第三章 信、干扰与目标特性
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【工信办法】军民结合寓军于民武器装备科研生产体系建设保密管理办法军民结合寓军于民武器装备科研生产体系建设保密管理办法第一章总则第一条为贯彻落实《国务院中央军委关于建立和完善军民结合寓军于民武器装备科研生产体系的若干意见》(国发[2018]37号),加强军民结合、寓军于民武器装备科研生产体系建设过程中的保密管理,确保军民结合工作顺利推进,根据《中华人民共和国保守国家秘密法》和相关法律规定,制定本办法。
第二条军民结合、寓军于民武器装备科研生产体系建设过程中的保密工作,应当贯彻统筹协调、分级负责、归口管理、确保安全的原则。
第三条工业和信息化部、国家保密局、国防科工局会同军队有关部门,根据职责分工,强化协调配合,加强督促检查,共同做好军民结合、寓军于民武器装备科研生产体系建设保密管理工作。
军民结合、寓军于民武器装备科研生产体系建设保密管理实行保密工作责任制,业务谁主管,保密谁负责。
第四条拟承担涉密武器装备科研生产任务的单位应当按照《武器装备科研生产单位保密资格审查认证管理办法》有关规定取得相应保密资格后,才能承担涉密武器装备科研生产任务。
各单位负责所承担任务保密工作的具体落实,自觉接受各级保密行政管理部门、国防科技工业管理部门的指导、监督和检查。
第二章国家秘密的范围和密级第五条在军民结合、寓军于民武器装备科研生产体系建设工作中,国家秘密事项范围主要包括:(一)武器装备发展战略、规划、计划;(二)武器装备科研生产能力、结构、布局和统计数据;(三)武器装备的技术指标与性能、目标特性;(四)武器装备对外合作和军工贸易敏感事项;(五)对武器装备科研生产具有重要意义的技术、工艺、科技成果、技术手段;(六)武器装备科研生产经费预算、决算;(七)武器装备科研生产保障性方案和措施;(八)不宜公开的武器装备科研生产许可信息;(九)军工企业和军工科研院所改革的方案和措施;(十)武器装备科研生产安全保卫保密防范方案;(十一)武器装备科研生产的运输计划、方案;(十二)其他有关秘密事项。
跟踪干扰原理一、引言在现代科技发展迅速的时代,人们对于信息的传输和保护越来越重视。
而跟踪干扰原理作为一种常见的信息保护手段,具有重要的意义。
本文旨在对跟踪干扰原理进行深入探讨,介绍其基本原理、应用领域以及存在的问题与挑战。
二、基本原理跟踪干扰原理是一种通过产生干扰信号来干扰敌方对目标的跟踪和定位的技术手段。
其基本原理是利用干扰信号掩盖目标的真实信息,使得敌方无法准确追踪目标的位置和行动。
具体来说,跟踪干扰原理主要包括以下几个方面:1. 干扰信号的产生:通过选择合适的干扰源和干扰信号发生器,产生具有一定频率、幅度和相位的干扰信号。
2. 干扰信号的传输:将产生的干扰信号通过合适的传输介质,如无线电波或光纤,传输到目标附近。
3. 干扰信号的作用:干扰信号与目标信号相叠加,使得敌方无法准确获取目标的位置和运动信息。
4. 干扰信号的参数调整:根据目标的特性和敌方的追踪手段,适时调整干扰信号的频率、幅度和相位,以达到最佳的干扰效果。
三、应用领域跟踪干扰原理在许多领域都有广泛的应用,其中包括军事、情报、安防等。
1. 军事领域:在军事行动中,敌方对我方目标的跟踪和定位是一项非常重要的任务。
通过采用跟踪干扰原理,可以有效地干扰敌方的跟踪系统,保护我方目标的安全。
2. 情报领域:在情报收集过程中,为了保护特定目标的位置和行动信息,常常需要采用跟踪干扰原理。
通过干扰敌方的侦察手段,可以有效地保护我方的情报安全。
3. 安防领域:在一些重要场所,如机场、火车站、地铁等公共交通场所,为了防止恐怖分子对目标进行跟踪,常常需要采用跟踪干扰原理。
通过干扰信号的产生和传输,可以有效地防止恐怖分子对目标的追踪和定位。
四、存在的问题与挑战虽然跟踪干扰原理在保护信息安全方面具有重要的意义,但是在实际应用中也存在一些问题和挑战。
1. 干扰效果的不确定性:跟踪干扰原理的干扰效果与许多因素有关,如干扰信号的参数调整、目标特性和敌方追踪手段等。
弹道导弹在飞行各阶段中的弹道特征和目标特性是什么?不同类型的弹道导弹,其飞行各阶段中飞行轨迹、速度和加速度差异较大。
助推段是弹道导弹最脆弱的阶段,其红外和雷达特性非常明显,飞行速度较慢。
这个阶段还没有产生碎片,也没有释放诱饵等突防装置,目标识别问题不突出。
远程弹道导弹助推段时间约为3-6分钟。
各国都想法设法缩短防御能力最弱的助推段飞行时间,例如俄罗斯“白杨”助推段飞行时间已低于45秒,可在大气层内实现关机,降低了助推高度。
中间飞行段是弹道导弹中最长阶段,典型远程弹道导弹的中间段飞行时间约15-20分钟,通常这时射程10000公里的导弹的弹头飞行弹道最高点达到1 300公里。
由于没有大气阻力,这一阶段弹头、诱饵、整流罩、母舱和碎片残骸等,均在弹道附近伴随弹头高速运动,在整个中间飞行阶段形成一个目标群,扩散范围达几公里。
如何从干扰团中识别出真弹头并有效拦截,是反导系统的核心任务。
再入段持续时间一般为60-90秒。
通常,射程10000公里的导弹再入速度为7.2马赫。
在该阶段,由于大气阻力,目标群中伴随弹头飞行的碎片、轻质诱饵、箔条等会因摩擦被烧毁或降速而被大气过滤掉。
只有少数经过专门设计的重诱饵呈现出类似弹头的运动轨迹。
反导雷达需要识别的对象有哪些?首先是碎片。
由于导弹飞行中需要不断抛弃不必要的部分,以增大动力效率,加之其各种分离机构多采用了爆炸螺栓等方式,其飞行中必然产生大量碎片。
其次是诱饵。
弹头诱饵包括涂有金属层的气球、轻型充气或刚性复制诱饵等。
假目标与弹头形状几乎相同,这是一种简单、廉价的高空诱饵。
用薄塑料制成,包覆以金属箔、条或丝网。
一枚导弹可以携带许多这样的气球,并在导弹升空至大气层外时释放,然后充气成型,并跟随弹头沿弹道飞行到再入点。
这种诱饵进入大气层时,急剧减速并在高空解体,从而使弹头容易在大气层内被识别出来。
另一种是轻质电子诱饵就是金属箔条,这实际是一种电子对抗措施。
此外,干扰机也会制造假目标。
电子通信的干扰要素和控制方法电子通信的干扰要素主要包括外界干扰和内部干扰两大方面。
外界干扰主要源于电磁环境中的各种电磁波辐射,如自然辐射、人工干扰等;内部干扰主要来自于通信系统本身的各种器件和电路等。
为了保证电子通信系统的正常运行和信息的传输质量,需要对干扰进行有效的控制。
下面将从不同的角度介绍电子通信的干扰要素及相应的控制方法。
一、外界干扰要素及控制方法1.自然辐射干扰:自然辐射是指自然界中存在的各种电磁波对通信系统产生的干扰,如大气磁场、地磁变化、太阳辐射等。
控制自然辐射干扰的方法主要包括以下几个方面:(1)合理的天线设计和安装,选择适当的天线高度和位置,减少自然辐射对天线的影响。
(2)使用屏蔽和吸收材料,降低自然辐射对设备的影响。
(3)合理的地域选择和规划,避免强自然辐射区域建设通信设施。
2.人工干扰:人工干扰是指人类活动引起的电磁波干扰,如电力设备的谐波辐射、移动通信设备的电磁波辐射、雷达设备的电磁波辐射等。
控制人工干扰的方法主要包括以下几个方面:(1)采用合适的频率规划和调度,避免不同系统之间的频率冲突。
(2)加强对电磁波辐射的监测和管理,确保各种设备的辐射水平符合国家标准。
(3)采用合适的电磁兼容设计,减少设备之间的相互干扰。
(4)强化法律法规和政府监管,加大对人工干扰的整治力度。
二、内部干扰要素及控制方法1.器件间串扰:器件间串扰是指不同器件之间或同一器件内部的电磁信号相互干扰。
控制器件间串扰的方法主要包括以下几个方面:(1)合理的布局与隔离:在系统设计中,合理安排器件的布局和隔离,减少器件间的电磁干扰。
(2)电磁兼容设计:采用合适的电磁兼容设计,减少器件之间的相互干扰。
(3)适当的地线设计与接地:合理设计与规划地线和接地,有效减少器件间的串扰。
2.电源干扰:电源干扰是指供电系统中存在的电源波动、杂波等干扰信号对通信系统产生的干扰。
控制电源干扰的方法主要包括以下几个方面:(1)电源滤波:利用滤波器对供电系统进行滤波处理,降低电源中的杂波和谐波。
第三章 信道、干扰与目标特性3.1 水声信道特性3.1.1 稳定单途信道-自由空间的传播在理想介质自由空间中,信号传输过程如果用一网络来表示,则其脉冲响应为()()0τ-τδ=τh (3.1.1)而传输函数为()0ωτ-=ωe H (3.1.2)式中0τ为发射点至接收点的传播时间。
在实际海洋中,由于各个频率的吸收系数不同,高频衰减比低频衰减要大的多,传输函数的模()ωH 不在等于1,而是随着频率的增高而衰减,这时脉冲响应也不在是δ脉冲,而是有一定宽度的,其展宽程度与距离等因素有关。
3.1.2 稳定多途信道-海底、海面反射以及声速梯度引起折射产生的影响实际海洋不可能是一个自由空间,它存在着海面和海底两个界面。
由于温度、盐度和静压力的影响,海洋中不同深度声速是不同的,存在着声速垂直分布,这就会使声波产生折射。
上下边界的反射和在水中的折射使得实际海洋信道不是单途径信道而是多途径信道。
如果我们把海洋看成是一个具有平滑的上下边界的分层不均匀介质,声波在其中传播将产生稳定的多途信号。
在已知声速-深度分布曲线时,可用射线理论或简正波理论来预测多途结构。
图3.1.1分别给出相应的多途信号的理论预测图和实际图。
图3.1.1 多途信号的理论预测图和实际图图3.1.2 a 给出存在跃层时浅海传播的多途结构;b 给出相应的多途信号。
图中给出了声源和接收点同在跃层上和分别在跃层上下的两种情况。
图3.1.2 ( a) 存在跃层时浅海传播的多途结构(b) 相应的多途信号稳定多途信号用网络来表示时,其脉冲响应可用如下形式来表示:()()∑=τ-τδ=τh i (3.1.3)式中i τ为各个途径信号的时延值。
传输函数为()e A H ωτ-=∑=ω (3.1.4)由于多途信号间的干涉,()ωH 随频率变化有起伏。
3.1.3 时空变信道(1) 随机时变信道-随机起伏海面、粗糙海底、不均匀介质产生的影响由于海面是随机起伏,海底是粗糙不平的,海水存在着宏观的分层不均匀,微观的随温度起伏、湍流、涡流、内波等因素的影响,使得多途信道不是稳定的而是随机时变的,这时脉冲响应函数应该是时间的随机函数。
一个实际信道的脉冲响应可表示为)(())(t h h t h ,~,0τττ+= (3.1.5)相应的传输函数为)(())(t H H t H ,~,0ωωω+= (3.1.6) 式中()ω0H 为传输函数的稳定部分;)(t H ,~ω为传输函数的随机时变部分,其均值为零。
它的特性可用其协方差函数来表征,即 ())(()t t H t H t t ∆+∆+•=∆∆Γ*,~,~,,,ωωωωω (3.1.7)式中Γ称为时频相干函数。
若信道满足广义平稳非相关散射条件,即把信道传播过程看作散射过程时,不同时延和不同频移的散射信号间不相关时,Γ仅与ω∆,t ∆有关,则时频相干函数可写成(t ,∆ω∆)形式。
如将∆ω∆,t 仍用ω,t 表示,并对作傅立叶变换可得:()()dt d e e t ,,R ωωΓ=ϕτϕ-ωτ-⎰⎰ (3.1.8)式中称为R s 散射函数。
散射函数在τ轴上投影)(τs R (也称时间弥散函数)表征了信号随机起伏部分能量沿τ轴弥散分布的情况。
散射函数在ϕ轴(多普勒频移)上的投影)(ϕs R 表征了由于信道的随机时变性而产生的多普勒频移在频率轴上的分布情况。
(2) 随机时空变信道-广义散射函数在讨论传感器阵信号的时空最佳处理时,还需要考虑到随机信道引起的入射角度的弥散,这就要求把随机时变信道讨论推广到空间维得到广义散射函数。
水声信道(z 轴代表深度,信号沿x 方向传播)的传输函数可表示为()()()z y x t H H z y x t H ,,,,~,,,,0ωωω+= (3.1.9)()()z y x t H H ,,,,ω=ω (3.1.10)()22020~/H H H +=γ (3.1.11)其中γ称为相干度。
相干度与观察时间的长度和观察空间的大小有关,时间愈长,空间愈大,相干度就愈低。
这是因为随着时间增长,空间范围扩大,影响传输函数H 变化的因素将愈多。
随机部分H ~的增长将导致相干度下降。
可定义时频空间相干函数()z y x t ,,,,ωΓ的傅立叶变换为广义散射函数()jvy jux t j j s e e e e z y x t w v u R ----⎰⎰⎰⎰⎰Γ=ϕωτωϕτ,,,,),,,,(dtdxdydz d e jwz ω-• (3.1.12)式中τ表示时延;ϕ表示频移;u ,v ,w 为空间频率。
广义散射函数的物理意义可作如下解释:设信道的输入为来自一点源的信号,其模糊度函数具有极高的时频分辨率,而接收机由一尖锐指向性的基阵后接高分辨率的时-频处理器构成。
接收机可测量τ,ϕ,y x θθ,(入射波与X 、Y 轴的夹角)四个参数,其输出构成一个四维显示空间。
对理想单途径信号,在四维显示空间中得到一个点。
在稳定多途信道中将显示多个点,每个点对应一个途径。
这部分用平均扩展函数来表示。
而信道的随机时变部分会在显示器中产生一些“云”。
广义散射函数用来表示这些“云”在四维显示空间中的分布。
3.2 噪声干扰特性3.2.1 海洋环境噪声3.2.1.1 概述粗略的讲,环境噪声就是海洋本身的噪声。
它是用指向性水听器测量到的海洋总噪声背景中的一部分。
它既不是由于水听器及其固有安装方式引起的自噪声,也不是某些局部的可辨别的噪声源产生的噪声,它是除去所有可分辨的噪声源后所剩下的那一部分。
就我们所讨论的来说,环境噪声(ambient noise )是指那些由周围所有方向传到水听器处的噪声,尽管来自各个方向的噪声各有差异,是各向异性的。
环境噪声级,是指无指向性水听器测得的环境噪声的声强(以分贝表示),参考级是具有均方根声压等于一微帕的平面波声强。
虽然它们实际上是在不同带宽中测得的,但常常把所测得的噪声级折算成1赫带宽的值,并称为环境噪声谱级。
3.2.1.2 深海环境噪声深海环境噪声在不同频率上有不同的特性,随着环境条件例如风速等的变化,在谱的不同部分具有不同的频谱斜率和不同的特征。
因此,噪声必然是由于各种源的组合产生的。
在谱的任何一个区域,这些源中的一个或几个超过其他源而占主要地位。
我们已了解的主要噪声源有:潮汐以及波浪的水静压力效应、地震扰动、海洋湍流、波浪非线性互作用、行船、海面波浪、热噪声等。
图3.2.1是可能观测到的深海环境噪声谱的一个例子。
谱由不同斜率的几部分组成,这几部分在不同的条件下有不同的特征。
如上所述,由于整个频带内噪声源是多重性的,谱也是复杂的。
谱的各频段或区间是可辨的,并与上述的主要噪声源相对应。
图3.2.1 深海噪声谱举例,有五个斜率不同的频段,斜率以分贝/倍频程表示3.2.1.3 浅海环境噪声与比较确定的深海环境噪声情形相反,在近海、海湾和港口,环境噪声的变化很大。
在浅海中,某一频率下的背景噪声系由三类不同形式的噪声混合而成:(1)行船及工业噪声;(2)风成噪声;(3)生物噪声。
在一个特定的时间和地点,噪声级取决于这些源的混合情况。
因这种混合情况随时间、地点而变,所以噪声级也就表现时时处处有显著的变化性。
相对于深海环境噪声级的一定的准确度,海湾、港口和沿海等浅海处的环境噪声级的数据很离散,几乎无法预报。
3.2.1.4环境噪声的间歇源所谓间歇源指的不是持续数小时或数天,而仅是暂时存在的噪声源。
它包括生物发声、20周脉冲(鲸)、雨、爆炸、地震和火山活动等。
3.2.2 混响3.2.2.1 概述海洋本身和其界面包含着许多不同类型的不均匀性,这些不均匀性形成介质物理上的不连续性,因而就阻挡照射到它们上面的一部分声能,并把这部分声能再辐射回去,这种声的再辐射称为散射,而来自所有散射体的散射成分的总和称为混响。
海中产生混响的散射体有三种根本不同的类别。
一种散射体存在于海水本身或体积之中,它引起体积混响。
海面混响是由位于海面上或海面附近的散射体产生的,而海底混响是由位于海底上或海底附近的散射体所引起的。
后面两种混响,由于散射体的分布是二维的,在分析上可以一起作为界面混响来考虑。
散射强度表征混响的一个基本比值。
它等于在参考距离1米处被单位面积或体积所散射的声强度与入射平面波强度的比值,这个比值以分贝为单位。
以I scat表示单位面积或单位体积所散射的声强度,这一强度是在远场测得后折算到单位距离处的,以I inc表示入射平面波的强度,则散射强度的定义为S s,v=10log(I scat/I inc)对体积混响和界面混响而言,散射强度这个参数的概念可分别以图3.2.1来说明。
散射的方向是指向声源。
对S来讲,它的参考点在相反方向上离单位体积或面积1米处的P 点。
图3.2.1 体积散射和界面散射时,散射强度的定义3.2.2.2体积混响理论我们用RL表示等效平面波的混响级。
这个级是轴向入射平面波在水听器输出端产生的电压,这个电压应与该水听器接收混响时产生的电压相同。
现将等效平面波的混响级RL定义为轴向平面波的入射强度(以分贝为单位),此平面波引起的水听器输出与所研究的混响相同,有:RL=10log( (I0/r4) s v ∫bb’ dV ) (3.2.1)其中I0为单位距离处的轴向强度,b表示发射器的指向性图,dV为在此方向上离开r 处的散射体的体积,s v是距产生散射的单位体积1米处的反向散射强度与入射声波强度的比值。
3.2.2.3界面混响理论界面混响系指散射体不分布在体积中,而分布在几乎很平的界面上时所产生的混响,最显著的散射界面是海面和海底。
界面混响的等效平面波的表达式为:RL s=10log( (I0/r4) s s ∫bb’ dA ) (3.2.2)式中dA是散射界面的面元,其他各项的含义与(3.2.1)式中相同。
3.3 目标特性3.3.1目标辐射噪声特性3.3.1.1 目标辐射噪声的平均功率谱舰船辐射噪声的平均功率谱是由连续分布的宽带噪声谱和在若干个离散频率上的窄带分量—线状谱构成。
舰船噪声的宽带连续噪声谱分量主要由螺旋桨噪声和机械噪声两部分构成。
螺旋桨噪声是由于螺旋桨旋转产生空化造成的。
螺旋桨叶片在水中转动时在叶尖和叶片面上会产生低压和负压区。
随着转速的增加,负压增大到一定限度时,水就会自然破裂产生小气泡形式的空穴,稍后这些气泡破裂产生宽带声脉冲,大量这种气泡破裂声就形成螺旋桨噪声。
这是舰艇噪声宽带连续谱的高频端的主要成份。
螺旋桨空化可分为叶尖涡流空化和叶片表面空化两类。
前者时螺旋桨空化噪声的主要噪声源。
螺旋桨空化噪声的功率谱在高频以6分贝/倍频程斜率下降,在低频功率谱曲线有正斜率,因此存在一个峰值。
在低速度时,螺旋桨并未空化,主要的噪声源是机械噪声,能产生宽带连续谱的噪声源有:泵、管道、阀门中流体的空化,湍流和凝气器排气产生的噪声。