軟件無線電及其在軍事中的應用

　　軟件無線電在軍事通信中的應用

　　軟件無線電這個術(shù)語最早是美軍為了解決海灣戰(zhàn)爭中多國部隊各軍種進行聯(lián)合作戰(zhàn)時所遇到的互通互聯(lián)互操作問題而提出來的一個新概念。因為以往的軍事通信裝備無論是工作頻段，還是信息傳輸格式或者是通信體制，陸、海、空三軍均各自為政，互不兼容，導致在聯(lián)合作戰(zhàn)時各軍種間無法進行快速溝通、互傳信息情報，結(jié)果是名義上的聯(lián)合作戰(zhàn)，而實際上只是各軍種的簡單參與，完全形成不了真正意義上的“聯(lián)合”，為了解決上述問題，1995年美國國防高級研究設計局(DARPA)提出了SPEAKeasy計劃，稱之為“易通話”計劃。該計劃的最終目的是開發(fā)一種能適應聯(lián)合作戰(zhàn)要求的三軍統(tǒng)一的多頻段、多模式電臺即MBMMR(Multi-Band Multi-Mode Radio)電臺。MBMMR電臺不僅能與常規(guī)的HF、VHF、UHF電臺通信，而且還能與SINC-GARS、Have-QuickⅡ跳頻電臺以及衛(wèi)星通信終端、Link11數(shù)據(jù)鏈終端、EPLRS設備等非常規(guī)通信裝備進行話音通信和數(shù)據(jù)或視頻傳輸，同時還能接入民用蜂窩系統(tǒng)，而且還具備GPS定位和定時同步功能。MBMMR電臺的組成框圖如圖2所示。

　　對于接收過程，首先通過接收信道進行頻率變換，把射頻信號變換為中頻信號，然后進行A/D采樣，把模擬信號變換為數(shù)字信號。高采樣率的數(shù)字信號首先經(jīng)過預處理，根據(jù)所接收的信號帶寬進行抽取濾波，并形成正交基帶信號，然后送到波形處理器進行解調(diào)，得到話音或數(shù)據(jù)、視頻信息。通過波形處理器得到的解調(diào)數(shù)據(jù)并不馬上送到人機接口單元進行監(jiān)聽或顯示，而是首先經(jīng)過信息安全性檢測。信息安全監(jiān)控單元的作用主要是進行信息加密和解密，并進行身份合法性9鑒定，以確保信息安全。發(fā)射過程與接收過程正好相反。另外，這種多頻段多模式電臺除了完成一般的通信電臺的功能外，還可以用作無線網(wǎng)關(guān)，即在兩個不同制式的電臺之間起到制式轉(zhuǎn)換的作用。例如Have-Quick電臺與Link11終端用戶之間的通信就可以通過MBMMR電臺來實現(xiàn)。它首先把Have-Quick的信號接收下來進行解調(diào)后，再重新按Link11的波形要求調(diào)制到Link11終端用戶的頻率上，并發(fā)射出處，反之亦然。

　　軟件無線電在電子戰(zhàn)中的應用

　　軟件無線電的概念雖然最早是從通信領(lǐng)域產(chǎn)生并迅速發(fā)展起來的，而且目前的研究熱點也在通信領(lǐng)域，但是軟件無線電這種新概念、新思想及其逐步形成的新理論、新技術(shù)在電子戰(zhàn)中也有廣闊的應用前景。電子戰(zhàn)的最主要的特點是頻段寬(幾乎覆蓋整個無線頻段)，待處理的信號的種類多，而且是處于被動接收的條件下工作。而且目前的電子戰(zhàn)系統(tǒng)往往都是在已知或者在事先假設的幾種信號樣式下進行工作的，一旦目標信號特征或通信方式發(fā)生變化，該系統(tǒng)就無能為力，必須研制開發(fā)新的電子站系統(tǒng)來適應這種變化，帶來的后果不僅僅是提高了裝備費用，而且往往會失誤戰(zhàn)機。所以，研究開發(fā)一種工作頻段寬，波形適應能力強，可擴展性好，既能適應通信信號，也能適應雷達信號，還能適應導航和敵我識別信號的綜合電子戰(zhàn)系統(tǒng)是現(xiàn)代信息戰(zhàn)爭的必然要求，軟件無線電是解決這一問題的最佳技術(shù)途徑。

　　軟件化電子偵查接收機

　　所謂軟件化電子偵察接收機是指基于軟件無線電原理而實現(xiàn)的用于對目標信號進行分析識別、特征提取和參數(shù)測量，對通信信號還能解調(diào)信息的電子戰(zhàn)偵察分析接收機。這種接收機不僅能對各種通信信號(包括衛(wèi)星通信信號、遙控遙測信號)進行偵察分析，也能對雷達信號、導航信號或者是敵我識別信號進行偵察分析，是一種多頻段、多模式、多功能的電子接收機。這種接收機對波形的適應性要求很高，對信號分析處理的功能要求更強，而且頻帶要求也更寬。其組成框圖如圖3。

　　圖中A/D之前的分頻段天線、模擬前端電路、模擬中頻變換電路都是為了適應寬頻帶的要求而設置的模擬信號處理環(huán)節(jié)。0.1MHz~60GHz如此寬的頻段用一個通道來實現(xiàn)顯然是非常困難的，所以在圖中的模擬處理環(huán)節(jié)畫出了多個通道(多個一中頻)以對應不同的頻段，如0.1MHz~2000MHz，2GHz~4GHz，4GHz~8GHz，8GHz~16GHz，16GHz~30GHz，30GHz~60GHz。空中電磁信號通過天線感應形成電壓被送到模擬前端電路進行濾波、放大和混頻，被變換為一中頻信號。一中頻信號的中頻頻率將根據(jù)不同的頻段選取不同的頻率值，以能較好地滿足互調(diào)抑制、中頻抑制、鏡像抑制等要求。不同的一中頻信號再經(jīng)過中頻變換模塊變換為統(tǒng)一的二中頻信號。二中頻之頻率為固定值，二中頻信號被放大到足夠電平后，送到高速A/D進行采樣數(shù)字化，高速A/D數(shù)據(jù)再送到后續(xù)的正交數(shù)字下變頻單元，進行正交變換和采樣率變換，得到與信號帶寬相適應的正交低速率的數(shù)字信號，以便與后續(xù)的DSP進行信號特征的提取與分析識別和參數(shù)測量，對通信信號則可進行解調(diào)偵收。

　　這種基于軟件無線電原理的電子戰(zhàn)偵察接收機，不僅具有廣泛的波形適應性，信號帶寬適應性，而且具有很強的功能擴展性，而這種適應能力或可擴展性完全都是建立在同一硬件平臺上，通過加載不同的分析處理軟件來完成的。所以，這種軟件化電子戰(zhàn)偵察接收機將是未來綜合電子戰(zhàn)的發(fā)展方向。