信息对抗新技术.ppt

信息对抗新技术,主要内容,1、绪论2、雷达对抗新技术3、通信对抗新技术4、网络对抗5、信息对抗技术的发展,1、绪论,1.1 信息战的定义与分类1.2 电子信息战的特点,1.1 信息战的定义与分类,定义信息战（IW）是争夺信息控制权的斗争。信息控制权包括：信息获取权，信息传输权、信息处理权和信息利用权。信息武器系统的基本组成信息传感器网络 指挥控制网络 火力打击网络 信息传输网络信息传感器网络以信息获取为主要目的指挥控制网络以信息处理、分发和决策利用为主要任务火力打击网络是信息的利用的重要表现信息传输网络是连接信息系统、时期发挥效能的基本保证,信息对抗的分类,1、根据信息武器系统的组成分类传感器网对抗，指挥控制网对抗，通信与数据链对抗，火力打击武器对抗2、根据信息对抗的技术措施分类信息攻击技术（IA），信息支援技术（IS），信息防护技术（IP）3、根据传统技术领域的分类电子战/电子对抗计算机网络战/网络对抗,电子战的定义与分类,定义电子战是争夺电磁谱控制权的斗争电磁谱范围 3KHz300THz（波长100km1m）分类根据电子战的技术措施分类电子攻击（EA）、电子支援（ES）、电子防护（EP）根据电子战装备的作战对象分类 雷达对抗、通信对抗、光电对抗、网络对抗、导航对抗、遥控遥测对抗、敌我识别对抗、无线电引信对抗等,网络战的定义与分类,定义网络战是争夺计算机网络控制权的斗争分类根据网络战的技术措施分类网络攻击（NA）、网络支援（NS）、网络防护（NP）根据网络系统的传输性质分类 有线计算机网络对抗无线计算机网络对抗根据网络战的作战对象分类INTER网对抗，野战地域网对抗，,1.2 电子信息战的特点,宽频段(瞬时)3KHz300THz（波长100km1m）雷达对抗：3MHz300GHz（波长100m1mm，几乎连续）通信与数据链对抗：3KHz300GHz（波长100Km1mm，但不连续）大视场(瞬时)（宽方位、宽仰角、远距离）雷达对抗：作用距离大于雷达探测距离的1.2倍通信与数据链对抗：具有一定的作用距离复杂、多变、快变电磁信号环境，辐射源数量多，信号密度大、时/空/频交叠严重雷达对抗：雷达辐射源数量数百，信号流密度106PPS通信与数据链对抗：在主要频段的频谱占用度接近100%非协作、非匹配、互对抗性信号处理，技术难度大雷达对抗：大量依靠先验数据库和知识库通信与数据链对抗：同上快速检测、及时反应雷达对抗：特别是导弹逼近告警和威胁告警,2、雷达对抗新技术,2.1雷达对抗概述2.2数字信道化技术2.3数字射频存储（DRFM）技术2.4数字干扰合成（DJS）技术2.5快速、高精度无源定位技术2.6雷达对抗的组网技术,2.1雷达对抗概述,雷达对抗的技术分类 雷达侦察、雷达干扰、雷达攻击、雷达防护/抗干扰雷达对抗与电子战雷达对抗是电子战中发展较早，理论与技术研究较为成熟，应用最多且最有效的一部分，是电子战技术的率先突破口雷达对抗的定义雷达对抗是一切从敌方雷达辐射信号中获取信息（雷达侦察）、破坏或扰乱敌方雷达系统的正常工作（雷达干扰）、毁坏或杀伤敌方雷达装备和人员（雷达攻击）、保护己方雷达、人员和信息安全（雷达防护）的一切战术、技术措施的总称,雷达侦察的基本原理与条件,基本原理 处理模型 侦察接收机 辐 空间 侦 侦察接收天线 射 传播 察 源 调制 接 集 矩阵 收雷达发射天线 传播空间 合 站 n nk 集雷达 合发射机 k,基本条件:,1、雷达发射信号进入传播空间,，传播空间对雷达发射信号进行传播调制,（衰减、迟延、相移/频移，混叠等）,2、侦察接收机收到足够强度的雷达发射信号,（高于侦察接收机灵敏度）,3、雷达信号调制参数属于侦察处理能力范围内,4、侦察接收机能够适应其所在的信号环境,雷达侦察的技术特点,作用距离远（一般为雷达作用距离的1.2倍以上）安全、隐蔽性好获取的信息多而准要求敌方雷达发射不能测距，所以一般不能单站定位,雷达侦察系统的基本组成,子阵列1 子阵列n 宽带天线A11 宽带天线A1L1 宽带天线An1 宽带天线AnLn 接收通道R11 接收通道R1L1 接收通道Rn1 接收通道RnLn 信号处理P11 信号处理P1L1 信号处理Pn1 信号处理PnLn 信号处理与控制P1 信号处理与控制Pn 综合信号处理与控制P,雷达侦察子系统的基本组成（1）,宽带测向天线阵 宽带宽波束测频天线 测向接收机 测频/测时接收机/窄带数字接收机 RF TOA PW PA F 信号处理机 显示记录设备与其它相关设备,侦察作用距离,侦察方程 直视距离侦察距离旁瓣侦察方程雷达方程 距离比,雷达干扰的作用与基本原理,基本原理 干扰模型无源干扰/目标 有源干扰机 目标 空间 雷达 集合 传播 m 调制 传播空间 无源 矩阵 干扰 mR 集合 雷达 集合+n nR 有源+干扰 KR R 集合 k,1、破坏传播空间,2、发射有源干扰信号，破坏雷达检测识别,干扰途径,3、散射雷达信号，破坏雷达检测识别,4、目标雷达隐身,雷达干扰的作用与基本原理,雷达干扰的作用降低雷达对目标的检测概率，减小雷达探测的威力范围（压制性/遮盖性干扰）提高雷达的虚警概率/虚警数，增大目标测量跟踪的误差（欺骗性干扰）对可能存在目标的空间降低雷达探测的发现概率，同时对不存在目标的空间提高雷达的虚警概率（双模干扰）,雷达干扰的主要技术特点,1、具有一定的空间功率优势，需要的有效干扰功率（ERP）一般低于雷达；2、需要不同程度的侦察引导（方向、频率、时间、样式和参数等）；3、形式多样，需要与目标紧密配合；4、资源分配管理，同时干扰多威胁雷达。,干扰方程,雷达接收目标回波信号功率（主瓣指向目标）雷达接收有源干扰信号功率（干扰指向雷达）一般干扰方程 在=0方向需要的干扰功率最小,2.2 数字信道化技术,组成S(t)LNLA BPF MIX IFAMP ADC LO 信号处理FFT数字信道化测频处理：为窗函数，m为信道数，p为滑动时间频率估计：,基于多相滤波的数字信道化处理,基于多相滤波的数字信道化处理,组成：T T T T 抽取p时间T FFT FFT FFT FFT m/p点时间pT FFT p路并行输出特点：FFT速率pT，长度m/p，p路滤波并行输出，处理速度快，资源占用略高,2.3数字射频存储（DRFM）技术,LNLA DIV DMIX DRFM UMIX PA LO SF DLVA EN-DE特点：相参性好，与目标回波的逼真程度高，需要的干扰功率较小，可实现双模干扰，组成较复杂，广泛用于各种干扰机,DRFM的主要技术指标,瞬时带宽：fmin,fmax，f=fmax-fmin存储容量：C=fcknmax杂散抑制：d=10lg(Pm/Ps)读写方式：全脉冲读写 示样脉冲读写 准示样脉冲读写 循环读写,正交下变频技术（DMIX）,基本工作原理 电桥 混频器1 低通滤波器1 I输出 功分 混频器2 低通滤波器2 Q输出主要指标幅相平衡：幅度不平衡：20lg(AI/AQ)相位不平衡：=I-90-Q变频损耗：10lg(Pin/Po),正交上变频技术（UMIX）,基本工作原理 I输入 电桥 混频器1 合路器 混频器2 Q输入主要指标幅相平衡：幅度不平衡：20lg(AI/AQ)相位不平衡：=I-90-Q变频损耗：10lg(Pin/Po),DRFM的移频技术,IQ调制器移频技术数字移相器移频技术数字调制器移频技术,DRFM的收发隔离,收发隔离的基本要求(满足不自激)发射功率 接收灵敏度实际收发隔离度发射功率 接收功率解决措施空间隔离，极化隔离，耦合隔离，对消隔离，发射功率/灵敏度控制，时分隔离,DRFM的带宽扩展,利用有限的DRFM带宽干扰更大频谱范围内的雷达，主要依靠频谱快速引导技术 LNLA/DIV MIX1 基带DRFM MIX2 PA 瞬时测频 选择开关 稳定本振组瞬时测频方法：IFM测频，毗邻滤波器组测频，引导时间200ns,2.4数字干扰合成（DJS）技术,DSP MEM DAC IQMODU MIX PA LO1 LO2 特点：便于通过波形合成，以最佳的干扰样式同时干扰多雷达，功率利用充分，采用接收信号波形合成时类似于转发干扰，也可实现双模干扰，组成略复杂，响应略慢，开始使用,DJS合成的压制干扰信号功率谱,相对谱中心，谱宽，功率,f,0,-1/2T,1/2T,射频噪声干扰,表述 分别为reily分布的噪声包络，均匀分布且与包络独立的噪声相位和与雷达相同的载频对雷达系统的影响 通过接收机带宽选择干信比损失：非相参脉冲包络积累检测雷达目标回波获得脉冲积累增益：脉冲压缩雷达获得目标压缩处理增益：脉冲多卜勒雷达速度检测使干扰分散损失：MTD雷达多卜勒检测带宽使干扰分散损失：需要的检测信噪比8.5dB,射频噪声干扰波形数据的生成,首先生成零中频正交基带噪声 均为0，1区间独立均匀分布的随机序列按照相对谱宽进行滤波时域复卷积频域变换法,射频噪声干扰波形数据的生成,按照相对中心频率进行频移，T 为数据读出时钟周期对多路干扰输出进行加权合成对合成数据进行放大、整形和限幅处理,欺骗干扰数据的生成,来自接收机的正交接收波形数据按照要求进行频移调制按照多目标迟延和功率进行叠加对迭加后数据限幅,2.5快速、高精度无源定位技术,2.5.1 单站相位差变化率定位技术2.5.2 基于数据链的时差定位技术,2.5.1 测向-相位差变化率定位,1 定位背景适用于运动单站对固定辐射源的定位（平面定位或空间定位）。2 平面定位原理 辐射源 参考方向 R1(t)R2(t)干涉仪天线1 d 干涉仪天线2 运动速度V,辐射源至天线1距离辐射源至天线2距离相位差 相位差变化率,2.5.1 测向-相位差变化率定位,2.5.1 测向-相位差变化率定位,利用平面波前条件计算方向：利用传统干涉仪测向方法可求得辐射源方向：当 时，相位差：相位差变化率：该方向不能测向和定位当 时，相位差：相位差变化率：得到距离与相位差变化率的关系：是最佳测向定位方向,2.5.1 测向-相位差变化率定位,在一般短时间、短基线、远距离条件下：相位差变化率：整理后可得：辐射源距离：如果满足：dVt，近似可得：相位差变化率：辐射源距离：,2.5.1 测向-相位差变化率定位,实际工程中举例：根据上述计算，在不考虑测相误差的情况下：,2.5.1 测向-相位差变化率定位,3.定位误差分析1、在=0方向测向定位误差最小2、Vt越大，相位差变化率越大，误差越小3、d/越大，相位变化率越大，测向定位精度越高4、距离越远，达到相同精度需要的定位时间越长5、V、t误差直接影响定位精度,2.5.2 基于数据链的时差定位技术,传统的时差定位技术 也称为基于同步信号的时差定位技术，各测量站将接收信号转发到主站，统一测量各信号到达时间差进行定位数据链的时差定位技术 也称为基于同步时间的时差定位技术，各测量站分别测量接收信号的时间，然后将时间数据汇集到任意站，进行时间差计算和定位,传统的时差定位技术,典型布站定位条件（平面）已知：O,A,B 及两时差,O(0,0),A(r,0),B(r,),E(R,),传统的时差定位技术,求解举例：r=15km,tA=7025ns,tB=93601ns解得：R=300km，=29.999,基于数据链的时差定位技术,定位原理同传统定位技术，通过数据链进行统一授时，各站 分别测量信号到达时间 确定辐射源位置授时方法,授时中心发布授时信号及其所在位置,侦收站1,侦收站2 接受授时信号，并根据位置差计算延时，校对自身时间也可转发回授时中心，进一步校对传输路径误差（10ns）,侦收站3,2.6雷达对抗的组网技术,现代电磁信号环境日益庞大、复杂、多变、快变，通过信息传输网络将各种雷达对抗资源连接在一起，共同应对复杂的电磁环境是电子战技术发展的必然趋势雷达对抗资源的分类和特点信号接收与处理资源 实时提供复杂电磁环境中辐射源信息，分布于陆海空天，协同定位，安全隐蔽，冗余度大VCO类干扰资源 产生压制干扰，简便低廉，需要频率/方向/干扰样式等自引导(有接收瞄准捷变频，适用于特殊的抵近干扰)或外引导(无接收，适用于一般干扰情况)DRFM类干扰资源 产生欺骗或压制干扰，响应快，有窄带接收，需要频带/方向/干扰样式等外引导，主要用于SSJ,SFJDJS类干扰资源 产生压制或欺骗干扰，响应较慢，可同时干扰多个信号，一般不接收，需要频率/方向/干扰样式等引导，主要用于SOJ、ESJ无源干扰资源 产生无源干扰，需要频率/方向/使用数量等外引导反辐射攻击资源 攻击辐射源，必有窄带接收，需要频带等辐射源参数引导，远程隐蔽攻击和抗辐射源静默时需要方向引导指挥决策和控制资源 分析威胁环境态势，确定干扰或攻击对象，分配和控制干扰资源,2.6雷达对抗的组网技术,雷达对抗的组网（“狼群”）工作过程信号接收与处理 实时提供当前战场环境中敌方辐射源信息，在可能的情况下完成威胁辐射源粗定位，结果上传指控中心指控中心 汇集各信号接收与处理资源的信息，融合处理提高精度和可靠性，协同定位提高精度，确定干扰或攻击对象，分配和控制干扰资源各类干扰资源 按照指控引导发射干扰信号,3、通信对抗新技术,3.1 通信对抗的基本原理和特点3.2 suter技术,3.1 通信对抗的基本原理和特点,3.1.1 通信与通信网3.1.2 通信侦察3.1.3 通信干扰3.1.4 通信测向定位与反辐射攻击,3.1.1 通信与通信网,通信 基本的节点间通信 信源与信源编码 调制 信道与信道编码 传输 信源解码与恢复 解调 信道与信道解码 通信网 全体节点间的通信 节点1 节点2 节点n物理信道：所有节点的互联互通信息交互：标准的通信协议,3.1.1 通信与通信网,特点1、收发异地，信号持续时间较长2、频段较低，带宽较窄，波束较宽3、信源/信道编码和调制较复杂，非匹配接收/处理困难4、传输路径多，路由复杂，抗干扰能力强5、对通信双方基本协议明确、规范，影响面大，易从内部突破,3.1.2 通信侦察,通信频谱监视 监视当前频谱范围内的通信信号技术体制：宽带监视与窄带分析相结合 主要功能：信号频谱监视/分析，源信号分离，调制分析识别，调制参数估计，非匹配解调，解码/密通信测向定位 测量通信辐射源的方向/确定其空间位置技术体制：由宽带引导的/窄带分析主要功能：由通信频谱监视在宽带内提供频谱引导，用阵列天线 测量辐射源方向，主要体制为干涉仪阵列测向运动单站定位：测向交汇，测向/相位差变化率定位多站定位：测向交汇，多站相关时差定位，测向时差定位通信信号个体识别和跟踪监视 技术体制：窄带精确分析主要功能：确认和识别通信辐射源个体，通过技术手段跟踪和监 视通信辐射源个体，监视个体交互信源信息,3.1.2 通信侦察,宽带宽波束天线,宽带监视接收机,窄带分析接收机,宽带测向天线阵列,窄带测向接收机,综合信号处理机,数据记录/存储设备,显示控制设备,干扰与其他设备,3.1.3 通信干扰,目的：破坏敌方通信（阻断/欺骗）主要技术手段：发射强功率干扰信号，阻断敌方通信信号传输功能；发射虚假信息，造成敌方信息错误。阻断干扰特点：宽波束覆盖被干扰的地区，采用合理的信道、调制参数，在保证干扰效果的条件下，尽可能降低对干扰功率的要求。必须要通信侦察的技术保障欺骗干扰特点：需要对敌方通信信道、调制、编码、甚至信源等完全透明,3.1.3 通信干扰,对数据通信的梳状谱拦阻干扰对通信网的波形合成干扰,频率合成器,幅相调制器,功放,频率设置,幅相干扰调制码,f0 f0+f,波形存储器,波形合成DSP,DAC,正交调制器,滤波/功放,频率合成器,f1,f2,f3,f4,3.1.4 通信测向定位与反辐射攻击,测向定位 干涉仪测向,分数阶干涉仪测向多站交汇定位,测向引导的多站时差定位反辐射攻击低波段的高精度定位（0.8GHz以下）,3.2 suter技术,1、对有源/无源传感器的定位 对电磁环境的控制 对传感器数据传输网络的侦察，实现信号截获、数据截获、信息截获2、通过对电磁环境的控制，信号、数据、信息与电磁环境的关系，炮制相应的信号、数据、信息进入敌方信息系统3、通过多站信号、数据、信息的传递关系，综合炮制信号、数据、信息进入敌方信息网络，实现对敌信息系统欺骗、阻塞干扰的目的,4 网络对抗技术,4.1 网络侦察技术4.2 非授权网络信息获取技术4.3 网络干扰与攻击技术4.4 网络安全技术,4.1 网络侦察技术,网络扫描技术扫描网络节点域名、路径、认证、分层结构等扫描网络节点的功能、资源与配置网络安全扫描技术测试网络防火墙技术测试网络服务认证技术,4.2 非授权网络信息获取技术,路径扫描技术殖入木马技术反追踪技术,4.3 网络干扰与攻击技术,拒绝服务攻击技术网络病毒攻击技术网络信息篡改攻击技术网络内核崩溃技术,4.4 网络安全技术,网络系统安全技术漏洞扫描技术防火墙技术入侵检测与追踪技术病毒防护技术,