陽(yáng)艷竹 劉翠?!↑S銳
摘要:潛艇是我軍海上重要的突擊力量和國(guó)家戰(zhàn)略核力量的重要組成部分,擔(dān)負(fù)著捍衛(wèi)國(guó)家安全,維護(hù)祖國(guó)統(tǒng)一的重要使命。但在未來(lái)高技術(shù)海戰(zhàn)中,隨著外軍短波偵察水平的提高,我潛艇通信面臨巨大暴露危險(xiǎn)。因此探索潛艇隱蔽通信措施,減少潛艇暴露概率,提升潛艇通信隱蔽性、可靠性,進(jìn)一步增強(qiáng)潛艇通信能力至關(guān)重要。
關(guān)鍵詞:隱蔽通信;抗偵察;抗截獲
中圖分類號(hào):TN929.3 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼:A 文章編號(hào):1007-9416(2019)02-0019-02
0 引言
潛艇以其在海洋中的快速反應(yīng)能力、強(qiáng)大打擊能力和對(duì)復(fù)雜海洋環(huán)境的適應(yīng)能力,在當(dāng)今海戰(zhàn)中發(fā)揮重要作用[1-2]。對(duì)潛艇而言,被發(fā)現(xiàn)即被摧毀,而潛艇通信暴露是導(dǎo)致潛艇被摧毀的重要原因之一,保證潛艇通信的隱蔽性就是保證潛艇的戰(zhàn)斗力。因此,研究更可靠的抗偵察抗截獲的潛艇隱蔽通信手段對(duì)于降低潛艇暴露概率,對(duì)抗敵軍偵察威脅,解決潛艇戰(zhàn)略地位與隱蔽通信不對(duì)稱矛盾具有重要意義。
本文主要從電磁信號(hào)暴露時(shí)間、信號(hào)調(diào)制技術(shù)和潛艇通信方式、場(chǎng)合、時(shí)機(jī)、內(nèi)容角度討論潛艇隱蔽通信的主要措施。
1 縮短電磁信號(hào)暴露時(shí)間
在潛艇通信中,猝發(fā)通信是縮短信號(hào)暴露時(shí)間、實(shí)現(xiàn)潛艇快速通信的重要技術(shù)手段。猝發(fā)通信又稱瞬時(shí)快速通信,其基本工作原理是在猝發(fā)通信系統(tǒng)終端對(duì)發(fā)送數(shù)據(jù)進(jìn)行編碼,防止信道傳輸過(guò)程中的數(shù)據(jù)突變錯(cuò)誤,再通過(guò)一個(gè)串并轉(zhuǎn)換裝置,將單路串行碼變成多路并行碼。隨后,對(duì)射頻信號(hào)進(jìn)行單邊帶調(diào)制,以10-100倍的速率猝發(fā)。最后,用接收機(jī)將信號(hào)恢復(fù)到正常速率,恢復(fù)原始信息[3-4]。猝發(fā)信號(hào)可以看作是一個(gè)多載波調(diào)制的單邊帶數(shù)字信號(hào),由于其在窄帶寬條件下可發(fā)送大量數(shù)據(jù),所以可在極短時(shí)間內(nèi)發(fā)送信息,完成通信,縮短潛艇發(fā)信時(shí)間,減少潛艇暴露概率?,F(xiàn)階段,各軍事強(qiáng)國(guó)對(duì)甚高頻信道的捕獲概率已達(dá)100%,僅美軍在西太平洋地區(qū)就設(shè)有20多個(gè)固定技偵站和測(cè)向站,分別部署在日本、韓國(guó)、關(guān)島以及菲律賓、泰國(guó)等地,工作頻段范圍從高頻到特高頻,獲得的測(cè)向精度在3°-5°[7]。在美日臺(tái)海軍全方位全天候嚴(yán)密監(jiān)視下,可對(duì)我潛艇短波通信中毫秒級(jí)的短波猝發(fā)信號(hào)進(jìn)行截獲。為保證我潛艇通信的可靠性、有效性、隱蔽性、實(shí)時(shí)性,還需進(jìn)一步研究提升猝發(fā)通信發(fā)信速率的通信技術(shù),嚴(yán)格限制報(bào)文在空中的總暴露時(shí)間以對(duì)抗敵軍威脅,贏得通信偵察與反偵察的博弈戰(zhàn)。
2 采用多種信號(hào)調(diào)制技術(shù)
通信偵察關(guān)鍵在于截獲信號(hào),即反截獲是反偵察的關(guān)鍵。為進(jìn)一步提高我潛艇隱蔽通信能力和改善短波通信的傳輸性能,需要采取有效的信號(hào)調(diào)制技術(shù)避開(kāi)敵軍的偵察、截獲,主要的通信技術(shù)有:
(1)直擴(kuò)(DS)通信。直擴(kuò)通信即直接序列擴(kuò)譜通信或偽噪聲通信,是用高速偽隨機(jī)碼調(diào)相而呈現(xiàn)寬帶信號(hào),也是目前應(yīng)用比較廣泛的擴(kuò)展頻譜通信方式[10]。在運(yùn)用直擴(kuò)通信技術(shù)進(jìn)行通信的過(guò)程中,由于信號(hào)被擴(kuò)展在一個(gè)很寬的頻帶上,其信號(hào)功率功率譜密度就很低。在遠(yuǎn)處的接收端,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,因而具有隱蔽性,常規(guī)通信偵察設(shè)備無(wú)法發(fā)現(xiàn)信號(hào)。并且,由于干擾信號(hào)與偽隨機(jī)序列不相關(guān),在接收端被擴(kuò)頻后落入信號(hào)頻帶的干擾信號(hào)功率大大降低,系統(tǒng)的輸出信噪比因此提高,因此能夠抗干擾。軍事專家認(rèn)為,潛艇通信暴露指潛艇發(fā)信被截獲、定位、破譯。一般情況下,要對(duì)直擴(kuò)信號(hào)進(jìn)行解擴(kuò)偵察需要采用陣列天線和偽碼分段延時(shí)相關(guān)偵收等技術(shù),通過(guò)提高偵察處理增益以獲得高信噪比的直擴(kuò)通信信號(hào)序列,測(cè)量各碼位信號(hào)的細(xì)微特征參數(shù),綜合比較解擴(kuò)信號(hào)偽碼序列,最后分解出信息序列[11]??梢?jiàn),對(duì)直擴(kuò)通信的偵察存在著相當(dāng)大的難度。因此,擴(kuò)頻通信具有很低的截獲概率。
(2)跳頻(FH)通信。跳頻通信是指載頻受一偽隨機(jī)碼控制自動(dòng)同步改頻,在不停的頻率跳變過(guò)程中將報(bào)文發(fā)送完畢[8]。跳頻通信也是擴(kuò)展頻譜通信的一種重要形式,通過(guò)使用不同的載頻來(lái)實(shí)現(xiàn)頻譜的擴(kuò)展。與直擴(kuò)通信相比,跳頻系統(tǒng)中的偽隨機(jī)序列并不是直接傳輸,而是用來(lái)選擇信道。由于其使用的載頻是偽隨機(jī)變化的,敵方一般無(wú)法預(yù)先探知,因此具有隱蔽性。但跳頻通信需占用較多的頻率資源,使用頻段容易被擠占,影響通信質(zhì)量。為實(shí)現(xiàn)通信可靠性,跳頻通信系統(tǒng)通常裝配信道實(shí)時(shí)評(píng)估和自適應(yīng)系統(tǒng)以實(shí)時(shí)避開(kāi)干擾,找出具有良好傳播條件的無(wú)噪聲信道。對(duì)跳頻信號(hào)解擴(kuò)接收,需采用并行頻道全信息接收技術(shù),實(shí)時(shí)測(cè)量信號(hào)特征參數(shù),把同一跳頻通信分散在各跳頻頻道的斷續(xù)信號(hào)實(shí)時(shí)地在時(shí)域上銜接起來(lái),綜合分析比較恢復(fù)出該通信原始信號(hào)。所以,較常規(guī)定頻通信的偵察而言,在不知道跳頻信號(hào)的跳變規(guī)律情況下,要偵察截獲破譯跳頻信號(hào),其技術(shù)難度更高。因此,不少專家預(yù)言未來(lái)戰(zhàn)術(shù)通信設(shè)備非跳頻電臺(tái)莫屬。
(3)跳/擴(kuò)頻(FH/DS)通信?;旌咸?擴(kuò)頻通信就是將跳頻和直擴(kuò)技術(shù)結(jié)合使用,使其具有更好隱蔽通信能力的通信方式。整個(gè)通信過(guò)程而言,混合跳/擴(kuò)頻通信的載波偽隨機(jī)跳變,發(fā)信規(guī)律難以掌握,不易被探測(cè);就跳頻某一瞬時(shí)而言,直擴(kuò)技術(shù)的采用,使得一部分頻帶被覆蓋,信號(hào)功率譜密度降低,發(fā)現(xiàn)難度加大。跳/擴(kuò)頻通信方式兼具了跳頻和直擴(kuò)通信的優(yōu)點(diǎn),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。所以,跳/擴(kuò)頻通信在敵偵察和干擾條件下,具有更好的通信性能。
3 選擇合理通信方式、場(chǎng)合、時(shí)機(jī)、內(nèi)容
(1)靈活選擇通信方式。目前,潛艇主動(dòng)發(fā)信的方式有視覺(jué)通信、水聲通信、超短波通信、短波通信和衛(wèi)星通信。在實(shí)際通信過(guò)程中,應(yīng)根據(jù)通信的目的、需要,合理選擇不同的通信方式避開(kāi)敵方偵察截獲,完成通信。通常,在水面近距離狀態(tài)下,優(yōu)先選擇視覺(jué)通信;在水面或潛望鏡深度時(shí),可選擇超短波視距通信;在水下?tīng)顟B(tài)時(shí),可避開(kāi)敵方水聲探測(cè)進(jìn)行水聲通信;若距離較遠(yuǎn),且具備衛(wèi)星通信條件,可選擇衛(wèi)星通信;若其他方式都無(wú)法實(shí)現(xiàn)時(shí),最后選擇短波通信,且盡可能采用猝發(fā)、擴(kuò)頻、跳頻通信等方式,防止敵截獲我方通信信號(hào)。