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战场复杂电磁环境下的无人机作战应用探讨_图文

战场复杂电磁环境下的无人机作战应用探讨吴辉喜等

2013年6月第44卷第2期(总第152期)

战场复杂电磁环境下的无人机作战应用探讨
吴辉喜,刘志培,吴建波,宣
(73653部队,泉州362000) 源

[摘要]

通过对战场复杂电磁环境的研究,分析总结无人机系统在侦察作战全过程中可能受到各种电磁干

扰,结合无人机系统抗干扰特性,提出应对战场复杂电磁环境的无人机系统作战运用方法,有效提高了无人机 在战场中的作战效能和生存能力。

[关键词]

电磁环境;电磁干扰;无人机

[中图分类号】TP311.52[文献标识码]A【文章编号]1006—141X(2013)02-0001—03

Research

on

Campaign Application of UAV in Complex Electromagnetic Environment
Hui?xi,LIU

WU

Zhi—pei,Wu

Jian-bo,XUAN Yuan

(Unit 73653 ofPLA,Quanzhou 362000,China)

Abstract:

Complex electromagnetic environment

from war field is analyzed

in this paper,and all sorts

of

electromagnetic interfere to UAV in reconnaissance is explained,.Idiographic ways and means about Application Key
are

Campaign

given,as



result the ability of campaign and survival in battlefields will be improved. interference;unmanned aerial vehicle(UAV)

words:electromagnetic environment;electromagnetic



引言
随着高科技武器的广泛运用与发展,复杂电磁



复杂电磁环境对无人机侦察作战影响分析
研究战场复杂电磁环境对无人机侦察作战的

环境已成为影响武器效能发挥不可忽视的一个方 面。无人机战场侦察作为现代侦察技术的一个重要
手段,被广泛运用,其系统含有多种电子设备,在通 信控制和情报传输的整个作战过程中都易受战场 复杂电磁环境的影响,因此,无人机系统的发展越来 越重视对电磁防护能力的提升。无人机系统的电磁 防护不仅是系统电子设备抗干扰技术上的改进,同

影响需要分析总结在无人机作战全过程各种可能 形成危害的电磁环境,并结合无人机系统本身抗电
磁干扰能力,综合分析其危害程度。 2.1 战场复杂电磁环境特征及影响 现代战场电磁环境复杂多样,一方面随着无线 电通信技术的发展,新武器装备在空间领域和频谱 上不断拓展,另一方面由于各种电子战武器的运用

样战术战法的创新应用也是应对复杂电磁环境的 有效手段。结合无人机系统属性特征来分析复杂电 磁环境下无人柳执彳亍作战任务的方式方法意义重大。

发展,造成战场空间电磁环境异常恶劣,同时一些 自然电磁源如雷电、静电等也不同程度影响着战场
电磁环境。研究战场复杂电磁环境对无人机系统的

万方数据

June 2013 v.01.44

No.2(seriaI N。.152)

航空电{技术AVIoNIcs

TEcHNoLoGY

影响首先要从干扰源入手。干扰源可分为有意干扰 源和无意干扰源两种,在实际作战中,其主要干扰
源如图1所示。

扰较小。机载接收端也采用相关处理,将信号收敛 成高功率谱密度信息,并将外来干扰扩展成噪声,
因此具有很强的抗干扰能力。下行信道采用定频方 式发送,在频点上预设多个频点,在受到定频干扰 攻击或与其它设备通信频率互扰情况下,可以通过 变频方式进行图像和遥测信号的传输,但本身在通

信技术上没有过多采用抗干扰手段,保密性和抗截
获相对较弱【3J。

无人机系统情报传输目前正在开始逐渐从传
统的有线传输向远距离多通道传输发展,为了实现 联合作战中的信息一体化要求,无线传输技术逐渐
图1

无人机系统干扰源结构图

开始广泛运用,微波中继传输技术以及利用卫星中 继等手段相继出现。在复杂电磁环境下进行远距离

由图l可见,战场中对无人机系统作战构成影 响的干扰因素较多,需要结合干扰源类型和特点进
行针对性研究。

情报传输,不可避免会面临电磁干扰,在通信抗干 扰技术手段和保密抗截获技术上的必须要有新的 发展[4】o


有意干扰源主要是针对无人机电子设备主动
干扰或破坏,通过发射强电磁信号经机载天线与机 载设备进行耦合,干扰或破坏无人机电子系统正常 工作,造成指挥通信中断、信息传输错误,无法正 常执行任务【l J。

针对复杂电磁环境的无人机系统作战运用
无人机系统在执行作战任务上,可以依据现有

装备战技术性能特点,在侦察指挥协同上合理筹

无意干扰源主要是无人机系统内部和外部的 电磁辐射干扰。内部电磁辐射干扰主要是无人机内 部各电子设备在工作中对周围产生的电磁场以及
静电感应,通过辐射和传导将能量耦合到周围电子 设备,从而影响系统正常工作。外部电磁辐射干扰 通常是战场空间存在的友邻武器装备发射的电磁 信号对无人机所造成的通信干扰以及一些自然电

划,在飞行控制战术上不断创新来应对战场复杂电 磁环境变化。同时在情报传输上也可以结合战场电 磁环境特点,因地制宜的开展战场情报实时传输。
3.1

无人机侦察作战指挥协同 (1)武器系统合理布局,形成整体抗扰。在

联合作战中,可以将不同种类、型号的电子设备进 行交错配置,在不同区域网发挥各自优点和长处,

磁源对无人机通信的破坏【2J。 复杂电磁环境对无人机飞行控制和情报传输 都会产生相应的影响,在无人机飞行控制中,一些
自然电磁源如雷电等目前尚无有效防护手段,只能 视情避开。重点要防止敌方电磁干扰以及我方友邻 武器装备之间的互扰。在情报传输中,各种强电磁 干扰会影响情报传输的准确性,甚至会损坏干扰通 信设备,需要采取合理的措施来进行防范。
2.2

减少相互之间的电子干扰,增强整体抗干扰能力。 (2)加强对敌电子干扰,以扰促防。对敌方 电子设备进行干扰是进攻主要手段,也是一种十分
有效的反电子干扰手段。在联合作战中,可以利用 我方电子对抗武器对作战区域敌电子设备进行有 效干扰,从而减弱敌对无人机系统的电子干扰和毁 伤。 (3)加强侦察设备指挥协同,合理统筹防止 互扰。对于多种电子设备在战场的联合作战运用,

无人机系统抗电磁干扰能力分析 某型无人机的上行信道采用直接序列扩频技

术,发端将窄带高功率谱密度信息扩展成类似白噪 声的宽带低功率谱密度信号发射,因此系统具有很 好的保密性和抗截获性,同时对其它通信系统的干


可以通过频率协同、扩频码协同、空域协同、时间
协同等方式进行合理统筹,有效应对电子武器设备 之间的相互干扰。

万方数据

战场复杂电磁环境下的无人机作战应用探讨吴辉喜等

2013年6月第44卷第2期(总第152期)

在频率协同上,目前无人机工作频率与部分通 信设备和雷达设备相近,容易产生互相干扰,在作 战使用时无人机应合理设置频点与这些设备区分 频率范围,避免互相干扰。
在扩频码协同上,无人机采用扩频技术,采取 直接序列扩频方式调制信号,使系统具有良好的抗 干扰性和同频兼容性,具有较好的同频工作能力,

(4)间断通信,交替控制。在实际作战中, 对敌重要目标侦察所需时间并不长,可以在飞机到 达敌目标前,将无人机地面控制车无线电静默,飞 机实行航迹自主飞行,待飞机到达目标区域上空,
主控站瞬时开机,进行目标侦察。一些型号无人机 系统装备有机动站,可以进行交替控制手段,在到

达目标区域前,飞机由异地的机动站控制,到达区 域后由主控站进行控制,也可以结合战场电磁环境
3.3

可在同一时间、空域与友邻单位的同型无人机(扩 频码不同)同时执行任务。 在空域协同上,因无人机飞行的安全性可以适
当调整飞行高度与预警机等在执行侦察任务高度 上进行区分,同时各种型号无人机在作战半径和作 战飞行高度有所区分,可以根据各型号无人机战术

实际情况,适时进行交替控制。 无人机情报传输战术运用 目前无人机情报传输手段可分为有线传输和

无线传输两种手段。有线传输多为网线传输及军用
光缆传输,无线传输利用无线网桥及卫星通信等手 段。针对战场复杂电磁环境可以因地制宜的灵活运

性能特点合理划分空域范围,有效避免在执行任务
中产生互扰。

用多种传输方式。 (1)依据传输距离,合理选择传输手段 根据任务需求,以及战场情报网络分布结构, 无人机情报传输距离要求不同。若情报站离情报中
心距离为1 km以内,可采用千兆网线与情报中心 直接相连。这种有线传输的方式可以最大限度的减 少敌对我情报传输的干扰,保证情报能够及时有效

在时间协同上,对于必须在同一空域范围使用 的同频段侦察设备时,可以采用分时使用的方法避 免互相干扰,尤其是干扰站、高功率雷达、大型通
信中继站等设备,无人机可利用这些设备工作间隙

组织飞行I川。 3.2 无人机飞行控制战术运用 (1)链路多元,多路通信。新型无人机通常 遥控链路和遥测链路都装备2个或以上,在受到电 子干扰时,可以依据情况,及时切换测控手段,保
证链路通畅。 (2)信息防护,设备保护。在作战中,可以

上传至情报中心。 若情报站与情报中心距离相对较远,可选择使 用无线网桥的方式向情报中心上传情报产品。 在远距离传输上可采用军用光缆传输方式,这
种传输方式具有传输距离远、效果好、保密性强等 特点,可有效避开敌对我实施大规模电子干扰,传 输情报产品。为了实现大范围、跨区域实时快捷传

通过控制无线电传输方向、简化报文、控制报量来 有效避免电子干扰和信息截获,也可以对信息进行 加密或编码,使敌难以识别和模仿,利用保密机对 信号进行加密传输,即使敌获取我方频率也无法正
确发送指令干扰飞行。为防止无人机地面控制站受 电子干扰,可使用金属网屏蔽保护电子设备。 (3)适时躲避,隐真示假。当预测可能遭受 强电子干扰时,为电子设备免遭破坏,可适时进行 躲避。在强大的电磁波到来之前,将设备自行封锁,

输,可以考虑采用卫星中继传输手段,保证在情报 中心设置较偏远且无通信光缆情况下及时、有效传
输情报。 (2)加强通信防护,保证情报传输链路畅通 战场复杂电磁环境对于情报无线传输影响较 大,目前无线网桥传输被普遍用于情报数据链中。 在信息传输中,微波点对点传输具有较强的抗截

停止工作,待干扰环境减弱再开机工作。同时对于 一些反辐射攻击武器,可采用隐真示假手段提高无 人机生存概率。利用假目标使用同频信号实施欺骗
干扰手段避免地面控制设备遭敌火力打击。

获。无线网桥及其中继设备均采用微波扩频通信技 术,无线网桥之间直接进行通信,要求两点之间必
(下转第14页)

万方数据

June 2013 V01.44 No.2(serial No.152)

航空电子技术

AVl0NICS

TECHNOLOGY

参考文献
[1]Air Traffic Organization Policy.ORDER J07110.10V[C1.U.S.Department ofTransportation Federal Avimion Administration,
2012.2—9.

[2】蔡军.低空开放不等于低空放开[EB/OL].[20l l一5.30].http://news.xinhuanet.com/mil/201 [3]

1-05/30/c 1214751 10.htm.

中国民用航空发展第十二个五年规划(2011至2015年)[EB/OL].[2011-5.9].http://www.caac.
gov.cn/11/12/201 105/t201 10509—39615.html.

[4] [5】
[6]

王克明.澳大利亚通用航空服务保障体系[J]中国空管,2013(2):82.89. 耿建华.通用航空概论[M].北京:北京航空工业出版社,2007. 王霞,陈兆鹏.加快低空空域改革促进通用航空发展[J]中国民用航空,2009(11):14-17. 康楠.美国飞行服务站简介[J】.空中交通管理,2006(3):39.43.

[7】

[收稿日期]2013.04.15 [作者简介】陈昕(1976一),女,工程师。研究方向:空管工程。
李橙(1986一),女,工程师。研究方向:空管监视、新航行系统。 徐丁海(1971一),男,研究员。研究方向:航空电子、空管监视。 朱丽军(1977一),男,高级工程师。研究方向:空管监视、新航行系统。

(上接第3页)

须保持通视。传输节点的合理配置,是保证情报传 输畅通的根本。若两点之间有遮挡物,则需采用中
继设备,使用中继设备时应当将中继设备置于两点 都能够与中继设备保持通视的地域。 为了保持通信链路畅通,通常传输节点上会设 置在高地,容易造成目标暴露。为了防止设备遭受 敌电子干扰或毁伤,必须要加强通信设备防护,对



结束语
未来战场电磁环境将会越来越复杂,无人机系

统应对复杂的电磁环境的方法也将不断创新发展,
不仅在无人机系统本身的设计上需要突破创新,利 用现有无人机装备灵活多变的创新作战方法也是 无人机应用发展的主要研究方向。随着各种新型武

无线网桥设备的进行有效伪装防护,安装战术伪装 网隐蔽目标,用金属网对微波天线进行电磁屏蔽, 抑制天线旁瓣辐射扩散。

器在战场中的运用,无人机的战法也需要不断更 新,无人机系统在联合作战中的战法研究将会是下 一步研究的一个重要方向。

参考文献
[1] [2】

王铭三.通信对抗原理[M】.北京:解放军出版社,1998. (美)凯瑟.电磁兼容原理【M].北京:电子工业出版社,1999. 齐兴唱.复杂电磁环境中电磁干扰现象分析与解决措施[J].华北科技学院学报,2005(3):46.48 宣源.战场电磁环境对无人机系统的干扰分析阴.装备环境工程,2008(1):99—101. 王克海.一体化联合作战研究[M].北京:军事科学出版社,2005.

[3] [4] [5]

[收稿日期2012-09.24
[作者简介]吴辉喜(1970--),男,工程师。研究方向:无人机飞行控制。
宣源(1983一),男,工程师。研究方向:无人机通信。

万方数据

战场复杂电磁环境下的无人机作战应用探讨
作者: 作者单位: 刊名: 英文刊名: 年,卷(期): 吴辉喜, 刘志培, 吴建波, 宣源, WU Hui-xi, LIU Zhi-pei, Wu Jian-bo, XUAN Yuan 73653部队,泉州,362000 航空电子技术 Avionics Technology 2013,44(2)

参考文献(5条) 1.王铭三 通信对抗原理 1998 2.凯瑟 电磁兼容原理 1999 3.齐兴唱 复杂电磁环境中电磁干扰现象分析与解决措施 2005(03) 4.宣源 战场电磁环境对无人机系统的干扰分析 2008(01) 5.王克海 一体化联合作战研究 2005

引用本文格式:吴辉喜.刘志培.吴建波.宣源.WU Hui-xi.LIU Zhi-pei.Wu Jian-bo.XUAN Yuan 战场复杂电磁环境下的无人机作战应 用探讨[期刊论文]-航空电子技术 2013(2)


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