Mar k ⅫA Mo d e 5對抗方法研究

四川九洲電器集團有限責任公司 孫盛喜

Mar k ⅫA Mo d e 5對抗方法研究

四川九洲電器集團有限責任公司 孫盛喜

Mode 5是西方體制敵我識別系統的最新升級，其對抗方法是當前敵我識別對抗領域的重要研究課題。在總結當前敵我識別系統有效對抗方法的基礎上，分析了各種方法對Mode 5的干擾效果。通過定量計算，可知噪聲壓制對Mode 5的干擾難度并不大，是目前針對Mode 5最為有效的對抗方法。

敵我識別；Mode 5；噪聲壓制；欺騙利用；應答機占據；高重頻脈沖

0 引言

識別敵我是古今中外戰爭中首先要解決的根本問題之一；在現代電子戰和信息戰中，準確、可靠、迅速地掌握目標的敵我屬性信息已成為交戰雙方開戰的首要前提條件[1]。毫不夸張地說，無法準確識別敵我，就難以避免戰場誤傷事件。從某種意義上講，用于識別敵我的敵我識別系統在很大程度上影響和決定了戰爭的進程和最終結果。

目前存在多種敵我識別的技術手段，這其中使用最廣、技術最成熟、參與實戰最多的是基于二次雷達體制的雷達敵我識別系統。世界各大國的主要敵我識別手段均采用該體制，如美國和北約使用的西方體制敵我識別系統、俄羅斯和獨聯體國家使用的東方體制敵我識別系統等。鑒于雷達敵我識別系統的重要性，其對抗與反對抗問題研究已成為電子對抗領域的一個重要研究課題。

Mark ⅫA是西方體制敵我識別系統的最新發展，在Mark Ⅻ基礎上增加了Mode 5。Mode 5采用了多種先進技術，具備較強的抗干擾性和安全保密性。目前針對Mode 5的研究主要是工作性能[2]、消息格式[3]、噪聲干擾時的誤碼率計算[4-5]等，沒有側重對抗措施和對抗方法的研究。本文對Mode 5的對抗方法研究，可以為我國敵我識別對抗及反對抗提供一定借鑒。

1 雷達敵我識別系統對抗方法

雷達敵我識別系統通過無線詢問-應答方式，建立與待識別目標之間的信息交換通道，實現對目標的屬性判別。通過阻斷或者加入敵方雷達敵我識別系統的詢問-應答信息交換通道，影響其對目標屬性的正確判別，都可以達到對抗敵方敵我識別系統的目的。

目前，雷達敵我識別系統的對抗方法主要有四類：噪聲壓制干擾、欺騙利用、應答機占據和高重頻脈沖干擾等[6]。

1.1 噪聲壓制干擾

在敵方敵我識別系統的工作頻點上，對抗設備發射較強的噪聲調制信號，阻塞敵我識別系統的接收信道，使之無法完成正常的信息交換。西方體制敵我識別器使用固定的工作頻率，有利于噪聲壓制干擾的實施。

1.2 欺騙利用

對抗設備偵收敵方的詢問和應答信號并加以存儲。當收到敵方詢問機發出的詢問信號時，轉發對應模式的應答信號，敵方詢問機會將我方目標識別為友方，失去分辨敵我的能力；另外，對抗設備也可以發出敵方詢問信號，誘使敵方應答機應答，暴露敵方目標的行蹤。

美軍敵我識別信號采用了加密手段，僅依靠戰時的偵察分析是不夠的，需要平時廣泛搜集，才能在戰時發揮作用。

1.3 應答機占據

應答機發射應答信號，或者收到詢問旁瓣抑制信號時，會抑制對其后一段時間內收到詢問信號的處理。如果干擾設備重復發射敵方詢問信號或詢問旁瓣抑制信號，其威力范圍內的敵方應答機會被占據。此時，敵方詢問機就無法完成對這些應答目標的屬性判別。

應答占據充分利用了雷達敵我識別系統的弱點，用不大的功率就可以癱瘓敵我識別系統，是一種高效的對抗方法。

1.4 高重頻脈沖干擾

敵我識別系統的詢問應答信號是一組加密脈沖，如果提前偵獲其脈沖寬度和間隔等參數，即便不知道其攜帶信息，干擾設備也能以極高的頻率發射一組與敵方詢問應答信號脈寬和間隔相同的脈沖串，該信號與敵方信號產生交疊，影響敵方詢問機和應答機解碼，降低其識別概率。

2 對Mode 5干擾效果分析

上節闡述的針對雷達敵我識別系統的主要對抗方法，可以對Mark Ⅻ系統發揮有效的干擾。Mode 5是美國為了應對信息化戰爭下的復雜電磁環境，而對敵我識別系統進行的最新升級。下面分析上述對抗方法對Mode 5的干擾效果。

2.1 欺騙利用

Mode 5采用了時間同步和新的加密體制，加密間隔很短，偵收到的信號只在幾秒內有效；詢問機和應答機增加了應答重復保護和詢問重復保護功能，可以識別轉發信號；另外，應答信號采用隨機應答延時技術，信號到達時間與目標距離不再是線性關系；而且，Mode 5加密強度高，基本無法破譯。因此，難以實現對Mode 5的欺騙利用。

2.2 應答機占據

如前文所述，Mode 5加密間隔短，偵收到的詢問信號很快失效，而且應答機還可以識別轉發信號，所以通過偵收詢問信號并轉發并不能占據應答機。

另外，Mode 5應答機收到詢問旁瓣抑制信號后的抑制時間很短，而且可以識別虛假的詢問旁瓣抑制信號，所以通過轉發詢問旁瓣抑制信號也不能占據應答機。

2.3 噪聲壓制干擾

詢問機使用定向天線，應答機使用全向天線，在雷達敵我識別系統的信息交換通道中應答機屬于薄弱環節。噪聲壓制通常用于干擾應答機，影響其對有效詢問信號的接收，干擾效果表現為詢問機的威力產生回退。

對擴頻系統來說，干擾容限Mj表示系統能在多大干擾環境下正常工作的能力，定義為：

其中：Gp為擴頻系統的處理增益；(S/N)out為解擴輸出端要求的信噪比；Ls為擴頻系統的內部損耗。綜合考慮Mode 5技術體制和工程實現，其Mj約為-4.5dB。這表示信噪比小于4.5dB時，Mode 5就已經無法正常工作。下面以美軍機載詢問機AN/APX-125(V)為例，定量計算噪聲壓制的干擾效果。

AN/APX-125(V)設備端口功率2.4KW，饋線損耗5dB，天線增益8dB；Mode 5標準應答機靈敏度-80dBmW，饋線損耗5dB，天線增益0dB，接收帶寬12MHz；噪聲壓制設備距離詢問機300Km，干擾功率譜密度為1KW/MHz。

以詢問機S為原點，指向噪聲壓制設備J的方向SJ為x軸，建立圖1所示的直角坐標系。經計算，無干擾時，詢問機S的威力為285Km；有干擾時，詢問機的威力被壓縮在半徑為(82+181)/2Km的圓內，詢問機有效識別范圍的面積只有原來的約1/5。也就是說，在距離詢問機300Km遠、功率為12KW的頻率瞄準噪聲壓制設備作用下，詢問機的作戰效能大打折扣。

2.4 高重頻脈沖干擾

高重頻脈沖干擾通常也用于干擾應答機，以極高的頻率轉發詢問信號，轉發信號與敵方詢問信號產生交疊，從而導致應答機無法應答正常詢問信號。

Mode 5詢問信號分為同步脈沖和數據脈沖兩部分，同步后才會觸發對數據脈沖的解碼。對Mode 5高重頻干擾有兩種方式，一種是發射多組嵌套的同步脈沖，不斷觸發應答機對數據脈沖的解碼，使其數據脈沖解碼電路飽和，無法接收正常詢問信號；第二種是發射功率較大的同步脈沖串，遮蓋敵方詢問機的信號。

圖1 噪聲壓制對A N/A P X-1 2 5(V)的干擾效果

對于第一種方式，已知Mode 5應答機具備一定的處理交織詢問能力，另外，如果其數據脈沖解碼通道數足夠，那么高重頻脈沖對其干擾效果并不好。對于第二種方式來說，由于Mode 5采用了擴頻技術，即使干擾同步脈沖串與正常詢問信號有交疊，也需要干擾同步脈沖串功率大于正常詢問信號時，才會影響應答機對正常詢問信號的接收。

3 結論

由于Mode 5增加了多重安全認證手段，轉發詢問、轉發應答、應答機占據等對抗方法都無法發揮應有效果。另外，Mode 5采用了擴頻技術，且可處理交織的詢問信號，高重頻脈沖功率大于詢問信號時，才會影響應答機工作。而噪聲壓制干擾在干擾信號比詢問信號小4.5dB時，就已經可以影響應答機的正常工作。

綜上所述，噪聲壓制干擾是目前對抗Mode 5的一種較為有效的方法，還可以適當降低噪聲壓制干擾的占空比，或者使用方向性天線，來降低壓制難度。另外，在Mode 5升級過渡期內，還可以利用其兼容Mode 4的缺點來實施其它干擾。除此之外，還可以研究攻擊Mode 5時間同步源、破譯密碼等對抗方法的可行性。

[1]修小林,時宏偉,林建,王越．基于不同信息獲取方式的敵我識別系統[J]．電訊技術,2001(5)：1-6．

[2]黃成芳,何利民．敵我識別MK XIIA淺析[J]．電訊技術,2007,47(4)：66-71．

[3]譚源泉,李勝強,王厚軍．西方體制Mark XIIA的Mode 5數據格式分析[J]．電子科技大學學報,2011,40(4)：532-536．

[4]邱宏坤,楊建波,毛虎．MARK XIIA Mode 5系統仿真及抗干擾性能分析[J]．火力與指揮控制,2011,36(10)：104-106．

[5]張麗．Mark ⅫA敵我識別系統仿真與分析[D]．電子科技大學碩士學位論文,2013,6．

[6]白冰,馬飛,范江濤．雷達敵我識別系統干擾方法研究[J]．艦船電子工程,2010,30(4)：110-112,126．