天基卫星通信对抗方法及评估模型研究

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1、天基卫星通信对抗方法及评估模型研究　　随着信息时代的来临空间优势和信息优势的结合将对战争成败起着关键性的作用，在未来的作战中，要想有效应对周边国家的空间威慑、夺取和保持战场电磁态势优势，就必须干扰和压制敌卫星通信手段。　　天基卫星通信对抗就是在航天器平台上装载干扰设备，从航天器平台利用卫星通信电子干扰设备，对敌方卫星通信系统实施信息封锁、信息阻塞、信息欺骗、信息摧毁，达到破坏其数据通信或使其信息获取单元、信息节点和最终用户单元获取不到正确信息的目的。由于天基平台具有不受国界和地理条件限制、不易受到攻击等诸多优点，必将成为卫星通信对抗发展的必然趋势。　　2天基卫星

2、通信对抗方法研究　　星间链路的类型取决于不同使用要求的用户。但是，其基本的划分包括两种：一种是按空域划分，另一种是按频域划分。由于大部分通信卫星与中继卫星位于同步轨道上，在此我们主要探讨如何使用天基干扰平台对地球同步轨道通信卫星实施干扰。　　无论是对通信卫星与地面站系统之间的星地链路还是对通信卫星与TDRS（跟踪与数据中继卫星系统）之间的星间链路实施干扰，都需要先考虑的对抗干扰行动的实施，即轨道的机动。　　利用变轨技术将干扰平台转移到目标卫星的地球同步运行轨道，在地面站的控制之下进行相位调整，使之实现伴星飞行，在接到干扰命令之后干扰平台就可以使用平台上的各种有效

3、载荷对目标通信卫星实施干扰行动。当干扰目标处于接收状态时，天基干扰平台就处于较窄的信号波束主瓣内，方便实施信号的侦察，同时，对于目标的干扰信号即使处于目标天线旁瓣内，由于距离近，损失小也容易达到干扰目的，其干扰过程如下图1所示。　　要实现对地球同步轨道通信卫星的干扰，首先要对通信信号进行侦察，截获识别干扰目标的通信信号，然后再选择合适的干扰方式、样式，对目标通信卫星实施干扰，天基平台卫星通信对抗的主要方法有以下四种。　　1、地面站侦察，地球同步天基对抗平台实施干扰，如图2所示。　　这种对抗方法主要是依托地面站侦察为基础，通过地面站对通信卫星下行信号的侦察，截获信

4、号参数，确定干扰目标，然后控制在地球同步轨道上的对抗平台实施相位调整，在对干扰目标成功实现伴星飞行后开始实施干扰。　　这种对抗方法的优势在于对抗平台已经处于地球同步轨道，在实施干扰过程中只需进行相位调整即可实现对干扰目标的伴星飞行，干扰实施效率比较高，而且可在完成干扰任务后再次快速机动实现其他目标的干扰。　　2、地面站侦察，低轨天基对抗平台变轨干扰。和方法1不同的是，实施干扰的对抗平台处于低轨运行，在接收到干扰命令后，变轨到同步轨道，然后进行相位调整，完成干扰任务，如图3所示。　　3、天基干扰平台低轨侦查，变轨干扰。这种对抗方法由于需要对抗平台同时完成信号的截获

5、、干扰的实施，对平台的要求比较高，受平台性能及太空航天器燃料的限制，这种方法在实际实现过程中难度比较大，对平台技术要求也比较高。　　4、低轨卫星侦查，地球同步天基干扰平台干扰。由于低轨卫星运行周期较短，其轨道设计比较灵活，并且处于外太空，利用其进行卫星通信信号侦察，可以方便实现对重点目标、重点区域的监视，其截获的信号没有受大气衰减的影响，这就可以大大提高卫星通信信号的截获概率，然后将所目标信息及信号参数转发给地面站，由地面站控制地球同步轨道的对抗平台实施干扰，如图4所示。　　5最佳干扰方向及干扰区域　　卫星上使用的天线有定向天线和全向天线，受功率限制，通信卫星在

6、通信时一般采用定向天线进行通信。虽然天基干扰平台在成功实现伴星飞行后，由于干扰距离可以忽略，即使干扰干扰信号从通信卫星天线的旁瓣进入也能达到较大的干信比，但如果对已经实现伴星飞行的天基干扰平台的位置及干扰天线进行合适的调整，就能够以最小的干扰功率达到最佳的干扰效果，下面就这个问题分析如下。　　通信卫星在通信过程中，在接收地面站的通信信号时有一个最佳波束区，即接收天线的主瓣，天基干扰平台在实施干扰时位于通信卫星接收天线的主瓣区域内才能获得较大的干扰增益，取得最佳的干扰效果，如图5所示。　　3天基卫星通信对抗评估模型　　3.1基础模型　　虽然通信卫星的工作频率、工作

7、方式各不相同，但对通信卫星进行干扰的途径基本相似，把天基卫星通信对抗的一些基础模型提取出来，有利于提高建模效率和模型可信性，天基卫星通信对抗基础模型主要包括坐标系计算模型、轨道描述模型、轨道机动模型、实时位置与速度计算模型以及环境影响模型[2]。　　基础模型主要涉及地球轨道动力学，我们在建立时可以参考近地航天器轨道基础知识，由于这不是天基卫星通信干扰研究的重点，本文在此就不进行详细阐述。　　3.2对抗效能评估模型　　要实现卫星通信对抗效能评估仿真，需要在建立系统概念模型的基础上建立系统的数学模型，然后对建立的模型进行分析。　　3.2.1星地链路干信比计算模型　　

8、4结束语　　通过对天基卫