CN117792561A - 基于信号参数匹配的卫星通信信号欺骗干扰系统及方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供基于信号参数匹配的卫星通信信号欺骗干扰系统及方法，属于电子干扰对抗技术领域；系统包括依次连接的接收/发射一体天线、侦察接收机、干扰信号源、编码器、调制器、变频器和功率放大器，功率放大器还连接至接收/发射一体天线；侦察接收机用于提取目标通信信号的信号参数；干扰信号源用于生成对应的干扰信号波形；编码器依据信号参数，以相同编码方式完成对生成的干扰通信信号的编码；调制器用于依据信号参数，以相同调制样式完成对生成的干扰通信信号的调制加载，并输出至接收/发射一体天线中；接收/发射一体天线用于接收目标通信信号以及发射干扰通信信号；本发明的干扰效果更为隐蔽，具有较高的运用价值，运用场景更为广泛。

Description

基于信号参数匹配的卫星通信信号欺骗干扰系统及方法

技术领域

本发明属于电子干扰对抗技术领域，应用于对卫星通信信号的欺骗干扰过程中，具体为基于信号参数匹配的卫星通信信号欺骗干扰系统及方法。

背景技术

卫星通信是利用卫星作为中继站，通过反射或转发无线电信号，实现两个或多个地面站点之间的通信，是信息时代实现超视距通信信号传输的主要手段；相比于地面移动通信网络，卫星通信可利用高、中、低轨卫星来实现广域甚至全球覆盖的通信效果，能为全球用户提供无差别的通信服务。

目前，卫星通信技术及全球卫星通信产业正蓬勃发展，技术持续创新、系统快速更迭、应用服务不断深化、普及范围也得到极大扩展，与地面通信技术领域的升级换代相结合，正引领着一场信息基础设施的巨大变革。

随着世界各国稳步推进军用系统部署，积极开发性能不断增强的商业系统，逐步构建军民融合式分层体系，天地紧密耦合以提升作战效能的思路愈发明确。在卫星通信产业中，内外资本力量纷纷加大关注与投入力度，各类巨型星座计划层出不穷。全球卫星通信系统的商业化程度将不断提高，卫星通信系统也向着微小化智能化的趋势发展，卫星通信仍以卫星广播和固定类业务为主，但卫星移动和宽带类业务也将迅猛增长。在此基础上，相应的卫星通信干扰对抗技术也在不断发展进步，并广泛应用于军事电子和其他特种行业，以满足电子干扰对抗等需求。

现有技术中，针对卫星通信信号的干扰主要包括两个方面：一是对其地面接收终端进行区域压制干扰，阻断其通信链路，以达到干扰目的；而是对其空中使用的卫星转发器进行压制干扰，阻断其通信链路，以达到干扰目的。这两种方式都是通过恶化转发器或地面接收终端接收到的目标通信信号信噪比，降低其接收机的接收解析性能，让系统无法正确解析出信号内容，从而达到通信干扰目的。因此，现有技术存在的主要缺点在于，一是采用阻塞或扫描等常规干扰样式，只能对目标通信信号本身进行阻断，虽然能够实现干扰目的，但是易于被对象察知，使对象采取其他相应技术手段或措施进行对抗，干扰效果不理想，应用场景毕竟受限；二是对干扰系统发射功率的需求较高，特别是针对同步轨道卫星转发器而言，所需干扰系统的发射EIRP极高，为实现干扰效果的代价较大。

发明内容

针对背景技术中卫星通信信号干扰的主要缺点，本发明从信号参数匹配的角度出发，提出了卫星通信信号欺骗干扰技术的新方向；通过对目标通信信号的截获和参数提取，匹配生成相似或逼真的信号样式以作为干扰信号波形，传递出错误或诱导信息。本发明以新的方式实现干扰过程，其干扰效果更为隐蔽，具有较高的运用价值，运用场景更为广泛，尤其是在军事电子对抗及特种行业中。

本发明采用了以下技术方案来实现目的：

一种基于信号参数匹配的卫星通信信号欺骗干扰系统，所述系统包括依次连接的接收/发射一体天线、侦察接收机、干扰信号源、编码器、调制器、变频器和功率放大器，功率放大器还连接至接收/发射一体天线；所述侦察接收机用于对目标通信信号的侦察、识别和参数解析，提取出目标通信信号的信号参数；所述干扰信号源用于依据所述侦察接收机提取出的所述信号参数，生成具有对应干扰信号波形的干扰通信信号；所述编码器用于在所述干扰信号源的辅助下，依据所述信号参数，以相同编码方式完成对生成的干扰通信信号的编码；所述调制器用于依据所述信号参数，以相同调制样式完成对生成的干扰通信信号的调制加载，并输出至所述接收/发射一体天线中；所述接收/发射一体天线用于接收目标通信信号以及发射干扰通信信号。

进一步的，所述调制器通过所述变频器、所述功率放大器连接至所述接收/发射一体天线；所述变频器用于将所述干扰通信信号的发射频率变频至与所述目标通信信号相同的上行发射频率。

进一步的，所述变频器通过所述功率放大器连接至所述接收/发射一体天线；所述功率放大器用于对所述干扰通信信号的射频功率进行放大，并将射频功率放大后的所述干扰通信信号输出至所述接收/发射一体天线中。

具体的，所述系统还包括集中控制子系统、配套伺服设备和电源子系统；所述集中控制子系统用于完成所述系统中各个分机或分设备的参数设置、操作控制、状态采集与管理；所述配套伺服设备用于在所述集中控制子系统的管控下完成对所述接收/发射一体天线的机械伺服动作；所述电源子系统用于为所述系统提供供电支持。

具体的，所述接收/发射一体天线用于在所述配套伺服设备的动作下，完成对目标卫星的指向跟踪，并对所述目标卫星的所述目标通信信号进行前端接收处理，同时完成所述干扰通信信号对目标卫星的发射过程。

具体的，所述干扰信号源用于依据所述信号参数，匹配生成干扰信号波形；所述编码器用于将所述干扰信号波形编码为所述干扰通信信号。

进一步的，所述信号参数包括工作频率、信号电平、信号带宽、调制样式和编码方式。

优选的，所述工作频率为所述目标通信信号的上行发射频率；在经过所述接收/发射一体天线前端接收处理所述目标通信信号后，所述侦察接收机用于通过信道测试方式，确定出所述目标通信信号的上行发射频率。

本发明同时提供一种基于信号参数匹配的卫星通信信号欺骗干扰方法，所述方法采用前述系统作为硬件基础；所述方法包括如下步骤：

S1、截获目标卫星的目标通信信号，提取其中的信号参数；

S2、依据信号参数，匹配生成干扰信号波形；

S3、采用与目标通信信号相同的编码方式，将干扰信号波形编码为干扰通信信号；

S4、采用与目标通信信号相同的调制样式，对干扰通信信号进行调制加载；

S5、将调制加载完成后的干扰通信信号向目标卫星定向辐射。

具体的，步骤S1中，信号参数包括工作频率、信号电平、信号带宽、调制样式和编码方式，其中工作频率为目标通信信号的上行发射频率，通过信道测试方式进行确定；步骤S2中，干扰信号波形所承载的信息内容通过预定义方式进行设置；步骤S5中，将干扰通信信号的发射频率变频为目标通信信号的上行发射频率，并经过射频功率放大后，向目标卫星定向辐射；目标卫星接收到干扰通信信号后，将其转发至目标地面接收站，完成卫星通信信号欺骗干扰过程。

综上所述，由于采用了本技术方案，本发明的有益效果如下：

本发明的系统及方法可以转化为多种产品形态，包括车载式、舰载式、地面固定式和可搬移式等，具有广泛的应用场景。本发明通过对目标通信信号的截获与参数提取，匹配生成相似或逼真的信号样式，作为干扰信号波形，从而让目标对象在不易察知的情况下，对其实施欺骗干扰，因此可广泛应用于军事电子对抗领域及特种行业，以阻断或欺骗目标通信信号，具有重要的实际意义。

附图说明

图1为本发明卫星通信信号欺骗干扰系统的结构原理示意图；

图2为本发明系统介入卫星通信系统的结构原理示意图；

图3为本发明卫星通信信号欺骗干扰方法的整体流程示意图。

具体实施方式

为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。通常在此处附图中描述和示出的本发明实施例的组件可以按各种不同的配置来布置和设计。

因此，以下对在附图中提供的本发明的实施例的详细描述并非旨在限制要求保护的本发明的范围，而是仅仅表示本发明的选定实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

实施例

一种基于信号参数匹配的卫星通信信号欺骗干扰系统，图1示出了该系统的结构组成原理，图2示出了该系统的卫星通信信号欺骗干扰过程。

如图2所示，对于一个需要被欺骗干扰的卫星通信系统，具有目标上行站、目标卫星转发器(即用于卫星通信的目标卫星)和目标地面接收站三大关键组成；目标上行站与目标卫星转发器之间，目标卫星转发器与目标地面接收站之间，均采用目标上、下行通信信号来完成卫星通信过程。本实施例的卫星通信信号欺骗干扰系统，通过向目标卫星转发器发出干扰通信信号，使目标卫星转发器将其作为正常的目标通信信号进行传递，由此达到传递错误或诱导信息的效果。

如图1所示，本实施例的系统包括依次连接的接收/发射一体天线、侦察接收机、干扰信号源、编码器、调制器、变频器和功率放大器，功率放大器还连接至接收/发射一体天线。此外，系统还包括有集中控制子系统、配套伺服设备和电源子系统。

其中，集中控制子系统完成系统中各个分机或分设备的参数设置、操作控制、状态采集与管理；电源子系统为系统提供供电支持。

系统中各组成部件在卫星通信信号欺骗干扰过程中的作用如下：

接收/发射一体天线接收目标通信信号以及发射干扰通信信号，配套伺服设备可对其完成相应的机械伺服动作。接收/发射一体天线在配套伺服设备的动作下，完成对目标卫星的指向跟踪，并对目标卫星的目标通信信号进行前端接收处理，同时完成干扰通信信号对目标卫星的发射过程。

侦察接收机对目标通信信号进行侦察、识别和参数解析，提取出目标通信信号的信号参数。这里的信号参数包括包括工作频率、信号电平、信号带宽、调制样式和编码方式；其中工作频率为目标通信信号的上行发射频率；在经过接收/发射一体天线前端接收处理目标通信信号后，侦察接收机通过信道测试方式，确定出目标通信信号的上行发射频率。

干扰信号源依据信号参数，匹配生成干扰信号波形。编码器在干扰信号源的辅助下，依据信号参数中的编码方式，以相同编码方式将干扰信号波形编码为干扰通信信号。

调制器依据信号参数中的调制样式，以相同调制样式完成对干扰通信信号的调制加载。

变频器将干扰通信信号的发射频率变频至与目标通信信号相同的上行发射频率；这一方式保证了经目标卫星转发器转发的干扰通信信号，在目标地面接收站不改变接收参数的情况下正常的接收到干扰通信信号。

功率放大器对干扰通信信号的射频功率进行放大，并将射频功率放大后的干扰通信信号输出至接收/发射一体天线中。

经过由上述各功能部件构成的系统后，整个系统的工作原理，即卫星通信信号欺骗干扰方法可总述为如下步骤，可同步参看图3的示意：

S1、截获目标卫星的目标通信信号，提取其中的信号参数，包括工作频率、信号电平、信号带宽、调制样式和编码方式；

S2、依据信号参数，匹配生成干扰信号波形，干扰信号波形所承载的信息内容通过预定义方式进行设置；

S3、采用与目标通信信号相同的编码方式，将干扰信号波形编码为干扰通信信号；

S4、采用与目标通信信号相同的调制样式，对干扰通信信号进行调制加载；

S5、对于调制加载完成后的干扰通信信号，依次进行发射频率的变频与射频功率放大后，再通过接收/发射一体天线向目标卫星定向辐射。

干扰通信信号的发射频率将变频为目标通信信号的上行发射频率，目标卫星转发器在接收到这一干扰通信信号后，会将其转发至目标地面接收站，干扰通信信号中承载的错误或诱导信息由此得到传递，从而完成卫星通信信号欺骗干扰过程。

Claims (10)

1.一种基于信号参数匹配的卫星通信信号欺骗干扰系统，其特征在于：所述系统包括依次连接的接收/发射一体天线、侦察接收机、干扰信号源、编码器、调制器、变频器和功率放大器，功率放大器还连接至接收/发射一体天线；所述侦察接收机用于对目标通信信号的侦察、识别和参数解析，提取出目标通信信号的信号参数；所述干扰信号源用于依据所述侦察接收机提取出的所述信号参数，生成具有对应干扰信号波形的干扰通信信号；所述编码器用于在所述干扰信号源的辅助下，依据所述信号参数，以相同编码方式完成对生成的干扰通信信号的编码；所述调制器用于依据所述信号参数，以相同调制样式完成对生成的干扰通信信号的调制加载，并输出至所述接收/发射一体天线中；所述接收/发射一体天线用于接收目标通信信号以及发射干扰通信信号。

2.根据权利要求1所述的基于信号参数匹配的卫星通信信号欺骗干扰系统，其特征在于：所述调制器通过所述变频器、所述功率放大器连接至所述接收/发射一体天线；所述变频器用于将所述干扰通信信号的发射频率变频至与所述目标通信信号相同的上行发射频率。

3.根据权利要求2所述的基于信号参数匹配的卫星通信信号欺骗干扰系统，其特征在于：所述变频器通过所述功率放大器连接至所述接收/发射一体天线；所述功率放大器用于对所述干扰通信信号的射频功率进行放大，并将射频功率放大后的所述干扰通信信号输出至所述接收/发射一体天线中。

4.根据权利要求1所述的基于信号参数匹配的卫星通信信号欺骗干扰系统，其特征在于：所述系统还包括集中控制子系统、配套伺服设备和电源子系统；所述集中控制子系统用于完成所述系统中各个分机或分设备的参数设置、操作控制、状态采集与管理；所述配套伺服设备用于在所述集中控制子系统的管控下完成对所述接收/发射一体天线的机械伺服动作；所述电源子系统用于为所述系统提供供电支持。

5.根据权利要求4所述的基于信号参数匹配的卫星通信信号欺骗干扰系统，其特征在于：所述接收/发射一体天线用于在所述配套伺服设备的动作下，完成对目标卫星的指向跟踪，并对所述目标卫星的所述目标通信信号进行前端接收处理，同时完成所述干扰通信信号对目标卫星的发射过程。

6.根据权利要求1所述的基于信号参数匹配的卫星通信信号欺骗干扰系统，其特征在于：所述干扰信号源用于依据所述信号参数，匹配生成干扰信号波形；所述编码器用于将所述干扰信号波形编码为所述干扰通信信号。

7.根据权利要求6所述的基于信号参数匹配的卫星通信信号欺骗干扰系统，其特征在于：所述信号参数包括工作频率、信号电平、信号带宽、调制样式和编码方式。

8.根据权利要求7所述的基于信号参数匹配的卫星通信信号欺骗干扰系统，其特征在于：所述工作频率为所述目标通信信号的上行发射频率；在经过所述接收/发射一体天线前端接收处理所述目标通信信号后，所述侦察接收机用于通过信道测试方式，确定出所述目标通信信号的上行发射频率。

9.一种基于信号参数匹配的卫星通信信号欺骗干扰方法，其特征在于：所述方法采用权利要求1至8任一项所述的系统作为硬件基础；所述方法包括如下步骤：

S1、截获目标卫星的目标通信信号，提取其中的信号参数；

S2、依据信号参数，匹配生成干扰信号波形；

S3、采用与目标通信信号相同的编码方式，将干扰信号波形编码为干扰通信信号；

S4、采用与目标通信信号相同的调制样式，对干扰通信信号进行调制加载；

S5、将调制加载完成后的干扰通信信号向目标卫星定向辐射。

10.根据权利要求9所述的基于信号参数匹配的卫星通信信号欺骗干扰方法，其特征在于：步骤S1中，信号参数包括工作频率、信号电平、信号带宽、调制样式和编码方式，其中工作频率为目标通信信号的上行发射频率，通过信道测试方式进行确定；步骤S2中，干扰信号波形所承载的信息内容通过预定义方式进行设置；步骤S5中，将干扰通信信号的发射频率变频为目标通信信号的上行发射频率，并经过射频功率放大后，向目标卫星定向辐射；目标卫星接收到干扰通信信号后，将其转发至目标地面接收站，完成卫星通信信号欺骗干扰过程。