三類視距無多徑空間信道對(duì)通信對(duì)抗的影響分析?

石 榮 謝佳霖 胡 柱

（電子信息控制重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室 成都 610036）

1 引言

狹義上的信道是指信號(hào)傳輸?shù)耐ǖ溃瑢?duì)通信系統(tǒng)而言，信道是信號(hào)從發(fā)射端傳輸至接收端所經(jīng)過的傳輸媒質(zhì)，通常劃分為有線信道、無線信道和存儲(chǔ)信道等［1～2］。如果再細(xì)分下去，有線信道細(xì)分為雙絞線信道、同軸電纜信道、光纖信道等；無線信道則細(xì)分為短波信道、超短波信道、微波信道、激光信道等，根據(jù)不同的準(zhǔn)則有不同的劃分方法與類別［3～5］。而廣義上的信道還包括了信號(hào)傳輸?shù)南嚓P(guān)設(shè)備，即發(fā)射機(jī)、接收機(jī)、收發(fā)天線等。本文所討論的空間信道屬于廣義無線信道，與無線電波的空間傳輸特性直接相關(guān)，特別是收發(fā)天線的波束方向圖在各個(gè)空間方向上的增益差異，導(dǎo)致無線電波在空間不同方向上信號(hào)傳輸強(qiáng)度各不相同，所以在本文的討論分析中信號(hào)收發(fā)雙方的天線，包括發(fā)射天線和接收天線及其之間的傳輸媒質(zhì)共同構(gòu)成了一個(gè)空間信道［6］。

關(guān)于信號(hào)在信道中傳輸特性的分析早已成為各類地面無線通信系統(tǒng)研究的重要內(nèi)容之一，各種典型的地面無線通信信道包括：多徑信道、瑞利衰落信道、萊斯衰落信道、Nakagami-m 信道等，在有關(guān)移動(dòng)通信的教科書與各類技術(shù)文獻(xiàn)中廣泛討論［7～9］。如果按照無線傳輸收發(fā)雙方之間是否存在視距、以及是否存在多徑這兩個(gè)特征維度來劃分，在本文所關(guān)注的視距無多徑空間信道中，發(fā)射端天線與接收端天線之間存在視距傳輸條件，且沒有多徑傳輸分量，此類信道在空空通信與星間通信等應(yīng)用場(chǎng)景中十分常見［10～12］。如果不考慮收發(fā)兩端的天線波束方向圖的影響，此類信道近似于自由空間傳輸，所以很難引起大家的關(guān)注，有關(guān)這方面的討論也非常少，但是一旦將收發(fā)雙方的天線作為廣義信道的一部分來加以研究，則會(huì)發(fā)現(xiàn)此類信道對(duì)通信對(duì)抗的效能會(huì)產(chǎn)生巨大影響，甚至在理論模型上會(huì)導(dǎo)致通信對(duì)抗中攻防雙方的地位發(fā)生翻天覆地的變化。

所以本文在對(duì)具有代表性的三類視距無多徑空間信道傳輸特性歸納總結(jié)之后，針對(duì)通信雙方均采用全向天線、分別采用全向與定向天線、以及均采用定向天線這三類情況，從理論模型上闡述了視距無多徑空間信道傳輸對(duì)通信偵察、通信干擾、通信電子防御的影響，并在此基礎(chǔ)上對(duì)陣列天線波束零點(diǎn)調(diào)控中的固定方向波束置零與自適應(yīng)波束方向圖置零所導(dǎo)致通信偵察干擾的效能下降問題進(jìn)行了進(jìn)一步分析與討論，揭示了通信偵察與通信干擾向分布式協(xié)同方向發(fā)展的必然趨勢(shì)。

2 三類視距無多徑空間信道及其特性

如前所述，視距無多徑空間信道傳輸?shù)牟町愔饕w現(xiàn)在收發(fā)雙方所使用的天線上。記發(fā)射方與接收方的天線增益分別為GT,dB和GR,dB（單位dB），收發(fā)天線之間的直線距離為dTR,km（單位km）。對(duì)于頻率為fGHz（單位GHz）的信號(hào)來講，從發(fā)射天線入口處至接收天線出口處的信號(hào)傳輸衰減HTR,dB通常由下式表達(dá)：

式（1）中FfGHz,dB(dTR,km) 表示頻率為fGHz，傳輸距離為dTR,km條件下的自由空間傳輸衰減，如下所示：

從天線波束方向圖的角度考慮，選取其中最具代表性的兩種情況，即全向天線與高增益定向天線來進(jìn)行后續(xù)分析。理論上全向天線的波束方向圖為空間中的一個(gè)標(biāo)準(zhǔn)球面，天線增益Gom,dB=0dB；高增益定向天線有主波束、旁瓣波束的差異，在主波束方向上增益Gmain,dB較高，信號(hào)輻射強(qiáng)度較大，而在旁瓣波束方向上增益Gside,dB很低，信號(hào)輻射強(qiáng)度也很小。二者之間的差異稱為定向天線的主副比：

根據(jù)收發(fā)兩端的天線類型，將視距無多徑空間信道劃分為如下三類：

1）收發(fā)雙方均采用全向天線。在此條件下GT,dB=GR,dB=0dB，于是收發(fā)雙方之間的信號(hào)傳輸衰減Hoo,dB將退化為標(biāo)準(zhǔn)的自由空間傳輸損耗：

2）收發(fā)雙方分別采用全向與定向天線。在此條件下信號(hào)傳輸衰減Hod,dB為

3）收發(fā)雙方均采用定向天線。在此條件下信號(hào)傳輸衰減Hdd,dB為：

式（6）中Gmain1,dB和Gmain2,dB分別表示收發(fā)兩端定向天線的主波束增益。

通過式（4）～式（6）的對(duì)比可知，當(dāng)定向天線增益遠(yuǎn)大于全向天線增益時(shí)，有下式成立：

在通信傳輸中傳輸損耗越低意味著通信接收端收到的信號(hào)能量越大，在相同信息傳輸速率條件下比特能量信噪比Eb/n0越大，通信的可靠性越高，抗干擾能力越強(qiáng)。不僅通信傳輸會(huì)經(jīng)歷視距無多徑空間信道，而且通信偵察與通信干擾同樣也會(huì)受上述信道傳輸?shù)挠绊?，但由于通信?duì)抗設(shè)備與通信收發(fā)設(shè)備在空間位置上的差異，所以產(chǎn)生的影響也是不同的，接下來繼續(xù)分析。

3 視距無多徑信道對(duì)通信對(duì)抗的影響

雖然廣義的通信對(duì)抗包含了通信偵察、通信干擾與通信電子防御三個(gè)方面，但在此我們主要研究通信偵察與干擾。記通信雙方的距離為dCom,km，通信偵察天線的增益為GRec,dB，其與通信發(fā)射天線之間的距離為dRec,km，通信干擾天線的增益為GJam,dB，其與通信接收天線之間的距離為dJam,km。假設(shè)通信收發(fā)雙方的天線均準(zhǔn)確指向了對(duì)方，偵察天線準(zhǔn)確指向了通信發(fā)射端天線，干擾天線也準(zhǔn)確指向了通信接收端天線，且通信信道、偵察信道、干擾信道均是視距無多徑空間信道。在此條件下，這三類信道之間的差異除了傳輸距離不同之外，則主要體現(xiàn)在通信收發(fā)天線、偵察天線與干擾天線的波束方向圖上，所以下面以通信收發(fā)雙方所采用的不同天線類型分別進(jìn)行討論。

3.1 通信雙方均采用全向天線

在通信雙方均采用全向天線的條件下，整個(gè)偵察干擾應(yīng)用場(chǎng)景如圖1所示。

圖1 在通信雙方均采用全向天線條件下的對(duì)抗場(chǎng)景

圖1 所示的通信場(chǎng)景在空空戰(zhàn)術(shù)無線通信電臺(tái)之間的信號(hào)傳輸應(yīng)用中比較常見，通信收發(fā)雙方的天線在360°方位向所輻射的信號(hào)強(qiáng)度相同，具有全向輻射特征。在此場(chǎng)景中偵察距離dRec,km、干擾距離dJam,km與通信距離dCom,km通常在同一個(gè)數(shù)量級(jí)上，相差不大。如果偵察天線與干擾天線也采用全向天線，由式（4）可知，偵察信號(hào)傳輸衰減、干擾信號(hào)傳輸衰減與通信信號(hào)傳輸衰減均由自由空間傳輸損耗而定，相差不大。另一方面，偵察干擾方還可采用定向天線，其增益分別為GRec,dB和GJam,dB，按照對(duì)比分析方法，對(duì)于偵察來講，在此條件下截獲到的目標(biāo)信號(hào)強(qiáng)度甚至比通信接收方接收到的正常通信信號(hào)還要高，完全能夠確保信號(hào)偵察任務(wù)的有效完成；對(duì)于干擾來講，注入到通信接收機(jī)中的干擾信號(hào)強(qiáng)度甚至比原有的通信信號(hào)還要強(qiáng)，這也有利于提升干擾的有效性。總地來講，圖1 所示的通信雙方均采用全向天線的應(yīng)用場(chǎng)景對(duì)于通信偵察干擾的實(shí)施是非常有利的，這也是傳統(tǒng)通信對(duì)抗的主要應(yīng)用場(chǎng)景之一。

3.2 通信雙方分別采用全向與定向天線

此類通信場(chǎng)景又可細(xì)分為兩種，分別討論如下。

1）通信發(fā)射端采用定向天線、接收端采用全向天線，此時(shí)的偵察干擾應(yīng)用場(chǎng)景如圖2所示。

圖2 在通信發(fā)射端采用定向天線、接收端采用全向天線條件下的對(duì)抗場(chǎng)景

圖2 所示的通信場(chǎng)景在遙控傳輸應(yīng)用中比較常見，遙控指令發(fā)射端通常采用高增益定向天線，其增益為GCom,dB，主波束方向指向被控制的接收端，而接收端為了確保平臺(tái)在各種姿態(tài)下都能夠有效接收遙控信號(hào)通常采用全向天線；地對(duì)空長距離無人機(jī)遙控和地對(duì)天衛(wèi)星遙控都是其典型應(yīng)用代表。于是通信傳輸?shù)目臻g信道衰減HC,od,dB為

干擾信號(hào)的空間傳輸衰減HJ,do,dB為

通常情況下干擾距離dJam,km與通信距離dCom,km在同一個(gè)量級(jí)上，當(dāng)通信定向發(fā)射天線增益GCom,dB與定向干擾天線增益GJam,dB相差不大的情況下，干擾信號(hào)傳輸衰減HJ,do,dB與通信信號(hào)空間信道衰減HC,od,dB均在同一量級(jí)上，相差也不大。所以對(duì)于干擾方來講，通過適當(dāng)增大干擾發(fā)射機(jī)輸出功率等手段，也能夠在一定程度上使得注入到通信接收機(jī)中的干擾信號(hào)強(qiáng)度比原有的通信信號(hào)還要強(qiáng)，可以確保干擾的有效性。

對(duì)于偵察來講，由于偵察天線方向上對(duì)準(zhǔn)的是通信發(fā)射天線的旁瓣波束，于是偵察信道上空間傳輸衰減HRe,dB如下式所表達(dá)。

如果天線旁瓣增益按0dBi 量級(jí)考慮，那么GCom,dB≈GMS,dB，對(duì)比式（10）與式（8）可知，在偵察天線增益GRec,dB與通信發(fā)射天線的增益GCom,dB在同一量級(jí)條件下，按照對(duì)比分析法，偵察截獲到的目標(biāo)信號(hào)強(qiáng)度與正常通信接收方所接收到的通信信號(hào)強(qiáng)度在同一量級(jí)上，在此情況下仍可以確保偵察的有效性。

2）通信發(fā)射端采用全天線、接收端采用定向天線，此時(shí)的偵察干擾應(yīng)用場(chǎng)景如圖3所示。

圖3 在通信發(fā)射端采用全向天線、接收端采用定向天線條件下的對(duì)抗場(chǎng)景

圖3 所示場(chǎng)景在遙測(cè)通信傳輸應(yīng)用中比較常見，遙測(cè)接收方作為通信接收端通常采用高增益定向天線，其增益仍然為GCom,dB，而遙測(cè)信號(hào)發(fā)射設(shè)備作為通信發(fā)射端為了確保平臺(tái)在各種姿態(tài)下都能夠有效發(fā)出遙測(cè)信號(hào)通常采用全向天線，通信傳輸空間信道的衰減HC,od,dB仍然如式（8）所表達(dá)。地對(duì)空長距離無人機(jī)遙測(cè)信號(hào)接收和地對(duì)天衛(wèi)星遙測(cè)信號(hào)接收都是其典型應(yīng)用代表。偵察干擾應(yīng)用條件與圖2類似，于是從圖3可以看出，偵察信號(hào)傳輸衰減與通信信號(hào)空間信道傳輸衰減均在同一量級(jí)上，相差不大；所以對(duì)于偵察方來講，偵察截獲的目標(biāo)信號(hào)強(qiáng)度與通信接收端接收到的正常通信信號(hào)的強(qiáng)度在同一量級(jí)上，可以確保實(shí)施有效偵察。

對(duì)于干擾信道來講，定向干擾天線主波束方向?qū)?zhǔn)的是通信接收天線的旁瓣波束，于是干擾信號(hào)的空間傳輸衰減HJ,od,dB為

如果天線旁瓣增益按0dBi 量級(jí)考慮，那么GCom,dB≈GMS,dB，對(duì)比式（11）與式（8）可知，在干擾天線增益GJam,dB與通信發(fā)射天線的增益GCom,dB在同一量級(jí)的條件下，按照對(duì)比分析法，進(jìn)入到通信接收機(jī)的干擾信號(hào)強(qiáng)度與正常通信接收方所接收到的通信信號(hào)強(qiáng)度在同一量級(jí)上，再加上干擾方還可以提升干擾發(fā)射機(jī)輸出功率來增強(qiáng)干擾，所以一般可以確保干擾的有效性。

3.3 通信雙方均采用定向天線互指

在通信雙方均采用定向天線的條件下，整個(gè)偵察干擾應(yīng)用場(chǎng)景如圖4所示。

圖4 在通信雙方均采用定向天線的條件下的對(duì)抗場(chǎng)景

圖4 所示通信場(chǎng)景在微波點(diǎn)對(duì)點(diǎn)通信傳輸、激光點(diǎn)對(duì)點(diǎn)通信傳輸中十分常見。在此場(chǎng)景中，通信收發(fā)雙方與偵察干擾方均采用定向天線，通信收發(fā)雙方的天線增益均為GCom,dB，而偵察干擾通過目標(biāo)天線的旁瓣方向進(jìn)行。于是通信傳輸空間信道的衰減HC,dd,dB為

偵察信號(hào)的空間傳輸衰減HRe,dd,dB為

干擾信號(hào)的空間傳輸衰減HJ,dd,dB為

通常偵察距離dRec,km、干擾距離dJam,km與通信距離dCom,km在同一個(gè)量級(jí)上，如果通信收發(fā)天線的增益GCom,dB、偵察天線的增益GRec,dB和干擾天線的增益GJam,dB也在同一量級(jí)上，且在旁瓣偵察與旁瓣干擾條件下，GCom,dB≈GMS,dB。對(duì)比式（12）～式（14）可知，偵察信號(hào)傳輸衰減與干擾信號(hào)傳輸衰減比正常通信信號(hào)的傳輸衰減都要高約GCom,dB。這意味著：偵察方截獲到的信號(hào)強(qiáng)度將比正常通信信號(hào)弱GCom,dB，而干擾方按照與通信發(fā)射方幾乎一樣的發(fā)射功率發(fā)射干擾信號(hào)，而進(jìn)入通信接收機(jī)的干擾信號(hào)功率也將比正常通信信號(hào)弱GCom,dB，上述空間信道傳輸條件對(duì)偵察干擾的實(shí)施是極為不利的，即通信收發(fā)雙方的高增益天線窄波束通信傳輸具有極強(qiáng)的反偵察與抗干擾的通信電子防御能力。

造成上述現(xiàn)象的原因主要在于旁瓣偵察與旁瓣干擾條件下，通信收發(fā)雙方定向天線的旁瓣增益很低。以地面大口徑反射面天線為例，當(dāng)天線口徑波長比D/λ≥50 時(shí)，天線方向圖的旁瓣峰值增益GSP,dB（單位dBi）需滿足下式［13］，式中θ為離軸角：

由式（15）可見，當(dāng)離軸角超過15°時(shí)，大口徑天線的旁瓣增益就在0dBi 以下了。實(shí)際上在工程應(yīng)用中當(dāng)離軸角超過90°以上時(shí)，采用低旁瓣設(shè)計(jì)的高增益天線的平均旁瓣增益一般在-10dBi～-20dBi的范圍。

特別是在通信雙方采用高增益窄波束定向天線時(shí)，主瓣增益GCom,dB很大，而旁瓣增益很低，從而使得其反偵察與抗干擾的特性更加突出。例如在30GHz 的毫米波頻段，0.5m 口徑大小的天線的主瓣增益GCom,dB可達(dá)到47dB 左右；而當(dāng)工作頻段達(dá)到200THz～300THz 激光頻段時(shí)，一個(gè)0.1m 口徑的光學(xué)天線組件的增益GCom,dB就高達(dá)100dB 量級(jí)。在實(shí)施反通信偵察時(shí)，通信發(fā)射端還能夠控制發(fā)射機(jī)輸出功率，使得經(jīng)過空間信道之后的正常通信信號(hào)在通信接收機(jī)入口處的電平超過接收機(jī)噪聲基底之上的分貝數(shù)剛好滿足通信解調(diào)門限要求，而遠(yuǎn)遠(yuǎn)小于GCom,dB，在此條件下由式（13）可知：通信偵察方在旁瓣方向上截獲到的信號(hào)強(qiáng)度將遠(yuǎn)遠(yuǎn)低于接收機(jī)的噪聲基底，幾乎無法檢測(cè)到目標(biāo)通信信號(hào)的存在，這樣就從理論上實(shí)現(xiàn)了LPI/LPD 的安全通信傳輸。在實(shí)施抗干擾通信時(shí)，通信發(fā)射端控制發(fā)射機(jī)滿功率發(fā)射，此時(shí)即便處于接收天線旁瓣方向上的通信干擾方采用同樣的發(fā)射機(jī)滿功率發(fā)射干擾信號(hào)，由式（14）可知：干擾信號(hào)在通信接收機(jī)入口處信號(hào)電平仍然遠(yuǎn)遠(yuǎn)小于正常的通信信號(hào)，無法對(duì)其實(shí)施有效干擾。由上可見，通信雙方采用高增益窄波束定向天線互指?jìng)鬏?，特別是進(jìn)入毫米波、太赫茲和激光通信頻段之后，從理論上講，將會(huì)使得常規(guī)的通信偵察與干擾方法幾乎完全失效，從而達(dá)到有效的通信電子防御目的。

4 陣列天線波束零點(diǎn)調(diào)控的影響

在3.3節(jié)的通信雙方采用高增益定向窄波束天線互指?jìng)鬏斶^程中，偵察干擾都只能通過目標(biāo)天線的旁瓣來實(shí)施，如果天線旁瓣增益按0dBi，或者-10dBi～-20dBi 的量級(jí)來估算，這樣的應(yīng)用條件其實(shí)并不算苛刻。實(shí)際上在陣列天線的工程應(yīng)用中，通過對(duì)各個(gè)單元天線進(jìn)行有效的加權(quán)控制，便能夠使得陣列天線在主波束指向預(yù)定方向的條件下，調(diào)控天線波束方向圖零點(diǎn)位置，使得零點(diǎn)方向的天線增益遠(yuǎn)遠(yuǎn)低于0dBi，達(dá)到-30dBi，甚至-50dBi 的量級(jí)。這樣一來將進(jìn)一步拉大通信信道與偵察干擾信道之間的傳輸損耗差距，更加提升了通信雙方反偵察與抗干擾的能力。具體來講有兩種方式：

1）在設(shè)定時(shí)段對(duì)固定方向進(jìn)行波束方向圖置零

如果通信雙方均已知偵察干擾方的位置信息，顯然通過空間幾何關(guān)系即可計(jì)算出偵察方相對(duì)于通信發(fā)射天線的方位角θRe-C，以及干擾方相對(duì)于通信接收天線的方位角θJ-C。在通信收發(fā)雙方均采用陣列天線的條件下，利用上述信息，通信發(fā)射方通過發(fā)射陣列加權(quán)處理，使得發(fā)射天線主波束準(zhǔn)確指向通信接收方的同時(shí)，在θRe-C角方向上形成發(fā)射天線波束方向圖的零點(diǎn)。從理論上講，天線波束零點(diǎn)方向的信號(hào)強(qiáng)度為零，以至于偵察方接收不到任何信號(hào)，無法完成偵察任務(wù)。同理，通信接收方通過接收陣列加權(quán)處理，使得接收天線主波束準(zhǔn)確指向通信發(fā)射方的同時(shí)，在θJ-C角方向上形成接收天線波束方向圖的零點(diǎn)。從理論上講，天線波束零點(diǎn)方向的信號(hào)強(qiáng)度為零，以至于干擾信號(hào)完全不能進(jìn)入通信接收機(jī)，無法實(shí)現(xiàn)有效干擾。如圖5所示。

圖5 通信雙方均采用陣列天線，且使用天線波束在固定方向置零來反偵察抗干擾的應(yīng)用場(chǎng)景

由圖5 可見：從理論上講通信雙方采用陣列天線后，通過使用在固定方向上的天線波束方向圖置零能夠達(dá)到完美的反偵察與抗干擾的效果。但是工程實(shí)際應(yīng)用效果與理論極限之間還是存在一定差距的，主要是由于天線波束零點(diǎn)深度還不夠深，以及零點(diǎn)方向還不夠準(zhǔn)確等原因而造成的，所以工程實(shí)際應(yīng)用效果取決于研制的陣列天線的性能究竟能達(dá)到何種水平，即天線方向圖的工程實(shí)際調(diào)零深度與理論值之間的差異。

2）自適應(yīng)波束方向圖調(diào)零

前述采用固定方向波束置零的前提條件是通信雙方準(zhǔn)確已知偵察干擾方所在的方向，但在實(shí)際應(yīng)用中，這一條件并不能隨時(shí)得以滿足。對(duì)此通信接收方還可以采用陣列天線的自適應(yīng)波束調(diào)零技術(shù)來實(shí)現(xiàn)接收天線在干擾來波方向上自動(dòng)形成天線波束方向圖的零點(diǎn)。該技術(shù)在各種陣列信號(hào)處理文獻(xiàn)中都已經(jīng)大量報(bào)道，所以在此就不再展開贅述，大家直接參見相關(guān)文獻(xiàn)即可。

通過自適應(yīng)波束置零技術(shù)，在通信接收端同樣能夠在干擾信號(hào)來波方向上合成天線波束方向圖的零點(diǎn)，從而使得干擾信號(hào)無法進(jìn)入到通信接收機(jī)之中。雖然部分文獻(xiàn)也報(bào)道過干擾方通過閃爍干擾、交叉極化干擾等手段來降低通信接收方的自適應(yīng)波束調(diào)零的效果，但實(shí)際上這取決于通信接收方所使用的自適應(yīng)波束調(diào)零算法的種類與設(shè)置的參數(shù)。有的算法可以被干擾方利用并攻擊，但有的算法卻可以使得閃爍干擾等失效，其中技術(shù)實(shí)現(xiàn)的關(guān)鍵在于通信接收端對(duì)各種波束調(diào)零算法的綜合應(yīng)用與快速切換，甚至還可以與固定方向波束置零方法組合應(yīng)用，最終達(dá)到魯棒抗干擾的目的，這實(shí)際上體現(xiàn)了干擾與抗干擾雙方博弈對(duì)抗的過程，沒有絕對(duì)的優(yōu)劣結(jié)果，主要取決于雙方各自的智慧與能力。

綜上所述，通信收發(fā)雙方采用陣列天線的波束零點(diǎn)調(diào)控實(shí)際上也是廣義空間信道控制的重要手段之一，只要通信收發(fā)雙發(fā)能夠更好地利用空間信道傳輸控制手段，就能夠在反偵察抗干擾的對(duì)抗過程中占得先機(jī)。當(dāng)然，偵察干擾方也會(huì)采用新的方法與技術(shù)來爭(zhēng)奪優(yōu)勢(shì)，接下來繼續(xù)討論。

5 偵察干擾向分布式協(xié)同方向發(fā)展

由上可知，當(dāng)通信雙方所使用的天線從全向天線演變到定向天線，并在高增益窄波束定向天線互指條件下，具備了極強(qiáng)的反偵察與抗干擾能力。甚至在通信收發(fā)雙方采用陣列天線時(shí)，通過固定波束方向置零技術(shù)已經(jīng)從理論上具備了完美的反偵察與抗干擾特性，偵察干擾行動(dòng)的實(shí)施在理論上幾乎已經(jīng)失去了進(jìn)一步發(fā)展的空間，留下的工作僅僅是工程實(shí)現(xiàn)與理論模型之間的差距彌補(bǔ)而已。實(shí)際上對(duì)于單個(gè)偵察干擾設(shè)備來講，在上述應(yīng)用場(chǎng)景中理論上的進(jìn)一步提升空間的確受限，但是對(duì)于多個(gè)偵察干擾設(shè)備所組成的集群對(duì)抗網(wǎng)絡(luò)來講，通過分布式協(xié)同對(duì)抗仍然具備進(jìn)一步的發(fā)展?jié)摿Α?/p>

分布式協(xié)同偵察干擾，即將偵察干擾設(shè)備部署于大量各類平臺(tái)上，各平臺(tái)在整個(gè)空間中按照一定規(guī)律設(shè)計(jì)分布位置。這就意味著，部分偵察干擾平臺(tái)就能夠進(jìn)入到通信收發(fā)雙方的天線主波束所覆蓋的空間范圍之內(nèi)，此時(shí)就可實(shí)施主瓣偵察與主瓣干擾，有效消除了旁瓣偵察與旁瓣干擾由于目標(biāo)天線較高的主副比所帶來對(duì)抗效能下降的問題。即便是偵察干擾平臺(tái)沒有位于目標(biāo)通信天線的主波束覆蓋范圍內(nèi)，至少也可以位于主波束的近旁瓣角度區(qū)域。以高增益反射面天線為例，其第一旁瓣的增益通常比主波束低12dB～14dB，所以近旁瓣的增益損失并不太大，此時(shí)仍然能極大地提升偵察截獲的信號(hào)強(qiáng)度，增大注入到目標(biāo)天線中的干擾信號(hào)強(qiáng)度，從而提升偵察干擾的效能。

另一方面，分布式偵察干擾平臺(tái)數(shù)量眾多，部分平臺(tái)可以實(shí)施近距離的抵近偵察與抵近干擾，通過偵察和干擾距離的縮短來減少空間信道傳輸衰減，通過距離優(yōu)勢(shì)來彌補(bǔ)旁瓣偵察與旁瓣干擾的劣勢(shì)，這樣也能夠提升偵察干擾的效能。而在分布式基礎(chǔ)上的協(xié)同應(yīng)用則意味著可以用數(shù)量優(yōu)勢(shì)去彌補(bǔ)空間信道傳輸衰減的弱勢(shì)，信號(hào)級(jí)的協(xié)同不僅可以提升偵察截獲信號(hào)的信噪比，也能提升干擾信號(hào)對(duì)目標(biāo)信號(hào)的干信比，而且在群體目標(biāo)對(duì)抗過程中，以多對(duì)多的協(xié)同偵察干擾也是必然采取的對(duì)抗策略，這些都為通信偵察干擾效能的提升開辟了又一條全新的發(fā)展之路。

由上可見，通信對(duì)抗的未來發(fā)展趨勢(shì)之一必然是多平臺(tái)分布式協(xié)同偵察干擾，只有這樣才能突破通信收發(fā)雙發(fā)采用高增益天線定向窄波束傳輸所帶來的對(duì)抗理論上的瓶頸限制，進(jìn)入新的博弈階段。

6 結(jié)語

本文以通信雙方均采用全向天線、分別采用全向與定向天線、以及全部采用定向天線這三類情況為例，對(duì)三類視距無多徑空間信道中信號(hào)傳輸?shù)乃p特性進(jìn)行了定量的分析與對(duì)比，展現(xiàn)了通信雙方采用高增益定向窄波束天線互指所具有的極強(qiáng)反偵察與抗干擾能力。在此基礎(chǔ)上進(jìn)一步指出了陣列天線對(duì)固定方向進(jìn)行波束方向圖置零、以及自適應(yīng)波束方向圖調(diào)零給通信偵察與通信干擾所帶來的巨大挑戰(zhàn)。最后針對(duì)以上挑戰(zhàn)，分析并推斷了未來的通信對(duì)抗向分布式協(xié)同方向發(fā)展的必然趨勢(shì)，從而為通信對(duì)抗的未來發(fā)展規(guī)劃研究提供了重要參考。