【正文】 境中能夠成功地對敵通信過程進(jìn)行破壞和壓制的程度。為此，就產(chǎn)生并迅速發(fā)展了通信干擾效能檢測與評估這一門技術(shù)。因此，敵方作戰(zhàn)能力到底損失了沒有，實施通信干擾之后到底起了多少作用，也就是說通信干擾的效能如何，這對于實施電子進(jìn)攻的一方是極希望知道的。如果兩者的傳播模式不同，其干擾壓制區(qū)要復(fù)雜得多，這里不再討論。干擾壓制區(qū)的上述特點，如果不進(jìn)行詳細(xì)的分析是很難想象的。如圖 ，雖然離干擾距離較遠(yuǎn)，但是該區(qū)域的干通比小于設(shè)計值　　，仍然是有效干擾壓制區(qū)，并且干擾壓制區(qū)并不是以通信發(fā)射機(jī)為中心的圓，而是中心偏離通信發(fā)射機(jī)位置并且偏向其右側(cè)的圓。這種分布式干擾技術(shù)在未來戰(zhàn)場上將是十分有用的一種干擾形式。這一點從 c=1和 c1時的干擾壓制區(qū)上就能夠明確的看出。所以，再干擾機(jī)設(shè)計時，應(yīng)該盡可能提高 c值，以獲得盡可能大的干擾壓制區(qū)。 c=1時的干擾壓制區(qū)是一個半平面， c1時的干擾壓制區(qū)為扣除了邊界圓后的整個區(qū)域，而c1時的干擾壓制區(qū)是邊界圓內(nèi)部區(qū)域。 c→0表示干擾功率 → 0，或者由于干擾對象采取了極強(qiáng)的抗干擾措施 ,使所需的干擾壓制系數(shù) Kj→∞ ，再大的干擾功率也難以奏效。并且 c越小，邊界圓的圓心越接近干擾發(fā)射機(jī)，圓的半徑也越小。 　　注意到，邊界圓始終覆蓋干擾發(fā)射機(jī)，因為該圓的圓心離原點的距離與圓半徑的差始終大于 0，即小于通信發(fā)射機(jī)離原點的距離。當(dāng) c→∞ 時，圓心與通信發(fā)射機(jī)重合，圓半徑 → 0，此時整個區(qū)域均為干擾壓制區(qū)。由于在圓內(nèi)，干擾距離與通信距離之比大于　　，因此圓內(nèi)為干擾無效區(qū)；在圓外，干擾距離與通信距離之比小于　　，所以圓外為干擾壓制區(qū)。 　　注意到，邊界圓始終覆蓋通信發(fā)射機(jī)，因為該圓的圓心離原點的距離與圓半徑的差始終小于 d，即小于通信發(fā)射機(jī)離原點的距離。 第 7章 通信干擾方程和干擾效果評價圖 c=1時的干擾壓制區(qū) 第 7章 通信干擾方程和干擾效果評價　　 1)c1的情況 ?　　當(dāng) c1時，邊界圓的圓心位于正 x軸上，并且值　　　大于d。 ?　　類似地，當(dāng) c≠1時，經(jīng)過簡單的數(shù)學(xué)運算可以得到：() 上式說明，干擾壓制區(qū)的邊界為一個圓，圓心位于 x軸上，離坐標(biāo)原點的距離為　　　，圓的半徑為　　　。利用干通比關(guān)系(dj/dc)2=c，可以得到?? 　　　　 x2+y2=c［ (d－ x)2+y2］　　　　　　 ()??　　當(dāng) c=1時，可以得到() 第 7章 通信干擾方程和干擾效果評價即當(dāng) c=1時，干擾壓制區(qū)的邊界為一條直線，它位于干擾機(jī)與通信發(fā)射機(jī)的連線的中點位置，如圖 。 第 7章 通信干擾方程和干擾效果評價圖 干擾機(jī)和通信系統(tǒng)的布局 第 7章 通信干擾方程和干擾效果評價　　其中，干擾機(jī)位于坐標(biāo)原點 (O)，干擾機(jī)與通信發(fā)射機(jī) (B)的連線為 x軸，通信接收機(jī)位于 A點，其坐標(biāo)為 (x， y)。顯然，該干擾機(jī)能夠達(dá)到的干通比為　　，當(dāng)干擾距離與通信距離之比小于　　時干擾有效，當(dāng)干擾距離與通信距離之比大于　　時干擾無效。在這種條件下，上式的右側(cè)實際上是一個常數(shù)。 ?　　根據(jù)前幾節(jié)的討論，在自由空間傳播模式下，一旦干擾功率確定，則該干擾機(jī)所能夠達(dá)到的干通比為() 第 7章 通信干擾方程和干擾效果評價　　同理，在地面反射傳播模式下，干擾機(jī)所能夠達(dá)到的干通比為 () 一旦干擾對象確定，則它的有效輻射功率 ERPs和發(fā)射天線高度 hst就是確定的。干擾是否有效，與對抗雙方的布局有關(guān)的。利用這些關(guān)系，基本上可以確定干擾系統(tǒng)的干擾能力。但是這是要付出代價的，有效通信距離減小，則干擾功率就需要增加，干擾設(shè)備就復(fù)雜，成本就高，所以在系統(tǒng)設(shè)計時，就需要在有效通信距離和成本之間綜合考慮。干擾距離可以根據(jù)戰(zhàn)術(shù)使用要求確定，但是通信距離的確定就比較困難一些。但是需要注意的是，用有效輻射功率 20kW的干擾系統(tǒng)無法對空－地通信鏈路進(jìn)行有效干擾，只能通過其反向鏈路即地－空鏈路干擾，來達(dá)到干擾空－地鏈路的目的。地－地通信鏈路是指通信方的發(fā)送和接收設(shè)備都在地面，所以通信方是地面反射傳播模式。 ?　　一般，通信偵察系統(tǒng)的靈敏度都優(yōu)于－ 100dBm，所以使用 20m高度的天線是可以偵收和識別地－空通信鏈路的通信信號，實現(xiàn)對干擾機(jī)的引導(dǎo)。 ?　　問題在于，由于通信發(fā)射機(jī)在地面，偵察引導(dǎo)設(shè)備也在地面，那么偵察設(shè)備是否能夠?qū)νㄐ判盘柨煽康膫墒蘸妥R別呢？下面就對此進(jìn)行必要的分析。而干擾方是車載干擾系統(tǒng)，它位于地面對空中通信接收機(jī)實施干擾，因此也是自由空間傳播模式。 ?第 7章 通信干擾方程和干擾效果評價　　 (2)地 — 空通信鏈路干擾功率?？梢姡玫孛孳囕d干擾平臺干擾空－地鏈路需要的干擾功率極大，幾乎無法實現(xiàn)。如果干擾天線只能升高到 20m，那么干擾信號就不滿足自由空間傳播模式的條件，而只能按照地面反射傳播模式考慮。當(dāng)hjthsr時，可以得到干擾發(fā)射天線高度為第 7章 通信干擾方程和干擾效果評價即當(dāng)干擾天線高度大于 53m時，干擾信號可以按照自由空間傳播模型考慮。而干擾方是車載干擾系統(tǒng)，它位于地面對地面通信接收機(jī)實施干擾，因此是地面反射傳播模式。 第 7章 通信干擾方程和干擾效果評價　　 (1)空－地通信鏈路干擾功率。最大干擾距離為 30km，實施干擾后允許的最大通信距離為 3km(即干通比 r=10)，通信發(fā)射機(jī)最大有效輻射功率為 100W。 ?　　下面舉例說明通信干擾功率的計算方法和步驟。干擾壓制系數(shù)的選取涉及到最佳干擾技術(shù)，理論上，壓制系數(shù)最小的干擾樣式是最佳干擾樣式，它需要的干擾功率最小。當(dāng)干擾目標(biāo)給定和干擾樣式確定后，所需的干信比就是干擾壓制系數(shù) Kj。 ?　　干擾有效輻射功率計算是通信干擾系統(tǒng)設(shè)計的最重要的參數(shù)，它根據(jù)干擾系統(tǒng)的戰(zhàn)術(shù)使用要求，如系統(tǒng)作用距離、干擾對象等，通過分析計算和計算機(jī)仿真后確定。當(dāng)按照上面的關(guān)系計算得到的干信比超過干擾壓制系數(shù)時，對應(yīng)的干擾就是有效的。其他傳播條件的干信比也可以利用有效輻射功率表示，這里不再一一給出。 ?第 7章 通信干擾方程和干擾效果評價　　此外，如果通信接收機(jī)接收天線是水平全向的 (大部分戰(zhàn)術(shù)通信電臺都是如此 )，則有 Gjr=Gsr，那么上式簡化為(11) 　　通常把發(fā)射機(jī)輸出功率 P與發(fā)射天線增益 G的乘積稱為有效輻射功率，并且表示為?? 　　　　　　　 ERP=PG　　　　　　　　　 ()? 則上式可以用有效輻射功率表示為(13) 第 7章 通信干擾方程和干擾效果評價式中 ,ERPj表示干擾發(fā)射機(jī)的有效輻射功率 。在通信頻率高端 (UHF以上 )，就必須考慮極化損耗的影響。設(shè)目標(biāo)通信接收機(jī)中頻帶寬為 Br，干擾信號帶寬為 Bj，則帶寬失配損耗為() 第 7章 通信干擾方程和干擾效果評價帶寬失配損耗是小于 1的數(shù)。匹配損耗主要由兩方面因素引起：其一是干擾天線與通信接收天線由于極化不同引起的極化損耗；其二是干擾信號帶寬與通信接收機(jī)帶寬不一致 (一般干擾帶寬大于通信接收機(jī)帶寬 )引起的帶寬失配損耗。比如，當(dāng)采用升空平臺對地面目標(biāo)通信系統(tǒng)干擾時，通信信號是地面反射傳播模式，而干擾信號是自由空間傳播模式，這時的干信比為() 同理，如果通信信號是自由空間傳播模式 (如地－空通信 )，而干擾信號是地面反射傳播模式，這時的干信比為() 第 7章 通信干擾方程和干擾效果評價 ?　　在上面的討論中，假設(shè)干擾信號的所有能量都能夠進(jìn)入目標(biāo)通信接收機(jī)。 第 7章 通信干擾方程和干擾效果評價　　以上兩種情況都是假設(shè)通信系統(tǒng)和干擾系統(tǒng)工作在相同的電磁傳播模式下。干擾天線高度每升高 1倍，干信比提高 6dB。hjt是干擾發(fā)射天線的高度。hst、 hsr分別是通信發(fā)射和接收天線的高度。 ?　　因此，通信接收機(jī)輸入端的干信比為() 第 7章 通信干擾方程和干擾效果評價　　根據(jù)上式可以得出，當(dāng)通信系統(tǒng)和干擾系統(tǒng)都是在自由空間中傳播時，通信接收機(jī)輸入端的干信比與干通比 (r=Rj/Rc)的平方成反比。Rj是干擾距離 。Gjt是干擾發(fā)射天線在通信接收天線方向的增益 。λ是通信信號波長。Gsr是通信接收天線在發(fā)射天線方向的增益 。 ?　　 1)自由空間傳播的通信干擾方程　　在自由空間中，通信主要傳播方式是直接波，根據(jù)自由空間電波傳播方程，到達(dá)通信接收機(jī)輸入端的通信信號功率為 () 第 7章 通信干擾方程和干擾效果評價式中 ,Pst是通信發(fā)射機(jī)功率 。第 7章 通信干擾方程和干擾效果評價第 7章 通信干擾方程和干擾效果評價　通信干擾方程 　通信干擾效果評價準(zhǔn)則 　通信干擾效能檢測和評估方法 　對語音信號質(zhì)量的客觀評價方法 　通信干擾效能評估的仿真技術(shù) 習(xí)題 第 7章 通信干擾方程和干擾效果評價 通信干擾方程 ? ?　　通信接收機(jī)輸入端的干信比大小基本上能夠反映干擾的有效性。下面分自由空間傳播和地面反射傳播兩種情況討論通信干擾基本方程，它用通信接收機(jī)輸入端的干信比描述。Gst是發(fā)射天線在接收天線方向的增益 。Rc是通信距離 。同樣，在通信接收機(jī)輸入端的干擾功率為() 式中 ,Pjt是干擾發(fā)射機(jī)功率 。Gjr是通信接收天線在干擾發(fā)射方向的增益 。λ是通信信號波長。 ?　　 2)地面反射傳播的通信干擾方程 ?　　在地面?zhèn)鞑シ绞较?，由于地面反射波和地面波的影響，到達(dá)通信接收機(jī)輸入端的功率近似為() 式中 ,Pst、 Gst、 Gsr、 Rc意義與前面相同 。類似地，到達(dá)通信接收機(jī)輸入端的干擾功率為第 7章 通信干擾方程和干擾效果評價() 式中 ,Pjt、 Gjt、 Gjr、 Rj意義與前面相同 。 ? 　因此，通信接收機(jī)輸入端的干信比為() 根據(jù)上式可以得出，當(dāng)通信系統(tǒng)和干擾系統(tǒng)都是在地面?zhèn)鞑シ绞綍r，通信接收機(jī)輸入端的干信比與干通比 (r=Rj/Rc)的 4次方成反比，與干擾天線和通信天線的高度比的平方成正比。因此，對于地面反射傳播方式工作的干擾系統(tǒng)，升高天線高度可以明顯的改善干信比，提高干擾效果。但是在實際應(yīng)用中，有時情況并非如此。但是實際情況并非如此，也就是說干擾能量并不能全部進(jìn)入目標(biāo)通信接收機(jī)，即干擾信號與通信信號之間存在匹配損耗。所以在計算干信比時，還需要考慮天線極化損耗 La和帶寬失配損耗 Lb。 ?　　在通信頻率范圍的低端，極化損耗并不突出，所以可以不考慮它，此時假設(shè) La=1。 ?　　考慮匹配損耗后，干信比關(guān)系需要乘以因子 LaLb，因此，自由空間傳播模式的干信比修正為() 　　在其他傳播模式下，考慮匹配損耗后的修正的干信比關(guān)系與上式類似，這里不再一一列出。ERPs表示通信發(fā)射機(jī)的有效輻射功率。 ?　　上面討論的各種不同的傳播模式下的干信比關(guān)系就是通信干擾方程。通信干擾方程是一個重要的方程式，它是干擾功率計算和干擾壓制區(qū)計算的基礎(chǔ)。根據(jù)前節(jié)得出的干信比公式，可以得到自由空間傳播模式下所需的干擾有效輻射功率為 ?第 7章 通信干擾方程和干擾效果評價　　對于給定的干擾對象，當(dāng)干擾設(shè)備與目標(biāo)設(shè)備的配置關(guān)系確定時，干擾有效輻射功率將由實現(xiàn)有效干擾的干信比決定。將上式中的干信比用干擾壓制系數(shù)代替，距離比用干通比代替，可以將自由空間傳播模式的干擾有效輻射功率重新表示為() () 第 7章 通信干擾方程和干擾效果評價　　同理可以得到其他兩種傳播模式的干擾有效輻射功率為 　　地面反射傳播模式的干擾有效輻射功率為 () () () 第 7章 通信干擾方程和干擾效果評價　　在以上各種傳播模式下的干擾有效輻射功率的表達(dá)式中，通信發(fā)射機(jī)的有效輻射功率 ERPs、通信收發(fā)天線高度 hsr和 hst、工作波長 λ取決于干擾對象；通信距離 Rc、干擾距離 Rj、干通比 r則由戰(zhàn)術(shù)使用要求決定；干擾天線 hjt的高度可以通過設(shè)計選??；最后只剩下干擾壓制系數(shù)的選取。對于不同的通信體制，最佳干擾樣式不同，所需要的干擾壓制系數(shù)也不同?！　≡O(shè)計一個車載 VHF(30～ 100MHz)戰(zhàn)術(shù)干擾系統(tǒng)，用于干擾空－地、地－空和地－地通信鏈路。試計算該干擾系統(tǒng)所需的干擾有效輻射功率?？眨劓溌肥侵竿ㄐ欧降陌l(fā)送設(shè)備在空中，接收設(shè)備在地面，所以通信方是自由空間傳播模式。如果匹配條件良好，并且干擾天線可以升空，則根據(jù)視距傳播條件，可以得到 其中 ,hjt、 hsr分別是干擾發(fā)射天線和通信接收天線的高度。將 r=30/3=10，因為假設(shè)匹配良好，可以取 La＝ 1， Lb＝ 1，并設(shè) Kj＝ 2，代入自由空間傳播模式下的干擾有效輻射功率計算公式，可以得到實際上，在車載條件下，要將天線升高到 53m幾乎是不可能的。此時干擾空－地鏈路需要的干擾功率將極大提高： 第 7章 通信干擾方程和干擾效果評價其中，計算時使用的 λ＝ 10m(f =30MHz)， hjr=2m。因此，必須使用升空平臺才能實現(xiàn)對空－地鏈路的有效干擾。地－空鏈路是指通信方的發(fā)送設(shè)備在地面，接收設(shè)備在空中，所以通信方是自由空間傳播模式。 ?　　我們已經(jīng)計算得到了干擾和通信雙方都在自由空間傳播模式下，需要的干擾有效輻射功率為 20kW，因此，可以實現(xiàn)有效干擾。根據(jù)地面反射傳播模型，到達(dá)偵察接收機(jī)的通信信號功率為第 7章 通信干擾方程和干擾效果評價其中 ,計算時通信發(fā)射機(jī)天線高度 hs＝ 2m，偵察接收機(jī)天線在天線發(fā)射機(jī)方向的增益 Gjr=4，偵察 (干擾 )天線高度 hj＝ 20m，