国外空间电子对抗技术发展

国外空间电子对抗技术发展

本文由《空间电子技术》杂志社提供作者为中国空间技术研究院西安分院空间微波技术国家级重点实验室成员。引言空间军事系统可提供关键的战场侦察监视、情报搜集、通信广播、导航定位、导弹预警、气象保障和地形测绘等重要军事信息，是战场感知的重要组成部分，起着“耳目”的作用，这也是美军的信息优势所在。目前的空间军事系统可以看作是一个电子信息系统，具有获取、传输、处理和分发信息的独特能力，而空间电子对抗主要是以空间电子信息、基于空间电子信息的过程、空间电子信息系统及基于其的网络为攻防对象，以达到获取信息优势、进而采取各种行动。因此未来的空间电子对抗实质上也将是一场空间系统的信息对抗，空间电子对抗将是空间信息对抗活动中一项最重要的内容［1］。由于空间系统主要是一个电子信息系统［2］，对空间系统的电子信息攻击就成为必然。目前空间电子信息攻击已引起各国的重视，特别是现代电子战、网络中心战、计算机战、指挥控制战、赛博空间等概念的出现和融合，大大丰富了空间电子对抗的内涵。目前空间电子对抗的研究已进入加快发展的阶段，地基空间电子对抗系统已进入实际部署应用，天基空间电子对抗也已成为各航天大国的研究重点。可以认为空间电子对抗是指以空间系统的电子信息、电子信

息的获取、传输、处理的过程、电子信息系统及基于空间系统的网络为攻防对象，以达到信息优势而采取的各种行动［3］。美国空军将空间控制分成三个子领域［4，5］:空间态势感知（SSA）、防御性空间对抗（DCS）和进攻性空间对抗（OCS）。SSA在近期的措施包括研制天基跟踪/监视传感器星座；DCS近期的任务是研制一个能探测对美国航天系统进行的攻击，并改进对攻击特性进行识别处理的能力；OCS近期的措施是研制使敌方航天系统暂时失效，无法向敌方提供信息的地面系统。图1列出了美空军新的空间对抗战略规划设想概要［6，7］。不难看出:空间对抗将在地基、空基、天基不同层面上进行。空间对抗正从地基、空基向天基攻防作战方向扩展。空间攻防技术在进一步改善感知能力的同时，防护和攻击的手段正在逐步加强。图1 美国空军新的空间对抗战略规划（2006-2030年）由于目前大部分卫星工作在微波频段，如通信卫星、导航卫星、遥感卫星、电子侦察卫星、微波成像雷达（SAR）卫星等，因此卫星微波对抗在未来空间对抗系统中占有重要地位。文章主要介绍和分析国外空间电子对抗微波有效载荷技术的发展状况和未来趋势，对发展我国空间电子对抗技术提出一些建议。1 卫星微波告警定位技术目前在研的卫星微波告警系统主要有美国的卫星威胁告警与攻击报告（STW/AR）系统和“快速攻击、识别、探测与报告系统”（RAIDRS）。1999年，美国空军开始研究卫

星威胁告警与攻击报告（STW/AR）系统。该系统是一项高度保密的计划，这种系统将安装在军用、民用系统上，用以探测和识别对美国及其盟国的航天器有威胁的射频和激光干扰，并将这种干扰的特征报告给地面工作站，工作站的专家将根据此情况信息推断这种干扰对其通信、导航、导弹告警或监视等任务会产生什么影响，而且能预测哪些性能会降低。该计划的主要星载敏感器是激光敏感器（2kg）和射频敏感器（＜2. 3kg）。STW/AR射频敏感器试验将在MightysatII.2试验卫星上进行，名称是微型卫星威胁报告系统（MSTRS）。由几个地基卫星跟踪雷达作为射频干扰源参与STW/AR载荷试验。发展这项计划的原因是，美军认为今后反卫星技术将在世界范围内有较快发展，美国的卫星将会受到别人的地基雷达、射频干扰机或激光系统的干扰或毁坏，因此必须采取防护措施，使美国的卫星“难以发现”、“难以击中”、“难以消灭”。目前通信卫星系统实现干扰源定位的技术主要有:（1）基于相位的干扰源定位技术:比相测向技术；（2）基于幅度的干扰源定位技术:比幅测向技术；（3）基于阵列信号处理的干扰源定位技术:空间谱估计技术；（4）基于时间/频率的干扰源定位技术:时间差/频率差

（TDOA/FDOA）定位技术。按照利用卫星的方式，通信卫星干扰源定位技术又可分为单星干扰源定位技术和双星干扰源定位技术。其中（1）、（2）、（3）项的测向技术主要用

于单星定位方式；第（4）项技术目前主要用于双星定位方式。此外，国内外还开展了将干扰源定位技术和天线抗干扰技术相结合的通信卫星干扰源定位与自适应调零一体化技术研究，开辟了新的研究方向。卫星干扰源定位系统的关键技术包括:（1）高精度的原始参数测量技术；（2）单星定位算法；（3）系统误差校正技术等。目前卫星微波告警定位技术的发展趋势主要有:（1）多种告警工作模式相结合。如对雷达侦察、微波干扰、高功率微波损伤、激光摧毁等的告警。（2）星载告警设备的微小型化。（3）提高目标定位精度、减少虚警误报。（4）干扰源定位技术和抗干扰技术相结合的一体化技术等。

2 卫星微波抗干扰技术据报道，美空军已部署了多个用来暂时压制通信卫星和成像卫星的地基系统，以阻止敌方在战争期间利用通信卫星和成像卫星。美空军太空司令部反太空部负责人苏珊·海尔姆斯表示，反通信系统和反监视侦察系统已分别于2005年和2008年部署，这两个系统已成为美国所有太空控制工作的关键组成部分。此外民用卫星也容易受到人为恶意干扰，如XXX分子对我国鑫诺星的非法干扰。种种事态表明，我国对卫星抗干扰防护技术的需求已刻不容缓。

卫星微波抗干扰技术是为对抗干扰方利用电磁能和定向能控制、攻击微波电磁频谱，以提高卫星有效载荷在微波对抗

中的生存能力所采取的反对抗技术体系、方法和措施，是卫星防护技术研究中的重点，其目的是尽最大的努力抑制敌方对我方空间微波信息获取、传输、处理和分配等能力的攻击，以有效的措施保障空间电子信息系统的安全。实现卫星通信有效载荷抗干扰的主要技术途径有:1）星上抗干扰处理技术；2）星上抗干扰天线技术；3）星上跳/扩频技术；4）星间链路技术；5）数据传输差错控制技术；6）数据存储转发技术等。目前卫星微波抗干扰技术发展较快的是美国军用通信卫星的各种抗干扰技术，其导航卫星（GPS）抗干扰技术也在加紧研制中，典型的采用抗干扰措施的军用卫星有国防通信卫星DSCSⅢ、军事星Milstar和GPSⅢ等。2.1 美国DSCSⅢ卫星抗干扰技术第三代国防卫星通信系统（DSCSⅢ）是美军重要的卫星通信系统，采用了以下主要抗干扰技术。（1）采用多种抗干扰通信体制（2）多波束调零天线技术（3）频率交链技术（4）其它抗干扰技术DSCSⅢ卫星通信系统还采用了通信速率可变、多种纠错方式、抗核辐射加固、提高地面站的抗干扰性能等技术和措施。2.2 Milstar卫星抗干扰技术Milstar（军事战略与战术中继卫星）系统是美国国家指挥中心与轰炸机部队、潜艇部队、地面部队之间建立的抗核爆炸可靠性极高的军事卫星通信系统。以海军为主、陆海空三军共用，是美国90年代和21世纪投入使用的最重要的战略和战术军事通信网。Milstar卫星采用的抗干扰技术主要有:

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