CN113098579B - 一种卫星通信隐蔽式干扰对抗的系统及方法 - Google Patents

Abstract

本申请公开了一种卫星通信隐蔽式干扰对抗的系统及方法，该系统包括：卫星转发器监测分析子系统以及干扰信号生成子系统；其中，卫星转发器监测分析子系统，用于接收至少一个卫星转发器的转发信号，对转发信号进行信号处理和特征参数提取得到信号特征信息，以及根据预设监测频段和信号特征信息对预设监测频段的信号进行频谱监测；干扰信号生成子系统，用于根据预设干扰需求从转发信号中确定出每个卫星转发器对应的干扰信号信息，根据干扰信号信息对转发信号进行滤波处理得到至少一个载波信号，并将至少一个载波信号作为干扰信号转发给对应的每个卫星转发器。本申请解决了现有技术中对卫星通信转发干扰易被察觉的技术问题。

Description

一种卫星通信隐蔽式干扰对抗的系统及方法

技术领域

本申请涉及卫星通信技术领域，尤其涉及一种卫星通信隐蔽式干扰对抗的系统及方法。

背景技术

由于同步卫星在通信过程中可以与地面接收站保持长期点对点的通信，使得同步轨道卫星具有可实现对同一地区的连续工作的特点，因此同步轨道卫星被广泛应用多个领域，例如，通讯、气象、广播电视、导弹预警或数据中继等领域。随着通信技术的迅猛发展，未来电磁对抗将在信息化战争中被广泛应用，电磁对抗是指通过向同步轨道卫星发射干扰信号，以对非合作卫星频率资源进行干扰对抗，导致对方无法正常通信，进而掌握对转发器资源的主动控制权。

目前，对通信卫星进行干扰的方法主要包括压制性干扰和欺骗性干扰，其中，欺骗性干扰具有能对非合作卫星频率资源进行干扰对抗，以及不被对方立刻定位及反制等优点，被广泛应用于通信卫星干扰中。现有技术中欺骗性干扰主要通过向卫星通信全频段发送转发干扰信号，而由于转发干扰信号覆盖通信全频段，对于转发干扰通过在空闲频段发送单载波信号即可进行检测定位，因此，现有技术中转发干扰易被检测出来以及定位，导致对卫星通信转发干扰易被察觉。

发明内容

本申请解决的技术问题是：针对现有技术中对卫星通信转发干扰易被察觉。本申请提供了一种卫星通信隐蔽式干扰对抗的系统及方法，本申请实施例所提供的方案中，通过干扰信号生成子系统所生成的干扰信号是从当前卫星转发器所转发的转发信号中提取出来的至少一个载波信号，故该载波信号的参数与转发信号中对应的载波信号的参数相同，且与转发信号中对应的载波信号存在时机相同，使得被干扰方无法通过单载波信号来鉴别出干扰是否为转发干扰，提高了干扰信号和干扰站点的隐蔽性，进而提高了对卫星通信的干扰效果。

第一方面，本申请实施例所提供的一种卫星通信隐蔽式干扰对抗的系统，该系统包括：卫星转发器监测分析子系统以及干扰信号生成子系统；其中，

所述卫星转发器监测分析子系统，用于接收至少一个卫星转发器的转发信号，对所述转发信号进行信号处理和特征参数提取得到信号特征信息，以及根据预设监测频段和所述信号特征信息对所述预设监测频段的信号进行频谱监测；

所述干扰信号生成子系统，用于根据预设干扰需求从所述转发信号中确定出每个所述卫星转发器对应的干扰信号信息，根据所述干扰信号信息对所述转发信号进行滤波处理得到至少一个载波信号，并将所述至少一个载波信号作为干扰信号转发给对应的所述每个卫星转发器。

本申请实施例所提供的方案中，干扰信号生成子系统根据预设干扰需求从接收到的至少一个卫星转发器的转发信号中确定出每个卫星转发器对应的干扰信号信息，根据干扰信号信息对转发信号进行滤波处理得到至少一个载波信号，并将至少一个载波信号作为干扰信号转发给对应的每个卫星转发器。即干扰信号生成子系统所生成的干扰信号是从当前卫星转发器所转发的转发信号中提取出来的至少一个载波信号，故该载波信号的参数与转发信号中对应的载波信号的参数相同，且与转发信号中对应的载波信号存在时机相同，使得被干扰方无法通过单载波信号来鉴别出干扰是否为转发干扰，提高了干扰信号和干扰站点的隐蔽性，进而提高了对卫星通信的干扰效果。

可选地，所述卫星转发器监测分析子系统，包括：无线电处理器、信号处理器以及监视器；其中，

所述无线电处理器，用于接收所述转发信号，并对所述转发信号进行AD采样以及接收所述信号处理器发送的控制指令，根据所述控制指令对所述转发信号进行初步处理；

所述信号处理器，用于向所述无线电处理器发送所述控制指令，接收初步处理后的信号以及对所述初步处理后的信号进行FFT转换和特征参数提取得到信号特征信息；

所述监视器，用于接收所述信号特征信息，根据预设监测频段以及所述信号特征信息对所述预设监测频段的信号进行频谱监测。

可选地，所述干扰信号生成子系统，包括：下行中频矩阵、至少一个滤波器以及上行中频矩阵；其中，

所述下行中频矩阵，用于将接收的所述每个卫星转发器对应的所述转发信号发送给每个所述频率滤波器；

所述每个滤波器，用于根据预设干扰需求从所述转发信号中确定出每个所述卫星转发器对应的干扰信号信息，根据所述干扰信号信息对所述转发信号进行滤波处理得到至少一个载波信号；

所述上行中频矩阵，用于将所述每个频率滤波器进行滤波处理得到至少一个载波信号作为干扰信号转发给对应的所述每个卫星转发器。

可选地，所述每个滤波器为可变频率滤波器；所述可变频率滤波器，用于根据用户输入的需求信息调整滤波器的中心频点和带宽。

可选地，所述干扰信号生成子系统，还包括：至少一个随机延时器，其中，每个所述随机延时器，与所述每个频率滤波器之间一一对应连接，用于调整所述至少一个载波信号的时延信息。

第二方面，本申请实施例提供一种卫星通信隐蔽式干扰对抗的方法，应用于第一方面所述的系统，该方法包括：

接收至少一个卫星转发器的转发信号，对所述转发信号进行信号处理和特征参数提取得到信号特征信息，以及根据预设监测频段和所述信号特征信息对所述预设监测频段的信号进行频谱监测；

根据预设干扰需求从所述转发信号中确定出每个所述卫星转发器对应的干扰信号信息，根据所述干扰信号信息对所述转发信号进行滤波处理得到至少一个载波信号，并将所述至少一个载波信号作为干扰信号转发给对应的所述每个卫星转发器。

可选地，对所述转发信号进行信号处理和特征参数提取得到信号特征信息，以及根据预设监测频段和所述信号特征信息对所述预设监测频段的信号进行频谱监测，包括：

依次对所述转发信号进行AD采样以及初步处理，将初步处理后的信号进行FFT转换和特征参数提取得到信号特征信息；

根据预设监测频段以及所述信号特征信息对所述预设监测频段的信号进行频谱监测。

可选地，根据预设干扰需求从所述转发信号中确定出每个所述卫星转发器对应的干扰信号信息，包括：

根据所述预设干扰需求确定出干扰信号所对应的频段范围，从所述转发信号中确定出所述频段范围内的至少一个载波信号；

确定出每个所述载波信号的参数信息，将所述参数信息作为所述干扰信号信息，其中，所述参数信息包括带宽、中心频点以及功率。

可选地，将所述至少一个载波信号作为干扰信号转发给对应的所述每个卫星转发器之前，还包括：

根据预设的时延信息调整每个所述载波信号所对应的时延信息得到调整后的载波信号。

附图说明

图1为本申请实施例所提供的一种卫星通信隐蔽式干扰对抗的系统的结构示意图；

图2为本申请实施例所提供的一种卫星转发器监测分析子系统的结构示意图；

图3为本申请实施例所提供的一种不同类型转发信号的示意图；

图4为本申请实施例所提供的一种干扰信号生成子系统的结构示意图；

图5为本申请实施例所提供的一种宽带变频器的结构示意图；

图6为本申请实施例所提供的一种中频开关矩阵的结构示意图；

图7为本申请实施例所提供的一种随机时延器的结构示意图；

图8为本申请实施例所提供的一种卫星通信隐蔽式干扰对抗的系统的频谱示意图；

图9为本申请实施例所提供的一种卫星通信隐蔽式干扰对抗的方法的流程示意图。

具体实施方式

本申请实施例提供的方案中，所描述的实施例仅是本申请一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本申请中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其它实施例，都属于本申请保护的范围。

为了更好的理解上述技术方案，下面通过附图以及具体实施例对本申请技术方案做详细的说明，应当理解本申请实施例以及实施例中的具体特征是对本申请技术方案的详细的说明，而不是对本申请技术方案的限定，在不冲突的情况下，本申请实施例以及实施例中的技术特征可以相互组合。

参见图1，本申请实施例所提供的一种卫星通信隐蔽式干扰对抗的系统，该系统包括：卫星转发器监测分析子系统1以及干扰信号生成子系统2；其中，

所述卫星转发器监测分析子系统1，用于接收至少一个卫星转发器的转发信号，对所述转发信号进行信号处理和特征参数提取得到信号特征信息，以及根据预设监测频段和所述信号特征信息对所述预设监测频段的信号进行频谱监测；

所述干扰信号生成子系统2，用于根据预设干扰需求从所述转发信号中确定出每个所述卫星转发器对应的干扰信号信息，根据所述干扰信号信息对所述转发信号进行滤波处理得到至少一个载波信号，并将所述至少一个载波信号作为干扰信号转发给对应的所述每个卫星转发器。

在本申请实施例所提供的方案中，为了实现对卫星通信进行干扰，需要实时监测通信卫星转发器频率资源占用情况进行采集和分析。具体的，对通信卫星转发器频率资源占用情况进行采集和分析系统有多种，下面以其中一种为例进行说明。

参见图2，在一种可能实现的方式中，所述卫星转发器监测分析子系统1，包括：无线电处理器11、信号处理器12以及监视器13；其中，

所述无线电处理器11，用于接收所述转发信号，并对所述转发信号进行AD采样以及接收所述信号处理器12发送的控制指令，根据所述控制指令对所述转发信号进行初步处理；

所述信号处理器12，用于向所述无线电处理器11发送所述控制指令，接收初步处理后的信号以及对所述初步处理后的信号进行FFT转换和特征参数提取得到信号特征信息；

所述监视器13，用于接收所述信号特征信息，根据预设监测频段以及所述信号特征信息对所述预设监测频段的信号进行频谱监测。

具体的，在本申请实施例所提供的方案中，地面接收站通过天线接收至少一个卫星转发器的转发信号，然后将转发信号发送给无线电处理器11，无线电处理器11用于对转发信号进行AD采样以及接收信号处理器12发送的控制指令，根据控制指令对所述转发信号进行初步处理。信号处理器12工作在GNU Radio软件环境下，通过编程设计信号处理模块，完成对无线电处理器11的参数设定，以及实现信号的FFT转换和特征参数提取，然后信号处理器12通过与监视器13建立UDP通信连接，实现将转发信号的特征参数信息数据送至监视器13，最终实现根据需要监测指定频段，对瞬态频谱信息实时捕获并分析。

进一步，在本申请实施例所提供的方案中，卫星转发器所转发的转发信号包括BPSK、QPSK、8PSK、16QAM、16APSK等类型。监视器13根据预设的调制方识别方法，可实现调制方式的自动识别，区分卫星转发器上的信号类型。参见图3，为本申请实施例提供的一种不同类型转发信号的示意图。

进一步，在本申请实施例所提供的方案中，卫星通信隐蔽式干扰对抗的系统除了对卫星转发器的转发信号进行分析监测外，还需要根据监测的卫星转发器的转发信号生成对应的干扰信号。具体的，根据转发器信号生成干扰信号的方式有多种，下面以其中一种为例进行说明。

参见图4，在一种可能实现的方式中，所述干扰信号生成子系统2，包括：下行中频矩阵21、至少一个滤波器22以及上行中频矩阵23；其中，

所述下行中频矩阵21，用于将接收的所述每个卫星转发器对应的所述转发信号发送给每个所述频率滤波器22；

所述每个滤波器22，用于根据预设干扰需求从所述转发信号中确定出每个所述卫星转发器对应的干扰信号信息，根据所述干扰信号信息对所述转发信号进行滤波处理得到至少一个载波信号；

所述上行中频矩阵23，用于将所述每个频率滤波器进行滤波处理得到至少一个载波信号作为干扰信号转发给对应的所述每个卫星转发器。

具体的，在本申请实施例所提供的方案中，地面接收站通过天线接收至少一个卫星转发器的转发信号之后，还将转发信号发送给低噪声放大器，将低噪声放大器的输出信号送入到多个宽带变频器得到多路信号，然后将多路信号通过中频矩阵送入不同的滤波器，根据预设干扰需求生成多个干扰信号，再通过上行中频矩阵23送入各个变频器，经过高功放和天线将干扰信号送回目标转发器，实现多个转发器多个指定目标的隐蔽干扰。为了便于理解下面分别对宽带变频器和中频矩阵的结构或功能进行简要介绍。

一、宽带变频器

具体的，宽带变频器可将转发信号中的中频信号变为任一频段的射频信号，其内部构造参见图5所示。在图5中，宽带变频器包括I/O调制模块、第一级放大器、第一混频器、第一滤波器、第二级放大器、第二混频器、第二滤波器、第三级放大器、频率综合器、频率源、可调本振器以及第四级放大器。为了提高宽带变频器的适用性，在宽带变频器中配置可调本振，以上得宽带变频器覆盖各类频率的卫星转发器。

二、中频开关矩阵

具体的，在本申请实施例所提供的方案中，下行中频矩阵21和上行中频矩阵23均为中频开关矩阵。中频开关矩阵主要适用于输入、输出多个方向信号的环境下，实现输入、输出信号的便携切换。中频矩阵结构如图6所示，在图6中，中频矩阵包括多个输入接口、全交换模块、多个输出接口、本地显示控制模块以及控制单元，其中，输入接口为下行信号的中频缆接口，其为1：N接口，输出接口为可调滤波器入口，其为n:1接口，可实现多路信号的多通道间快速切换。

进一步，为了提高系统的适用性，在一种可能实现的方式中，所述每个滤波器22为可变频率滤波器；所述可变频率滤波器，用于根据用户输入的需求信息调整滤波器的中心频点和带宽。

具体的，在本申请实施例所提供的方案中，频率可变滤波器可根据实际需求设置滤波的中心频点及带宽，能有效的将作为干扰信号的载波从整转发器的信号中提取出来，转发干扰一般存在于整转发器上，被干扰方可通过单载波被转发后存在频差而鉴别干扰是否为转发干扰。可调滤波器的存在可根据要干扰的干扰信号的载波所在频段设置，使干扰信号仅存在于指定频段内，进而使得被干扰方无法准确识别干扰产生的原因。

进一步，为了避免被干扰方对转发干扰进行定位，在一种可能实现的方式中，所述干扰信号生成子系统2，还包括：至少一个随机延时器24，其中，每个所述随机延时器24，与所述每个频率滤波器22之间一一对应连接，用于调整所述至少一个载波信号的时延信息。

在本申请实施例所提供的方案中，在对通信卫星进行干扰时，如果被干扰方识别出干扰为转发干扰，被干扰方即可利用单载波进行定位时，因此，为了避免被干扰方对转发干扰进行定位，通过随机时延器24调整干扰信号的链路时延，致使对方无法利用星地时延对干扰站进行定位，有效的保护了干扰站的隐蔽性。具体的，随机时延器24的结构如图7所示。在图7中，随机时延器24包括A/D转换模块、存储模块、D/A转换模块以及时延控制模块。

进一步，为了验证本申请实施例所提供的卫星通信隐蔽式干扰对抗的系统产生的干扰信号的隐蔽效果，下面以举例的形式对其效果进行验证。

例如，参见图8，A、B和C为目标干扰对象且于不同频段上，主动干扰后A、B和C链路的用户均无法使用，且频谱上无法观察到干扰，由于滤波器和时延器的存在，干扰具有针对性和欺骗性，使传统的单载波转发干扰定位方法无法对干扰来源进行定位。

本申请实施例所提供的方案中，干扰信号生成子系统2根据预设干扰需求从接收到的至少一个卫星转发器的转发信号中确定出每个卫星转发器对应的干扰信号信息，根据干扰信号信息对转发信号进行滤波处理得到至少一个载波信号，并将至少一个载波信号作为干扰信号转发给对应的每个卫星转发器。即干扰信号生成子系统2所生成的干扰信号是从当前卫星转发器所转发的转发信号中提取出来的至少一个载波信号，故该载波信号的参数与转发信号中对应的载波信号的参数相同，且与转发信号中对应的载波信号存在时机相同，使得被干扰方无法通过单载波信号来鉴别出干扰是否为转发干扰，提高了干扰信号和干扰站点的隐蔽性，进而提高了对卫星通信的干扰效果。

以下结合说明书附图对本申请实施例所提供的一种卫星通信隐蔽式干扰对抗的方法做进一步详细的说明，该方法应用于图1所示的系统，该方法具体实现方式可以包括以下步骤(方法流程如图9所示)：

步骤901，接收至少一个卫星转发器的转发信号，对所述转发信号进行信号处理和特征参数提取得到信号特征信息，以及根据预设监测频段和所述信号特征信息对所述预设监测频段的信号进行频谱监测。

步骤902，根据预设干扰需求从所述转发信号中确定出每个所述卫星转发器对应的干扰信号信息，根据所述干扰信号信息对所述转发信号进行滤波处理得到至少一个载波信号，并将所述至少一个载波信号作为干扰信号转发给对应的所述每个卫星转发器。

可选地，对所述转发信号进行信号处理和特征参数提取得到信号特征信息，以及根据预设监测频段和所述信号特征信息对所述预设监测频段的信号进行频谱监测，包括：

依次对所述转发信号进行AD采样以及初步处理，将初步处理后的信号进行FFT转换和特征参数提取得到信号特征信息；

根据预设监测频段以及所述信号特征信息对所述预设监测频段的信号进行频谱监测。

可选地，根据预设干扰需求从所述转发信号中确定出每个所述卫星转发器对应的干扰信号信息，包括：

根据所述预设干扰需求确定出干扰信号所对应的频段范围，从所述转发信号中确定出所述频段范围内的至少一个载波信号；

确定出每个所述载波信号的参数信息，将所述参数信息作为所述干扰信号信息，其中，所述参数信息包括带宽、中心频点以及功率。

可选地，将所述至少一个载波信号作为干扰信号转发给对应的所述每个卫星转发器之前，还包括：根据预设的时延信息调整每个所述载波信号所对应的时延信息得到调整后的载波信号。

具体的，在本申请实施例所提供的方案中，卫星通信隐蔽式干扰对抗的方法的过程已在上述详细介绍过，在此不做赘述。

本领域内的技术人员应明白，本申请的实施例可提供为方法、系统、或计算机程序产品。因此，本申请可采用完全硬件实施例、完全软件实施例、或结合软件和硬件方面的实施例的形式。而且，本申请可采用在一个或多个其中包含有计算机可用程序代码的计算机可用存储介质(包括但不限于磁盘存储器和光学存储器等)上实施的计算机程序产品的形式。

本申请是参照根据本申请实施例的方法、设备(系统)、和计算机程序产品的流程图和/或方框图来描述的。应理解可由计算机程序指令实现流程图和/或方框图中的每一流程和/或方框、以及流程图和/或方框图中的流程和/或方框的结合。可提供这些计算机程序指令到通用计算机、专用计算机、嵌入式处理机或其他可编程数据处理设备的处理器以产生一个机器，使得通过计算机或其他可编程数据处理设备的处理器执行的指令产生用于实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能的装置。

这些计算机程序指令也可存储在能引导计算机或其他可编程数据处理设备以特定方式工作的计算机可读存储器中，使得存储在该计算机可读存储器中的指令产生包括指令装置的制造品，该指令装置实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能。

这些计算机程序指令也可装载到计算机或其他可编程数据处理设备上，使得在计算机或其他可编程设备上执行一系列操作步骤以产生计算机实现的处理，从而在计算机或其他可编程设备上执行的指令提供用于实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能的步骤。

显然，本领域的技术人员可以对本申请进行各种改动和变型而不脱离本申请的精神和范围。这样，倘若本申请的这些修改和变型属于本申请权利要求及其等同技术的范围之内，则本申请也意图包含这些改动和变型在内。

Claims (8)

1.一种卫星通信隐蔽式干扰对抗的系统，其特征在于，包括：卫星转发器监测分析子系统以及干扰信号生成子系统；其中，

所述卫星转发器监测分析子系统，用于接收至少一个卫星转发器的转发信号，对所述转发信号进行信号处理和特征参数提取得到信号特征信息，以及根据预设监测频段和所述信号特征信息对所述预设监测频段的信号进行频谱监测；

所述干扰信号生成子系统，用于根据预设干扰需求确定出干扰信号所对应的频段范围，从所述转发信号中确定出所述频段范围内的至少一个载波信号，并将所述至少一个载波信号作为干扰信号转发给对应的所述每个卫星转发器。

2.如权利要求1所述的系统，其特征在于，所述卫星转发器监测分析子系统，包括：无线电处理器、信号处理器以及监视器；其中，

所述无线电处理器，用于接收所述转发信号，并对所述转发信号进行AD采样以及接收所述信号处理器发送的控制指令，根据所述控制指令对所述转发信号进行初步处理；

所述信号处理器，用于向所述无线电处理器发送所述控制指令，接收初步处理后的信号以及对所述初步处理后的信号进行FFT转换和特征参数提取得到信号特征信息；

所述监视器，用于接收所述信号特征信息，根据预设监测频段以及所述信号特征信息对所述预设监测频段的信号进行频谱监测。

3.如权利要求2所述的系统，其特征在于，所述干扰信号生成子系统，包括：下行中频矩阵、至少一个滤波器以及上行中频矩阵；其中，

所述下行中频矩阵，用于将接收的所述每个卫星转发器对应的所述转发信号发送给每个所述滤波器；

所述每个滤波器，用于根据预设干扰需求确定出干扰信号所对应的频段范围，从所述转发信号中确定出所述频段范围内的至少一个载波信号；

所述上行中频矩阵，用于将所述至少一个载波信号作为干扰信号转发给对应的所述每个卫星转发器。

4.如权利要求3所述的系统，其特征在于，所述每个滤波器为可变频率滤波器；所述可变频率滤波器，用于根据用户输入的需求信息调整滤波器的中心频点和带宽。

5.如权利要求3所述的系统，其特征在于，所述干扰信号生成子系统，还包括：至少一个随机延时器，其中，每个所述随机延时器，与所述每个滤波器之间一一对应连接，用于调整所述至少一个载波信号的时延信息。

6.一种卫星通信隐蔽式干扰对抗的方法，应用于如权利要求1-5任一项所述的系统，其特征在于，包括：

接收至少一个卫星转发器的转发信号，对所述转发信号进行信号处理和特征参数提取得到信号特征信息，以及根据预设监测频段和所述信号特征信息对所述预设监测频段的信号进行频谱监测；

根据预设干扰需求确定出干扰信号所对应的频段范围，从所述转发信号中确定出所述频段范围内的至少一个载波信号，并将所述至少一个载波信号作为干扰信号转发给对应的所述每个卫星转发器。

7.如权利要求6所述的方法，其特征在于，对所述转发信号进行信号处理和特征参数提取得到信号特征信息，以及根据预设监测频段和所述信号特征信息对所述预设监测频段的信号进行频谱监测，包括：

依次对所述转发信号进行AD采样以及初步处理，将初步处理后的信号进行FFT转换和特征参数提取得到信号特征信息；

根据预设监测频段以及所述信号特征信息对所述预设监测频段的信号进行频谱监测。

8.如权利要求7所述的方法，其特征在于，将所述至少一个载波信号作为干扰信号转发给对应的所述每个卫星转发器之前，还包括：

根据预设的时延信息调整每个所述载波信号所对应的时延信息得到调整后的载波信号。

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