通信对抗原理(冯小平)全书第7章
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在以上各种传播模式下的干扰有效辐射功率的表达式中， 通信发射机的有效辐射功率ERPs、通信收发天线高度hsr和hst、 工作波长λ取决于干扰对象；通信距离Rc、干扰距离Rj、干通 比r则由战术使用要求决定；干扰天线hjt的高度可以通过设计 选取；最后只剩下干扰压制系数的选取。干扰压制系数的选取 涉及到最佳干扰技术，理论上，压制系数最小的干扰样式是最 佳干扰样式，它需要的干扰功率最小。对于不同的通信体制， 最佳干扰样式不同，所需要的干扰压制系数也不同。 下面举例说明通信干扰功率的计算方法和步骤。 设计一个车载VHF(30～100MHz)战术干扰系统，用于干 扰空－地、地－空和地－地通信链路。最大干扰距离为30km， 实施干扰后允许的最大通信距离为3km(即干通比r=10)，通信 发射机最大有效辐射功率为100W。试计算该干扰系统所需的 干扰有效辐射功率。
PjtG jtG jr Rc La Lb JSR1 Pst Gst Gsr R j
系与上式类似，这里不再一一列出。
2
(7.1-10)
在其他传播模式下，考虑匹配损耗后的修正的干信比关
第7章 通信干扰方程和干扰效果评价
此外，如果通信接收机接收天线是水平全向的(大部分战 术通信电台都是如此)，则有Gjr=Gsr，那么上式简化为
第7章 通信干扰方程和干扰效果评价
(1)空－地通信链路干扰功率。空－地链路是指通信方的发 送设备在空中，接收设备在地面，所以通信方是自由空间传
播模式。而干扰方是车载干扰系统，它位于地面对地面通信接
收机实施干扰，因此是地面反射传播模式。如果匹配条件良好， 并且干扰天线可以升空，则根据视距传播条件，可以得到
(7.1-13)
第7章 通信干扰方程和干扰效果评价
式中,ERPj表示干扰发射机的有效辐射功率;ERPs表示通信发射 机的有效辐射功率。其他传播条件的干信比也可以利用有效辐 射功率表示，这里不再一一给出。 上面讨论的各种不同的传播模式下的干信比关系就是通信 干扰方程。当按照上面的关系计算得到的干信比超过干扰压制 系数时，对应的干扰就是有效的。通信干扰方程是一个重要的 方程式，它是干扰功率计算和干扰压制区计算的基础。 7.1.3通信干扰有效辐射功率计算 干扰有效辐射功率计算是通信干扰系统设计的最重要的参 数，它根据干扰系统的战术使用要求，如系统作用距离、干扰 对象等，通过分析计算和计算机仿真后确定。根据前节得出的 干信比公式，可以得到自由空间传播模式下所需的干扰有效辐 射功率为
根据上式可以得出，当通信系统和干扰系统都是在地面传播方 式时，通信接收机输入端的干信比与干通比(r=Rj/Rc)的4次方成 反比，与干扰天线和通信天线的高度比的平方成正比。干扰天 线高度每升高1倍，干信比提高6dB。因此，对于地面反射传播 方式工作的干扰系统，升高天线高度可以明显的改善干信比， 提高干扰效果。
2 c
2
1 h h s t s r 4π
2
2
(7.1-7)
同理，如果通信信号是自由空间传播模式(如地－空通信)，而 干扰信号是地面反射传播模式，这时的干信比为
Pjt G jt G jr Rc JSR4 2 Pjt G jt G jr R j
第7章 通信干扰方程和干扰效果评价
Rc ERP j 4 K j ERPs r 4πh jt h jr
4 4
1 La Lb
2
2
1 10 3000 2 100 10 7131374 .5 kW 4π 20 2 1 1
2
(7.1-3)
第7章 通信干扰方程和干扰效果评价
根据上式可以得出，当通信系统和干扰系统都是在自由空
间中传播时，通信接收机输入端的干信比与干通比(r=Rj/Rc)的
平方成反比。 2)地面反射传播的通信干扰方程 在地面传播方式下，由于地面反射波和地面波的影响，到 达通信接收机输入端的功率近似为
hst hsr Psr Pst Gst Gsr R2 c
第7章 通信干扰方程和干扰效果评价
Rj 1 (7.1-14) ERPj1 Pj G jr JSR 1 ERP s Rc La Lb 对于给定的干扰对象，当干扰设备与目标设备的配置关系
确定时，干扰有效辐射功率将由实现有效干扰的干信比决定。 当干扰目标给定和干扰样式确定后，所需的干信比就是干扰压 制系数Kj。将上式中的干信比用干扰压制系数代替，距离比用 干通比代替，可以将自由空间传播模式的干扰有效辐射功率重
2
(7.1-4)
式中,Pst、Gst、Gsr、Rc意义与前面相同;hst、hsr分别是通信发 射和接收天线的高度。类似地，到达通信接收机输入端的干 扰功率为
第7章 通信干扰方程和干扰效果评价
h jt hsr Pjr PjtG jtG jr 2 R j
其中，计算时使用的λ＝10m(f =30MHz)，hjr=2m。可见，利 用地面车载干扰平台干扰空－地链路需要的干扰功率极大， 几乎无法实现。因此，必须使用升空平台才能实现对空－地 链路的有效干扰。
第7章 通信干扰方程和干扰效果评价
(2)地—空通信链路干扰功率。地－空链路是指通信方的发 送设备在地面，接收设备在空中，所以通信方是自由空间传播 模式。而干扰方是车载干扰系统，它位于地面对空中通信接收 机实施干扰，因此也是自由空间传播模式。
4hsr hsr ERPj 3 K j ERP s r R j
4 4
1 LL a b
2
2
(7.1-17)
Rc 1 ERPj 4 K j ERP s r LL 4 h h jt jr a b
(7.1-18)
第7章 通信干扰方程和干扰效果评价
2 4π h jt h jr 2
2
(7.1-8)
第7章 通信干扰方程和干扰效果评价
7.1.2修正的通信干扰方程
在上面的讨论中，假设干扰信号的所有能量都能够进入目 标通信接收机。但是实际情况并非如此，也就是说干扰能量并 不能全部进入目标通信接收机，即干扰信号与通信信号之间存 在匹配损耗。匹配损耗主要由两方面因素引起：其一是干扰天 线与通信接收天线由于极化不同引起的极化损耗；其二是干扰 信号带宽与通信接收机带宽不一致(一般干扰带宽大于通信接 收机带宽)引起的带宽失配损耗。所以在计算干信比时，还需 要考虑天线极化损耗La和带宽失配损耗Lb。设目标通信接收机 中频带宽为Br，干扰信号带宽为Bj，则带宽失配损耗为
PstGstGsr2 Psr 2 4πRc
(7.1-1)
第7章 通信干扰方程和干扰效果评价
式中,Pst是通信发射机功率;Gst是发射天线在接收天线方向的增
益;Gsr是通信接收天线在发射天线方向的增益;Rc是通信距离;λ
是通信信号波长。同样，在通信接收机输入端的干扰功率为
Pjr
Pjt G jt G jr 2
第7章 通信干扰方程和干源自文库效果评价
以上两种情况都是假设通信系统和干扰系统工作在相同的 电磁传播模式下。但是在实际应用中，有时情况并非如此。比 如，当采用升空平台对地面目标通信系统干扰时，通信信号是 地面反射传播模式，而干扰信号是自由空间传播模式，这时的 干信比为
Pjt G jt G jr R JSR3 Pjt G jt G jr Rj
4πR
j
2
(7.1-2)
式中,Pjt是干扰发射机功率;Gjt是干扰发射天线在通信接收天线 方向的增益;Gjr是通信接收天线在干扰发射方向的增益;Rj是干 扰距离;λ是通信信号波长。 因此，通信接收机输入端的干信比为
PjtG jtG jr Rc JSR 1 Psr Pst Gst Gsr R j Pjr
PjtG jt Rc La Lb JSR 1 Pst Gst R j
2
(7.1-11)
通常把发射机输出功率P与发射天线增益G的乘积称为有
效辐射功率，并且表示为
ERP=PG (7.1-12)
2
则上式可以用有效辐射功率表示为
ERPj Rc La Lb JSR1 ERP s Rj
第7章 通信干扰方程和干扰效果评价
hs h j Ps Ps tG jt G jr 2 Rj
2 20 100 4 2 30000
2
2
7.9 1013 W 91 dBm
2
新表示为
1 ERPj1 K j ERP s r La Lb
2
(7.1-15)
第7章 通信干扰方程和干扰效果评价
地面反射传播模式的干扰有效辐射功率为
2
hst 1 ERPj 2 K j ERP s r LL h jt a b
4
(7.1-16)
同理可以得到其他两种传播模式的干扰有效辐射功率为
第7章 通信干扰方程和干扰效果评价
第7章 通信干扰方程 和干扰效果评价
7.1 7.2 通信干扰方程 通信干扰效果评价准则
7.3 通信干扰效能检测和评估方法
7.4 7.5 习题 对语音信号质量的客观评价方法 通信干扰效能评估的仿真技术
第7章 通信干扰方程和干扰效果评价
7.1 通信干扰方程
7.1.1理想条件下的通信干扰方程 通信接收机输入端的干信比大小基本上能够反映干扰的有 效性。下面分自由空间传播和地面反射传播两种情况讨论通信 干扰基本方程，它用通信接收机输入端的干信比描述。 1)自由空间传播的通信干扰方程 在自由空间中，通信主要传播方式是直接波，根据自由空 间电波传播方程，到达通信接收机输入端的通信信号功率为
30(km ) 4.12 h jt (m) hsr (m)
hjt>>hsr时，可以得到干扰发射天线高度为
其中,hjt、hsr分别是干扰发射天线和通信接收天线的高度。当
30 h jt 53 (m) 4.12
2
第7章 通信干扰方程和干扰效果评价
即当干扰天线高度大于53m时，干扰信号可以按照自由空间传
我们已经计算得到了干扰和通信双方都在自由空间传播模
式下，需要的干扰有效辐射功率为20kW，因此，可以实现有 效干扰。
问题在于，由于通信发射机在地面，侦察引导设备也在地
面，那么侦察设备是否能够对通信信号可靠的侦收和识别呢？ 下面就对此进行必要的分析。根据地面反射传播模型，到达侦
察接收机的通信信号功率为
2
(7.1-5)
式中,Pjt、Gjt、Gjr、Rj意义与前面相同;hjt是干扰发射天线的高度。 因此，通信接收机输入端的干信比为
PjtG jtG jr Rc JSR2 PjtG jtG jr Rj
4
h jt h st
2
(7.1-6)
播模型考虑。将r=30/3=10，因为假设匹配良好，可以取La＝1，
Lb＝1，并设Kj＝2，代入自由空间传播模式下的干扰有效辐射 功率计算公式，可以得到
1 2 1 ERPj1 K j ERPs r 2 10010 20kW La Lb 1 1
2
实际上，在车载条件下，要将天线升高到53m几乎是不可能的。 如果干扰天线只能升高到20m，那么干扰信号就不满足自由空 间传播模式的条件，而只能按照地面反射传播模式考虑。此时 干扰空－地链路需要的干扰功率将极大提高：
Br Lb Bj
(7.1-9)
第7章 通信干扰方程和干扰效果评价
带宽失配损耗是小于1的数。
在通信频率范围的低端，极化损耗并不突出，所以可以不
考虑它，此时假设La=1。在通信频率高端(UHF以上)，就必须 考虑极化损耗的影响。
考虑匹配损耗后，干信比关系需要乘以因子LaLb，因此，
自由空间传播模式的干信比修正为
PjtG jtG jr Rc La Lb JSR1 Pst Gst Gsr R j
系与上式类似，这里不再一一列出。
2
(7.1-10)
在其他传播模式下，考虑匹配损耗后的修正的干信比关
第7章 通信干扰方程和干扰效果评价
此外，如果通信接收机接收天线是水平全向的(大部分战 术通信电台都是如此)，则有Gjr=Gsr，那么上式简化为
第7章 通信干扰方程和干扰效果评价
(1)空－地通信链路干扰功率。空－地链路是指通信方的发 送设备在空中，接收设备在地面，所以通信方是自由空间传
播模式。而干扰方是车载干扰系统，它位于地面对地面通信接
收机实施干扰，因此是地面反射传播模式。如果匹配条件良好， 并且干扰天线可以升空，则根据视距传播条件，可以得到
(7.1-13)
第7章 通信干扰方程和干扰效果评价
式中,ERPj表示干扰发射机的有效辐射功率;ERPs表示通信发射 机的有效辐射功率。其他传播条件的干信比也可以利用有效辐 射功率表示，这里不再一一给出。 上面讨论的各种不同的传播模式下的干信比关系就是通信 干扰方程。当按照上面的关系计算得到的干信比超过干扰压制 系数时，对应的干扰就是有效的。通信干扰方程是一个重要的 方程式，它是干扰功率计算和干扰压制区计算的基础。 7.1.3通信干扰有效辐射功率计算 干扰有效辐射功率计算是通信干扰系统设计的最重要的参 数，它根据干扰系统的战术使用要求，如系统作用距离、干扰 对象等，通过分析计算和计算机仿真后确定。根据前节得出的 干信比公式，可以得到自由空间传播模式下所需的干扰有效辐 射功率为
根据上式可以得出，当通信系统和干扰系统都是在地面传播方 式时，通信接收机输入端的干信比与干通比(r=Rj/Rc)的4次方成 反比，与干扰天线和通信天线的高度比的平方成正比。干扰天 线高度每升高1倍，干信比提高6dB。因此，对于地面反射传播 方式工作的干扰系统，升高天线高度可以明显的改善干信比， 提高干扰效果。
2 c
2
1 h h s t s r 4π
2
2
(7.1-7)
同理，如果通信信号是自由空间传播模式(如地－空通信)，而 干扰信号是地面反射传播模式，这时的干信比为
Pjt G jt G jr Rc JSR4 2 Pjt G jt G jr R j
第7章 通信干扰方程和干扰效果评价
Rc ERP j 4 K j ERPs r 4πh jt h jr
4 4
1 La Lb
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1 10 3000 2 100 10 7131374 .5 kW 4π 20 2 1 1
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(7.1-3)
第7章 通信干扰方程和干扰效果评价
根据上式可以得出，当通信系统和干扰系统都是在自由空
间中传播时，通信接收机输入端的干信比与干通比(r=Rj/Rc)的
平方成反比。 2)地面反射传播的通信干扰方程 在地面传播方式下，由于地面反射波和地面波的影响，到 达通信接收机输入端的功率近似为
hst hsr Psr Pst Gst Gsr R2 c
第7章 通信干扰方程和干扰效果评价
Rj 1 (7.1-14) ERPj1 Pj G jr JSR 1 ERP s Rc La Lb 对于给定的干扰对象，当干扰设备与目标设备的配置关系
确定时，干扰有效辐射功率将由实现有效干扰的干信比决定。 当干扰目标给定和干扰样式确定后，所需的干信比就是干扰压 制系数Kj。将上式中的干信比用干扰压制系数代替，距离比用 干通比代替，可以将自由空间传播模式的干扰有效辐射功率重
2
(7.1-4)
式中,Pst、Gst、Gsr、Rc意义与前面相同;hst、hsr分别是通信发 射和接收天线的高度。类似地，到达通信接收机输入端的干 扰功率为
第7章 通信干扰方程和干扰效果评价
h jt hsr Pjr PjtG jtG jr 2 R j
其中，计算时使用的λ＝10m(f =30MHz)，hjr=2m。可见，利 用地面车载干扰平台干扰空－地链路需要的干扰功率极大， 几乎无法实现。因此，必须使用升空平台才能实现对空－地 链路的有效干扰。
第7章 通信干扰方程和干扰效果评价
(2)地—空通信链路干扰功率。地－空链路是指通信方的发 送设备在地面，接收设备在空中，所以通信方是自由空间传播 模式。而干扰方是车载干扰系统，它位于地面对空中通信接收 机实施干扰，因此也是自由空间传播模式。
4hsr hsr ERPj 3 K j ERP s r R j
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1 LL a b
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(7.1-17)
Rc 1 ERPj 4 K j ERP s r LL 4 h h jt jr a b
(7.1-18)
第7章 通信干扰方程和干扰效果评价
2 4π h jt h jr 2
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(7.1-8)
第7章 通信干扰方程和干扰效果评价
7.1.2修正的通信干扰方程
在上面的讨论中，假设干扰信号的所有能量都能够进入目 标通信接收机。但是实际情况并非如此，也就是说干扰能量并 不能全部进入目标通信接收机，即干扰信号与通信信号之间存 在匹配损耗。匹配损耗主要由两方面因素引起：其一是干扰天 线与通信接收天线由于极化不同引起的极化损耗；其二是干扰 信号带宽与通信接收机带宽不一致(一般干扰带宽大于通信接 收机带宽)引起的带宽失配损耗。所以在计算干信比时，还需 要考虑天线极化损耗La和带宽失配损耗Lb。设目标通信接收机 中频带宽为Br，干扰信号带宽为Bj，则带宽失配损耗为
PstGstGsr2 Psr 2 4πRc
(7.1-1)
第7章 通信干扰方程和干扰效果评价
式中,Pst是通信发射机功率;Gst是发射天线在接收天线方向的增
益;Gsr是通信接收天线在发射天线方向的增益;Rc是通信距离;λ
是通信信号波长。同样，在通信接收机输入端的干扰功率为
Pjr
Pjt G jt G jr 2
第7章 通信干扰方程和干源自文库效果评价
以上两种情况都是假设通信系统和干扰系统工作在相同的 电磁传播模式下。但是在实际应用中，有时情况并非如此。比 如，当采用升空平台对地面目标通信系统干扰时，通信信号是 地面反射传播模式，而干扰信号是自由空间传播模式，这时的 干信比为
Pjt G jt G jr R JSR3 Pjt G jt G jr Rj
4πR
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(7.1-2)
式中,Pjt是干扰发射机功率;Gjt是干扰发射天线在通信接收天线 方向的增益;Gjr是通信接收天线在干扰发射方向的增益;Rj是干 扰距离;λ是通信信号波长。 因此，通信接收机输入端的干信比为
PjtG jtG jr Rc JSR 1 Psr Pst Gst Gsr R j Pjr
PjtG jt Rc La Lb JSR 1 Pst Gst R j
2
(7.1-11)
通常把发射机输出功率P与发射天线增益G的乘积称为有
效辐射功率，并且表示为
ERP=PG (7.1-12)
2
则上式可以用有效辐射功率表示为
ERPj Rc La Lb JSR1 ERP s Rj
第7章 通信干扰方程和干扰效果评价
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2 20 100 4 2 30000
2
2
7.9 1013 W 91 dBm
2
新表示为
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2
(7.1-15)
第7章 通信干扰方程和干扰效果评价
地面反射传播模式的干扰有效辐射功率为
2
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4
(7.1-16)
同理可以得到其他两种传播模式的干扰有效辐射功率为
第7章 通信干扰方程和干扰效果评价
第7章 通信干扰方程 和干扰效果评价
7.1 7.2 通信干扰方程 通信干扰效果评价准则
7.3 通信干扰效能检测和评估方法
7.4 7.5 习题 对语音信号质量的客观评价方法 通信干扰效能评估的仿真技术
第7章 通信干扰方程和干扰效果评价
7.1 通信干扰方程
7.1.1理想条件下的通信干扰方程 通信接收机输入端的干信比大小基本上能够反映干扰的有 效性。下面分自由空间传播和地面反射传播两种情况讨论通信 干扰基本方程，它用通信接收机输入端的干信比描述。 1)自由空间传播的通信干扰方程 在自由空间中，通信主要传播方式是直接波，根据自由空 间电波传播方程，到达通信接收机输入端的通信信号功率为
30(km ) 4.12 h jt (m) hsr (m)
hjt>>hsr时，可以得到干扰发射天线高度为
其中,hjt、hsr分别是干扰发射天线和通信接收天线的高度。当
30 h jt 53 (m) 4.12
2
第7章 通信干扰方程和干扰效果评价
即当干扰天线高度大于53m时，干扰信号可以按照自由空间传
我们已经计算得到了干扰和通信双方都在自由空间传播模
式下，需要的干扰有效辐射功率为20kW，因此，可以实现有 效干扰。
问题在于，由于通信发射机在地面，侦察引导设备也在地
面，那么侦察设备是否能够对通信信号可靠的侦收和识别呢？ 下面就对此进行必要的分析。根据地面反射传播模型，到达侦
察接收机的通信信号功率为
2
(7.1-5)
式中,Pjt、Gjt、Gjr、Rj意义与前面相同;hjt是干扰发射天线的高度。 因此，通信接收机输入端的干信比为
PjtG jtG jr Rc JSR2 PjtG jtG jr Rj
4
h jt h st
2
(7.1-6)
播模型考虑。将r=30/3=10，因为假设匹配良好，可以取La＝1，
Lb＝1，并设Kj＝2，代入自由空间传播模式下的干扰有效辐射 功率计算公式，可以得到
1 2 1 ERPj1 K j ERPs r 2 10010 20kW La Lb 1 1
2
实际上，在车载条件下，要将天线升高到53m几乎是不可能的。 如果干扰天线只能升高到20m，那么干扰信号就不满足自由空 间传播模式的条件，而只能按照地面反射传播模式考虑。此时 干扰空－地链路需要的干扰功率将极大提高：
Br Lb Bj
(7.1-9)
第7章 通信干扰方程和干扰效果评价
带宽失配损耗是小于1的数。
在通信频率范围的低端，极化损耗并不突出，所以可以不
考虑它，此时假设La=1。在通信频率高端(UHF以上)，就必须 考虑极化损耗的影响。
考虑匹配损耗后，干信比关系需要乘以因子LaLb，因此，
自由空间传播模式的干信比修正为