)及抗偵測(cè)性能研究一文來源于網(wǎng)友上傳，不代表本站觀點(diǎn)，若需要原創(chuàng)文章可咨詢客服老師，歡迎參考。

摘要：隨著我國經(jīng)濟(jì)的發(fā)展和技術(shù)水平的提升，衛(wèi)星技術(shù)得到了快速發(fā)展，低截獲衛(wèi)星是該領(lǐng)域的技術(shù)產(chǎn)物之一，在社會(huì)中取得了比較廣泛的應(yīng)用，其抗偵測(cè)性能是保證其具體應(yīng)用的效果的關(guān)鍵?；诖?，本文就低截獲衛(wèi)星通信技術(shù)及其抗偵測(cè)性能進(jìn)行深入研究，從而可以為實(shí)現(xiàn)衛(wèi)星低截獲通信提供有效的建議以及參考。

關(guān)鍵詞：低截獲衛(wèi)星；抗偵測(cè)性能；衛(wèi)星通信技術(shù)

衛(wèi)星是一種現(xiàn)代偵測(cè)手段，可以為我國的國防以及其他領(lǐng)域提供比較充足的信息，比如氣象信息、定位信息等。并且，衛(wèi)星通信具備區(qū)域廣、傳輸效率高、實(shí)時(shí)性強(qiáng)的特點(diǎn)，因此具有比較廣泛的應(yīng)用前景。低截獲衛(wèi)星是一種應(yīng)用比較廣泛的通信衛(wèi)星，在軍事領(lǐng)域發(fā)揮著重要的作用并且具備重大的應(yīng)用價(jià)值，因此對(duì)于低截獲衛(wèi)星通信技術(shù)及其抗偵測(cè)性能進(jìn)行深入的研究具有重要的現(xiàn)實(shí)意義。

1研究的背景以及意義

衛(wèi)星通信是一種基于現(xiàn)代化技術(shù)的發(fā)展衍生而出的全新技術(shù)，具有覆蓋區(qū)域廣、傳輸效率高、實(shí)時(shí)性強(qiáng)等應(yīng)用優(yōu)勢(shì)，可以在海上指揮通信、協(xié)同通信、廣播通信、應(yīng)急救生通信等領(lǐng)域具有比較廣泛的應(yīng)用，也是在當(dāng)前技術(shù)手段下抗截獲性能最好的遠(yuǎn)距離運(yùn)輸方式。比較典型的就是美國海軍使用的軍事衛(wèi)星系統(tǒng)。該系統(tǒng)主要由軍事衛(wèi)星通信系統(tǒng)和先進(jìn)極高頻衛(wèi)星系統(tǒng)、國防衛(wèi)星通信系統(tǒng)和寬帶填隙系統(tǒng)、艦隊(duì)通信衛(wèi)星以及特高頻裝置組成，這些系統(tǒng)可以適應(yīng)各種主要頻段，覆蓋全球，具備極強(qiáng)的通信能力。低截獲衛(wèi)星通信技術(shù)出現(xiàn)的主要原因是為了滿足規(guī)避敵人定位己方的需要，從而可以在最大程度上降低通信平臺(tái)被攻擊的概率。海上的低截獲衛(wèi)星系統(tǒng)主要由岸基、艦載、機(jī)載、星集中系統(tǒng)等組成，其中，同步軌道電子偵察衛(wèi)星系統(tǒng)具有覆蓋范圍和時(shí)間廣、天線增益高等優(yōu)勢(shì)，但是卻存在定位誤差大的缺點(diǎn)，低軌道電子偵察衛(wèi)星測(cè)向定位精度比較高，但是存在天線增益小、過頂時(shí)間短等缺陷，并且電子偵察飛機(jī)的偵察范圍存在比較明顯的限制，受到其活動(dòng)區(qū)域和出動(dòng)頻次的影響。而水面艦艇偵察海上衛(wèi)星的信號(hào)會(huì)受到視距的影響，導(dǎo)致偵測(cè)距離十分的有限，通過對(duì)上述的實(shí)際情況進(jìn)行深入的分析，可以發(fā)現(xiàn)海上衛(wèi)星系統(tǒng)的構(gòu)建需要以電子偵察衛(wèi)星為主，同步軌道電子偵察衛(wèi)星、同軌道電子偵察衛(wèi)星、電子偵察飛機(jī)、水聲偵察以及雷達(dá)偵察等配合使用，從而可以實(shí)現(xiàn)海上衛(wèi)星通信的實(shí)際需求。另外，在低截獲衛(wèi)星通信技術(shù)應(yīng)用的過程中，為了減少通信信號(hào)的暴露，可以選擇極高頻等更高頻段，從而可以實(shí)現(xiàn)擴(kuò)頻處理增益的最大化，符號(hào)數(shù)的最小化，進(jìn)而可以全方面的提升低截獲海上衛(wèi)星系統(tǒng)的抗截獲性能，此外，還可以通過加載衛(wèi)星通信載荷的方式提升整個(gè)海上通訊信號(hào)的隱蔽性[1]。通過對(duì)上述的具體情況進(jìn)行深入的分析可以發(fā)現(xiàn)，在具體進(jìn)行應(yīng)用的時(shí)候，需要對(duì)低截獲衛(wèi)星通信的關(guān)鍵技術(shù)進(jìn)行深入的研究，并且對(duì)其抗偵測(cè)性能進(jìn)行深入的分析，從而可以滿足新時(shí)期實(shí)際需求，優(yōu)化具體應(yīng)用效果，推進(jìn)整個(gè)衛(wèi)星通信產(chǎn)業(yè)的發(fā)展以及提升其安全性。

2低截獲衛(wèi)星通信的關(guān)鍵技術(shù)分析

低截獲衛(wèi)星通信系統(tǒng)構(gòu)建的核心思路是滿足信號(hào)隱蔽條件，這就需要盡可能降低海上平臺(tái)輻射衛(wèi)通信號(hào)的功率譜密度，并且結(jié)合衛(wèi)星天線的方向性使得其優(yōu)勢(shì)可以得到有效的發(fā)揮，因此在具體進(jìn)行研究的時(shí)候需要對(duì)低截獲衛(wèi)星通信的關(guān)鍵技術(shù)進(jìn)行深入的分析，從而可以降低電子偵察衛(wèi)星截獲海上衛(wèi)星通訊信號(hào)強(qiáng)度，增強(qiáng)其抗截獲性能，增大其收益，從而可以使得整個(gè)系統(tǒng)可以順利運(yùn)行。

2.1增大擴(kuò)頻增益

通過對(duì)衛(wèi)星系統(tǒng)的具體運(yùn)行情況以及技術(shù)進(jìn)行深入的分析，可以發(fā)現(xiàn)直接序列擴(kuò)頻通信的信號(hào)屏蔽性比較好，信號(hào)可以在比較寬的頻帶上擴(kuò)展，進(jìn)而可以降低信號(hào)功率譜密度，將信號(hào)隱藏在白噪音之中，使得在不知道擴(kuò)頻編碼的情況下無法發(fā)現(xiàn)信號(hào)的存在。利用低截獲衛(wèi)星系統(tǒng)的增大擴(kuò)頻增益的功能可以最大程度上提升通信的性能，從而可以減小信息帶寬，進(jìn)而可以降低偵測(cè)方的接收信噪比，進(jìn)而可以提升衛(wèi)星信號(hào)的隱蔽性能，當(dāng)擴(kuò)頻碼的運(yùn)行速率在100MHz以上的時(shí)候，就無法選擇單一增加直接序列擴(kuò)頻帶寬的方式，可以采取直接序列擴(kuò)頻/調(diào)頻的方式保證整個(gè)系統(tǒng)的順利運(yùn)行，比較典型的例子就是國外發(fā)展了一種名為SuperHighFrequency的頻段在500MHz帶寬的衛(wèi)星擴(kuò)頻通信技術(shù)，使得其作用可以得到有效的發(fā)揮，進(jìn)而可以優(yōu)化具體應(yīng)用的效果[2]。

2.2增大通信衛(wèi)星的接收天線增益

通過對(duì)整個(gè)衛(wèi)星系統(tǒng)的具體運(yùn)行情況進(jìn)行深入的分析可以發(fā)現(xiàn)在工作頻率不發(fā)生變化的前提下，增大通信衛(wèi)星接收天線收益可以換取海上平臺(tái)衛(wèi)星信號(hào)的有效輻射強(qiáng)度，進(jìn)而可以提高具體的截獲性能，其中GsT的具體表達(dá)式為：𝐺=𝜇=(10.47fd)2𝜇通過對(duì)該計(jì)算式進(jìn)行深入的分析，其中字母d的意義是衛(wèi)星的天線直徑，f是頻率，𝜇指的是天線運(yùn)行的具體效率取值范圍在0.5~0.75的范圍之內(nèi)，通過對(duì)表達(dá)式進(jìn)行深入的分析可以發(fā)現(xiàn)，當(dāng)衛(wèi)星通信工作頻率的取值為14GHz，并且天線衛(wèi)星口徑會(huì)隨之增加，可以發(fā)現(xiàn)天線增益取得了顯著的增加，通過計(jì)算的結(jié)果可知海上衛(wèi)星通信站有效全向輻射功率可以得到顯著的降低，進(jìn)而可以全方面的提升衛(wèi)星通信信號(hào)的被截獲性能。

2.3選擇較高的工作頻段

衛(wèi)星通信系統(tǒng)在運(yùn)行的時(shí)候，處在高分段進(jìn)行工作可以有效地?cái)U(kuò)大擴(kuò)頻增益，并且得到相應(yīng)的天線增益，進(jìn)而可以實(shí)現(xiàn)綜合增益。在這種模式下，可以為整個(gè)系統(tǒng)的運(yùn)行提供顯著的增益優(yōu)勢(shì)，從而可以全方面提升海上衛(wèi)星通信抗截獲性能，優(yōu)化具體應(yīng)用的效果。

3對(duì)抗電子偵察衛(wèi)星截獲性能的深入分析

通過對(duì)整個(gè)低截獲衛(wèi)星系統(tǒng)的實(shí)際情況進(jìn)行深入的分析，可以發(fā)現(xiàn)電子偵察衛(wèi)星具有比較顯著的應(yīng)用優(yōu)勢(shì)。這種技術(shù)在應(yīng)用的時(shí)候具有范圍廣、速度快、效率高、并且不會(huì)受到國際線和天氣條件等的限制，是海上通信信號(hào)偵察的主要手段，本文則將具體分析的重點(diǎn)放在低截獲衛(wèi)星通信抗電子偵察衛(wèi)星截獲性能。

3.1電子偵察衛(wèi)星截獲衛(wèi)星通信信號(hào)分析模型

利用對(duì)電子偵察截獲衛(wèi)星通信信號(hào)的實(shí)際情況進(jìn)行深入的分析，可以發(fā)現(xiàn)在整個(gè)衛(wèi)星系統(tǒng)內(nèi)部的海上平臺(tái)、通信衛(wèi)星、電子偵察衛(wèi)星等具有不同的天線波速指向，為了對(duì)整個(gè)具體應(yīng)用的實(shí)際情況進(jìn)行深入的分析，可以假定衛(wèi)星在運(yùn)行的時(shí)候可以滿足以下的條件：（1）同步軌道電子偵察衛(wèi)星的接收信號(hào)來自海上衛(wèi)通發(fā)射天線的低旁瓣，并且處在天線主波束內(nèi)部。（2）低軌道電子衛(wèi)星的信號(hào)依舊來自海上衛(wèi)通發(fā)射天線的低旁瓣，并且低軌電子偵察衛(wèi)星的偵察天線屬于偏置安裝的方式，并且將俯仰方向設(shè)置在45度角，偵察天線的偵察距離在初始距離的1.4倍左右，信號(hào)在不受到限制的前提下衰減為3dB，波束寬度需要設(shè)置在直徑0.6層面左右的拋物面天線。（3）利用檢測(cè)概率和虛警概率確定信號(hào)可攔截距離。（4）通信衛(wèi)星的技術(shù)是星上信號(hào)處理技術(shù)。通過對(duì)上述的實(shí)際情況進(jìn)行深入的分析可以構(gòu)建相應(yīng)的數(shù)學(xué)模型，進(jìn)而可以為優(yōu)化整個(gè)通訊系統(tǒng)的設(shè)計(jì)提供有效的模擬參考。

3.2抗電子偵察衛(wèi)星截獲的具體情況研究

低軌道電子偵察衛(wèi)星的軌道高度比較低，一般高度設(shè)置在300~1100km之內(nèi)，傾角的角度則需要設(shè)置在大于50度，才可以獲得比較準(zhǔn)確的輻射源位置信息，從而可以實(shí)現(xiàn)對(duì)艦載雷達(dá)或者通信信號(hào)的偵察和定位。這種衛(wèi)星的定位方式相比較地球同步軌道而言具有比較顯著的高度優(yōu)勢(shì)，從而可以構(gòu)建出一個(gè)全新的模擬模型，從而可以對(duì)自由空間傳播損耗的具體情況進(jìn)行直觀的演示，而具體的計(jì)算公式為：L=32.4+20lgf+20lgd其中f為衛(wèi)星通信頻率，d是海上通信平臺(tái)到電子偵察衛(wèi)星的距離。通過對(duì)計(jì)算式以及模型進(jìn)行具體的深化分析可以發(fā)現(xiàn)該公式的計(jì)算結(jié)果同輻射源的距離呈現(xiàn)出反比例的關(guān)系，因此當(dāng)?shù)蛙壍离娮觽刹煨l(wèi)星接受星下點(diǎn)位置的輻射信號(hào)的時(shí)候，可以顯著的增加軌道降低到來的信噪影響[3]。通過對(duì)公式上的各個(gè)元素的具體情況進(jìn)行深入的分析，可以發(fā)現(xiàn)在偵察衛(wèi)星接收機(jī)端的有效后檢測(cè)信噪比的典型值為9dB的時(shí)候，在高度600km的偵察衛(wèi)星可以對(duì)預(yù)設(shè)條件下的衛(wèi)通信號(hào)進(jìn)行實(shí)時(shí)的偵測(cè)，這個(gè)時(shí)候如果將天線口徑調(diào)整到原來的五倍，會(huì)導(dǎo)致衛(wèi)星信號(hào)的可截獲高度要遠(yuǎn)遠(yuǎn)低于低軌電子偵察衛(wèi)星高度，進(jìn)而可以有效增強(qiáng)通信天線增益，有效的抵消了信噪比增益的影響，從而可以在最大程度上降低對(duì)于信號(hào)的影響。3.3抗同步軌道電子偵察衛(wèi)星截獲情況通過對(duì)上文的模型和技術(shù)的實(shí)際情況進(jìn)行分析，可以發(fā)現(xiàn)由于同步軌道電子偵察衛(wèi)星軌道的高度比較高，地面覆蓋率高，具有比較優(yōu)質(zhì)的時(shí)效性，可以為特定區(qū)域的信息進(jìn)行連續(xù)性的電子偵察，對(duì)比低軌道電子偵察衛(wèi)星，可以采取增加天線口徑面積的方式提高天線的增益，從而可以在最大程度上降低信噪比。比較典型的例子就是美軍的門特系列衛(wèi)星，這種衛(wèi)星的大型拋物面最大直徑為152.5m，可以截獲在1000MHz~20GHz頻段之間的所有信號(hào)，可以接受的最小地面信號(hào)的強(qiáng)度是低軌道衛(wèi)星的五千分之一，進(jìn)而可以有效提升衛(wèi)星系統(tǒng)的整體靈敏度。因此在進(jìn)行研究的時(shí)候需要充分考慮系統(tǒng)偵測(cè)范圍和衛(wèi)星系統(tǒng)的靈敏度估計(jì)范圍對(duì)偵測(cè)天線的具體收益進(jìn)項(xiàng)稅深入的分析，從而可以測(cè)量出該系統(tǒng)在截獲14GHz的信號(hào)時(shí)該衛(wèi)星系統(tǒng)的偵測(cè)靈敏度在-160dBW/m3以上，并且天線的增益在85dB以內(nèi)，進(jìn)而可以優(yōu)化具體的應(yīng)用效果。通過對(duì)實(shí)際情況進(jìn)行模擬分析可以發(fā)現(xiàn)通信天線增益增加部分可以抵消同步軌道電子偵察衛(wèi)星的高增益天線優(yōu)勢(shì)，從而可以形成有效對(duì)抗，保證數(shù)據(jù)的可靠性。

4總結(jié)

隨著我國經(jīng)濟(jì)的發(fā)展以及技術(shù)水平的提升，通信衛(wèi)星在我國的經(jīng)濟(jì)發(fā)展中占據(jù)著更加重要的地位。為了優(yōu)化其具體應(yīng)用的效果，需要對(duì)低截獲衛(wèi)星通信技術(shù)及其抗偵測(cè)性能進(jìn)行研究與提升。通過構(gòu)建模型的方式對(duì)低截獲衛(wèi)星的具體運(yùn)行情況進(jìn)行深入分析，可以優(yōu)化其在遠(yuǎn)程通信、信號(hào)攔截等方面的具體效果，保證這種技術(shù)可以得到有效的實(shí)踐應(yīng)用。

參考文獻(xiàn)：

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作者：王天樂 單位：中國電子科技集團(tuán)公司