無線傳感器網絡在電子戰中應用

邱麗娟　欒　爽　何建樹

[摘要]隨著無線傳感器網絡的逐步發展，戰爭手段不斷更新，傳統的電子戰已不能勝任未來戰場，復雜電磁環境迫切需要新型的電子戰系統，美國研制的“狼群”系統即為無線傳感器網絡（WSN）在電子戰中的應用。

[關鍵詞]WSN 電子戰 C4ISR “狼群”

中圖分類號：TN99文獻標識碼：A文章編號：1671－7597（2009）0420028－01

一、引言

無線傳感器網絡（WSN）是一種全新的信息獲取和處理技術方式，集成了傳感器、微機電系統和網絡三大技術，被列為未來最重要技術之一。WSN由節點組成，根據功能不同，節點可以分為終端節點、路由節點、匯聚節點，終端節點主要功能是采集信息，路由節點主要功能是傳輸數據，匯聚節點主要功能是與中繼站（衛星、無人機等）通信。

二、電子戰

電子戰是敵我雙方利用電磁能和定向能破壞敵方武器裝備對電磁頻譜、電磁信息的利用或對敵方武器裝備和人員進行攻擊、殺傷，同時保障己方武器裝備效能的正常發揮和人員的安全而采取的軍事行動。現代電子戰包括電子攻擊(EA)、電子防護(EP)以及電子戰支援(ES)三部分。科技進步推動著戰爭的改變，未來的戰爭將是信息戰時代，隨著C4ISR系統在戰爭中重要性的提高，電子戰的主要作戰對象已經包括了敵方的C4ISR系統。

三、“狼群”系統

“狼群”系統在電子戰以及無線傳感器網絡快速發展的基礎上應運而生。它既能夠打擊敵方的C4ISR系統，也能為己方搜集信息。2000年，美國國防高級研究計劃局(DARPA)對外公布此系統，它的設計思想是參照狼群攻擊獵物的方法。系統中，無人值守的智能化電子攻擊或者電子防御設備作為“狼”，被人為的部署在特定環境中，構成分布式網絡化電子綜合電子戰系統“狼群”。實際上，“狼群”就是一個無線傳感器網絡，每一只“狼”配備了傳感器網絡中的一個節點。

（一）節點組成。通常，無線傳感器中的節點由傳感器模塊、處理器模塊、通信模塊和電源模塊組成，能夠完成數據采集、數據收發、數據轉發三項基本功能。而應用于電子戰中的節點還要能夠實現偵查和干擾的功能，所以還要在一些節點中增加偵查模塊和干擾模塊，組成偵查和干擾節點。“狼群”節點組成框圖如圖1所示，節點功能不同，使用的模塊也不同。

由于“狼群”投放的環境通常十分惡劣，投放后無人值守，因而對節點要求比較高。這里列舉主要的幾點：（1）物理尺寸盡量小，隱蔽性好，不易被敵人發現。（2）低能耗，因為節點采用電池供電，基本無法更換，為了延長網絡壽命，必須采用低能耗設計。（3）靈活性，每一個節點必須盡量能夠與其他任何節點快速的建立連接，保障網絡的健壯性。（4）安全性，節點間信號通信不僅要可靠，還要安全，在復雜電磁環境下，在遭遇被動竊聽、主動侵入、拒絕服務等被攻擊情況下，保證己方節點不被干擾。

（二）系統組成。傳感器節點安裝在載體上，即構成“狼”。載體不同，“狼”亦不同。比如，第一種，將節點直接封裝，據稱DARPA將其封裝成咖啡罐大小，這類“狼”可以通過飛機、導彈等空投到敵區、無人區、或者危險區，稱為“地狼”；第二種，將節點安放在降落傘、氣球或者無人機等浮空平臺上，稱為“飛狼”；第三種，將節點安放在艦船、浮漂、垃圾等漂浮物上，稱為“海狼”。由于無線傳感器網絡具有自主網絡的特點，無論何種形式的“狼”，它們都能相互通信建立“狼群”，這使得“狼群”的作戰范圍可以覆蓋海陸空。“狼群”可以通過衛星、無人機等與指揮人員傳遞消息。

（三）在電子戰中的功能。“狼群”在電子戰中具備偵察、干擾、破壞的功能，從而可以保護己方C4ISR系統，破壞敵方C4ISR系統，為己方勝利提供有力保障。任務不同，節點不同，組成的WSN不同，“狼群”功能也不同。無線傳感器網絡本身有星形、樹形、網狀等多種拓撲結構，“狼群”在執行任務過程中會因節點變化發生結構的改變。圖2顯示的是一個樹形“狼群”，由衛星、“飛狼”無人機、指揮系統以及多個布置在敵區的“地狼”組成。“地狼”中節點利用傳感器采集敵方信息，這些節點再將信息傳送到匯聚節點，由匯聚節點通過衛星或者“天狼”傳到控制系統，最后控制系統經過數據融合等技術得到敵方人員數量、裝備情況、雷達位置、雷達頻譜等信息。而指揮人員就可以從控制系統顯示看到敵方態勢圖，并且可以通過控制系統下達命令，比如干擾敵方雷達，打擊敵方。“狼群”在得到命令后，啟動相應節點設備，比如利用壓制式干擾攻擊敵方的雷達系統，降低敵方偵察接收機靈敏度，從而實現了電子干擾與電子防御。

美國研制出的“狼群”攻擊系統的能探測90%～95%的戰場射頻輻射信號，同時能夠在混雜有友方、中立方和敵方的環境下對野外或開闊地區3km以外的敵方輻射源進行定位。這套系統目前依然在改進，一旦投入使用，將對我方C4ISR系統造成很大的威脅。

（四）小結

無線傳感器網絡技術自問世以來一直在飛速發展，目前，我國也在逐步加大投入研究無線傳感器網絡。除了“狼群”系統外，無線傳感器網絡在軍事中尤其是在電子戰方面仍然有廣闊的應用前景。通過對“狼群”的研究，我們不僅要研制出類似系統，還要改進我方雷達、通信系統，開發能夠防備打擊敵方“狼群”的技術。

參考文獻：

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