反輻射無人機通信鏈路與作戰使用研究

2021-02-25 無人機雜誌

【摘要】反輻射無人機作為攻擊雷達的有效手段,在現代戰場上的應用越來越廣泛,已成為現代作戰重要手段之一。針對反輻射無人機通信鏈路在作戰使用時的重要性,從反輻射無人機通信鏈路功能需求分析入手,剖析通信鏈路數據傳輸要素,研究構建滿足戰場需求的反輻射無人機通信鏈路,並結合戰場複雜的多元態勢,提出了反輻射無人機通信鏈路作戰使用要求,使反輻射無人機通信鏈路更加可靠、更加高效、更符合未來作戰要求。

引言

在現代戰場上,反輻射無人機發揮的作用越來越明顯,已成為作戰攻擊的重要手段。其中,反輻射無人機飛行與任務狀態的遙測信息應當實時地傳送到地面,供地面人員掌握無人機的工作狀態;另外,地面人員對無人機的操控要求、幹預措施等也應當能夠以遙控指令的方式發送給無人機,並由無人機執行,這就構成了無人機系統的空地信息閉環。而通信鏈路系統就是實現反輻射無人機數據上行和下傳的唯一手段,是反輻射無人機實現作戰效能的重要因素。

1 反輻射無人機通信鏈路功能需求分析 

通信傳輸鏈路是反輻射無人機與地面控制設備之間傳輸遙控指令、遙測數據和任務數據的通信通道及設備的總稱,是空中平臺與地面設備之間的信息橋梁,對於反輻射無人機的飛行安全和任務完成至關重要。

反輻射無人機通信傳輸鏈路在功能上包括用於傳輸地面 控制設備對空中平臺和反輻射武器系統控制指令的上行數據 鏈路和用於接收空中平臺和反輻射武器工作信息的下傳數據鏈路,具體功能主要包括:

(1)向無人機傳送遙控指令;

(2)向反輻射武器系統傳送遙控指令; 

(3)接收無人機工作狀態信息; 

(4)接收無人機飛行參數; 

(5)接收反輻射武器系統工作狀態信息;

(6)接收反輻射武器系統偵察信息。

一般來說,在反輻射無人機通信傳輸鏈路中,上行數據鏈路帶寬較小,傳送的信息以基本控制指令為主,數據量較小,但對於發送的實時性要求較高。地面控制設備對反輻射無人機發送控制指令後,上傳數據鏈路必須保證及時、準確的將信息發送至空中設備,機載數據終端將控制指令接收、解調完畢後傳送至無人機平臺和反輻射武器系統執行。

下行數據鏈主要傳輸無人機和反輻射武器系統工作狀態信息以及無人機的飛行參數、反輻射武器系統偵察信息等,其中無人機工作狀態信息、飛行參數以及反輻射武器系統工作狀態信息等數據量較小,但實時性要求較高;反輻射武器系統偵察信息數據量較大,除敏感關鍵信息外,大部分數據無實時性傳輸要求。

總的來說,反輻射無人機通信鏈路應具備一定的傳輸帶 寬、較高的傳輸速率,以滿足反輻射無人機使用需求。

2 反輻射無人機通信鏈路構建 

反輻射無人機的通信鏈路是一組地空雙向的數據傳輸通道, 通過地面通信控制終端設備和機載通信終端設備構成的可雙向數據傳輸的閉環信息鏈路,其基本信息傳輸關係如圖1所示。

圖1   反輻射無人機通信鏈路信息傳輸示意圖

2.1 地面通信控制終端設備

地面通信控制終端設備的主要作用是通過數據鏈將控制信息發送至空中平臺,同時接收空中平臺的工作狀態信息、位置信息、以及任務載荷的偵察信息等。地面通信控制終端設備組成原理如圖2所示,主要包括基帶信號生成設備、基帶信號分離設備、編碼器、解碼器、制解調器、變頻器、變頻器、放大器等。地面控制終端設備發出的控制指令,經過指令編碼、加密運算、信號調製後,生成載波調製信號,經過高功率放大器放大後,通過天線傳送至空中平臺;空中平臺的工作信息、姿態信息、偵察信息等數據,傳送至地面控制終端設備,經過低噪聲放大器放大,進行混頻、濾波、鑑相後,進行顯示和處理。

圖2   地面通信控制終端設備組成原理圖

2.2 機載通信終端設備 

機載通信終端設備的主要作用是通過數據連結收地面控制指令,同時將無人機工作狀態信息、位置信息以及任務載荷偵察信息等數據傳送至地面控制設備。機載通信終端設備信息流程如圖3所示,其基本工作原理與地面通信控制終端設備相似,主要是對接收到的信號進行放大、混頻、濾波、整形後控制飛行平臺和任務載荷工作,對需要下傳的信息進行調製、 混頻、放大後,經過天饋系統發送至地面控制設備。

圖3   機載通信終端設備信息交互圖

3 反輻射無人機通信鏈路作戰使用要求

在未來作戰環境中,電子幹擾是阻礙反輻射無人機發揮效能的重要因素。反輻射無人機的通信鏈路是連接作戰平臺和指揮所的信息動脈,一旦被幹擾而失效,反輻射無人機將很難正常完成任務,所以在通信鏈路系統的作戰使用方面,除了考慮一般的抗幹擾能力外,還必須考慮惡意的電子對抗攻擊,否而反輻射無人機將無法發揮應有的作戰效能。 

在反輻射無人機通信鏈路抗幹擾設計時,一般考慮採取通信加密、擴頻調製等抗幹擾技術手段,用以提高通信鏈路的抗幹擾容限、增大幹擾壓制距離。結合實際作戰背景以及環境特點,在此提出三點作戰使用要求:

(1)採取組合抗幹擾手段,提高鏈路穩定性。隨著幹擾手段的不斷增強,抗幹擾難度逐漸加大,為了提高反輻射無人機通信鏈路的穩定性,必須採取多種先進的組合抗幹擾手段,包括跳頻、擴頻、跳時等技術。 

(2)增加通信使用規劃管理,提高鏈路效率。在實戰化條件下,用頻管控、通信管理都是決定戰場走勢 的重要因素。為提高反輻射無人機作戰效能,必須要對地面控 制設備和飛行平臺進行通信規劃,確定通信的頻率、頻次,通信的時間,通信的功率等,只有制定多套行之有效的通信規劃,才能應對現代戰場上複雜的情況態勢。 

(3)加強操作技能培訓,降低被幹擾概率。當前武器系統均採用人在迴路的設計理念,在實際作戰使用時,除了裝備本身的技術性能外,裝備操控手的技術能力也是影響裝備作戰效能發揮的重要因素。在反輻射無人機作戰使用時,操作職手要隨時判斷戰場態勢,當裝備受到幹擾而無法正常發揮作戰效能時, 一定要及時採取有效的抗幹擾措施;如果所有的抗幹擾手段均無效,攻擊效果和意義較小時,應及時調整攻擊態勢,確保攻擊效費比。 

4 結束語 

反輻射無人機作為未來戰場上的「神兵利器」,在對抗「千裡眼」時屢建奇功。本文針對反輻射無人機通信使用需求,結合作戰實際,提出通信鏈路構建方法,進一步提高了反輻射無人機的可靠性;同時對其實際使用提出了具體要求,特別是組合抗幹擾手段、通信規劃管理以及操作技能等方法,進一步提高了反輻射無人機的作戰效能,具有一定的指導意義和經濟效益。

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