軟件無線電及其在軍事中的應(yīng)用

　　軟件無線電在軍事通信中的應(yīng)用

　　軟件無線電這個(gè)術(shù)語最早是美軍為了解決海灣戰(zhàn)爭中多國部隊(duì)各軍種進(jìn)行聯(lián)合作戰(zhàn)時(shí)所遇到的互通互聯(lián)互操作問題而提出來的一個(gè)新概念。因?yàn)橐酝能娛峦ㄐ叛b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(dǎo)致在聯(lián)合作戰(zhàn)時(shí)各軍種間無法進(jìn)行快速溝通、互傳信息情報(bào)，結(jié)果是名義上的聯(lián)合作戰(zhàn)，而實(shí)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(jí)研究設(shè)計(jì)局(DARPA)提出了SPEAKeasy計(jì)劃，稱之為“易通話”計(jì)劃。該計(jì)劃的最終目的是開發(fā)一種能適應(yīng)聯(lián)合作戰(zhàn)要求的三軍統(tǒng)一的多頻段、多模式電臺(tái)即MBMMR(Multi-Band Multi-Mode Radio)電臺(tái)。MBMMR電臺(tái)不僅能與常規(guī)的HF、VHF、UHF電臺(tái)通信，而且還能與SINC-GARS、Have-QuickⅡ跳頻電臺(tái)以及衛(wèi)星通信終端、Link11數(shù)據(jù)鏈終端、EPLRS設(shè)備等非常規(guī)通信裝備進(jìn)行話音通信和數(shù)據(jù)或視頻傳輸，同時(shí)還能接入民用蜂窩系統(tǒng)，而且還具備GPS定位和定時(shí)同步功能。MBMMR電臺(tái)的組成框圖如圖2所示。

　　對(duì)于接收過程，首先通過接收信道進(jìn)行頻率變換，把射頻信號(hào)變換為中頻信號(hào)，然后進(jìn)行A/D采樣，把模擬信號(hào)變換為數(shù)字信號(hào)。高采樣率的數(shù)字信號(hào)首先經(jīng)過預(yù)處理，根據(jù)所接收的信號(hào)帶寬進(jìn)行抽取濾波，并形成正交基帶信號(hào)，然后送到波形處理器進(jìn)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(jī)接口單元進(jìn)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(jìn)行信息加密和解密，并進(jìn)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(tái)除了完成一般的通信電臺(tái)的功能外，還可以用作無線網(wǎng)關(guān)，即在兩個(gè)不同制式的電臺(tái)之間起到制式轉(zhuǎn)換的作用。例如Have-Quick電臺(tái)與Link11終端用戶之間的通信就可以通過MBMMR電臺(tái)來實(shí)現(xiàn)。它首先把Have-Quick的信號(hào)接收下來進(jìn)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(yīng)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(diǎn)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(yīng)用前景。電子戰(zhàn)的最主要的特點(diǎn)是頻段寬(幾乎覆蓋整個(gè)無線頻段)，待處理的信號(hào)的種類多，而且是處于被動(dòng)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(shè)的幾種信號(hào)樣式下進(jìn)行工作的，一旦目標(biāo)信號(hào)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(yīng)這種變化，帶來的后果不僅僅是提高了裝備費(fèi)用，而且往往會(huì)失誤戰(zhàn)機(jī)。所以，研究開發(fā)一種工作頻段寬，波形適應(yīng)能力強(qiáng)，可擴(kuò)展性好，既能適應(yīng)通信信號(hào)，也能適應(yīng)雷達(dá)信號(hào)，還能適應(yīng)導(dǎo)航和敵我識(shí)別信號(hào)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(jī)

　　所謂軟件化電子偵察接收機(jī)是指基于軟件無線電原理而實(shí)現(xiàn)的用于對(duì)目標(biāo)信號(hào)進(jìn)行分析識(shí)別、特征提取和參數(shù)測量，對(duì)通信信號(hào)還能解調(diào)信息的電子戰(zhàn)偵察分析接收機(jī)。這種接收機(jī)不僅能對(duì)各種通信信號(hào)(包括衛(wèi)星通信信號(hào)、遙控遙測信號(hào))進(jìn)行偵察分析，也能對(duì)雷達(dá)信號(hào)、導(dǎo)航信號(hào)或者是敵我識(shí)別信號(hào)進(jìn)行偵察分析，是一種多頻段、多模式、多功能的電子接收機(jī)。這種接收機(jī)對(duì)波形的適應(yīng)性要求很高，對(duì)信號(hào)分析處理的功能要求更強(qiáng)，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(yīng)寬頻帶的要求而設(shè)置的模擬信號(hào)處理環(huán)節(jié)。0.1MHz~60GHz如此寬的頻段用一個(gè)通道來實(shí)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(gè)通道(多個(gè)一中頻)以對(duì)應(yīng)不同的頻段，如0.1MHz~2000MHz，2GHz~4GHz，4GHz~8GHz，8GHz~16GHz，16GHz~30GHz，30GHz~60GHz?？罩须姶判盘?hào)通過天線感應(yīng)形成電壓被送到模擬前端電路進(jìn)行濾波、放大和混頻，被變換為一中頻信號(hào)。一中頻信號(hào)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(hào)再經(jīng)過中頻變換模塊變換為統(tǒng)一的二中頻信號(hào)。二中頻之頻率為固定值，二中頻信號(hào)被放大到足夠電平后，送到高速A/D進(jìn)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(jìn)行正交變換和采樣率變換，得到與信號(hào)帶寬相適應(yīng)的正交低速率的數(shù)字信號(hào)，以便與后續(xù)的DSP進(jìn)行信號(hào)特征的提取與分析識(shí)別和參數(shù)測量，對(duì)通信信號(hào)則可進(jìn)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(jī)，不僅具有廣泛的波形適應(yīng)性，信號(hào)帶寬適應(yīng)性，而且具有很強(qiáng)的功能擴(kuò)展性，而這種適應(yīng)能力或可擴(kuò)展性完全都是建立在同一硬件平臺(tái)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(jī)將是未來綜合電子戰(zhàn)的發(fā)展方向。