[定义]
战车通信技术是借助电台、车内通话器、车际信息系统完成车内和车际信息交流的技术。
战车通信是由通信装置完成的。早期的车辆通信设备主要有坦克无线电台、车内通话器、信号枪和信号旗等。现代车辆通信系统可以简称为c3i(指挥控制、通信与情报系统),和以前狭义上的车辆通信系统相比,它所包括的内容更加广泛,不仅仅指各种车载电台,还包括各种探测器(用于获取战场信息)、常规观瞄设备;带有定位导航装置的数据通信系统;各种控制装置,如交互式话音控制器;自动化管理组件,如通信管理组件。对于车长和车队指挥人员而言,车辆通信系统是他们指挥车辆、部队高速推进和控制武器精确打击目标的保证。
车载电台是安装在坦克和装甲车辆上的无线电通信设备,主要用于收发无线电话,常与车内通话器配套使用。早期车载电台用电子管组装而成,体积大、耗电多、频段窄、工作波道数量少,目前已广泛采用由晶体管和集成电路组装的超短波调频电台和短波单边带电台,这些电台体积小、耗电少、频段宽、工作波道数多、抗干扰性能好、话音质量和通信距离均有明显提高。车载电台的主要发展方向是:采用微处理机技术;发展数字通信和跳频通信;逐步实现模块化、微型化、通信保密化;提高抗干扰能力和工作可靠性;增大通信容量、提高通信质量。
跳频通信是指在额定频段内,通信发射机按照指令或预置的时间间隔连续地发射不同工作频率的信号,而接收机同步地接收这些相应的频段信号的通信方法。它是通信抗干扰措施之一,靠载频的随机跳变,躲避干扰,将干扰排斥在接收通道以外来达到抗干扰的目的,避免敌方电台的干扰、窃听和测向。跳频通信因具有良好的抗干扰性和保密性而广泛应用于军事通信中。为了有效地提高通信抗干扰能力,应采用中跳频或快跳频通信。跳频通信系统的一项重要参数是频率的跳变速率,它很大程度上决定了跳频通信系统抗跟踪式干扰(中继转发干扰)的能力,所以实用的战术跳频电台跳速一直向更高的速率发展。
[相关技术]车辆电子技术
[技术难点]
战车通信的关键技术是:
1、车载电台
车载电台是车辆通信设备的重要组成部分,车载电台的关键技术主要包括采用跳频技术和提高数据通信能力。
跳频通信抗干扰性的突出优点在现代信息战条件下电子对抗中非常重要,可以预测,21世纪跳频电台的跳速可发展到每秒几万跳,甚至每秒百万跳。跳频系统的同步时间目前已达到几百毫秒的数量级,今后必定越来越短。当然,通信干扰与反干扰是一对矛盾,它们互相制约,互相促进,跟踪式干扰就是跳频通信的"天敌"。跟踪式干扰的步骤是:侦听、处理、施放干扰。当本方截获到敌方的跳频图案后,迅速地以同样的跳频图案施放干扰,由于两个跳频图案的矢量迭加必然带来接收方的一片盲然,致使敌方无法达成正常的跳频通信。为了对付跟踪式干扰,必须尽可能缩短跳频信号的驻留时间,使侦察接收机无可乘之机,这就要求跳频系统的跳速尽可能快。此外,跳频系统的技术发展还受元器件、编解码技术等因素的制约。为此,跳频通信将向以下两个方面发展:一个是跳频与直接序列扩频混合使用方式;另一个是跳频与直接序列扩频、跳时三者混合使用方式。这样可以优势互补,共同发展。
另外,能传输数字数据的无线电台是一个很重要的发展方向,但是数字化系统都存在有易损性问题,信息系统的防护措施应设计成能"容忍"损坏,并防止在整个战场信息系统中产生连锁反应。设计中应考虑到,一旦所选择的通信链路遭到干扰或性能降低时,还能提供其它的通信线路。
2.车内与车际通信技术
新型车载系统可以增强乘员对战场的态势感知,使他们能够对各种威胁作出快速有力的反应。但是这些系统提供的大量信息可能会过于具体,造成"信息过载"问题,使指挥人员陷入过量信息的海洋而妨碍其决策,加重未来车辆乘员的负担,例如在目前的技术情况下,一些指挥人员发现,使用一些传统的方法比使用新设备更快捷。为了解决这些问题,有必要根据人机工程原来设计更为合理的乘员工作站,是车辆乘员有限地利用系统所提供的信息,更好地操纵车辆。
[国外概况]
1、发展简史
早期坦克的通信联络是靠预先规定好的手势、信号旗、信号弹等实施的,后来用过火花式无线电设备。随着无线电技术的发展,1928年英国首先研制和安装了短波调幅电台,第二次世界大战前夕,美国开始在坦克上安装调频式坦克无线电台。第二次世界大战期间,各国坦克普遍装备了电子管式的坦克无线电台和车内通话器。多数电台采用连续波道,性能较差,且调整复杂。有的采用晶体稳频的固定波道,性能有所提高,但波道数量少,到50~60年代,逐步发展为全波段固定波道式,并产生了晶体管和电子管混合式的坦克电台。这种电台的稳定性、可靠性和抗干扰性有了显著提高,且调整简单。70年代以来,随着固体器件、微膜组件和微处理机的应用,坦克通信设备开始向更高程度集成化、数字化、高保密以及全自动多功能方向发展。进入21世纪,通信新系统、新产品的重心将逐步转到软件上,尽可能多的通信功能用软件实现,这样通信设备的体积将越来越紧凑、智能化程度越来越高。
2、国外现状
现有车辆通信设备的性能与理想要求还有一定差距,主要表现在各种武器平台的横向联通不够顺畅,无法传输大容量的语言、文字、图表、图象等信息。一般来说,现有车载电台大都在单一频段上工作,仅能与同类电台进行通信。此外,现在大多数系统都建立在特殊的、非模块化设计,而不是开放性的基础是,这些系统要改进到满足通用性的新需求将很困难,且费用较高。现在使用的大多数无线电台系统在网络化工作方面能力有限,而且也不能自动调节带宽和功率以满足不断变化的战术条件,即使是目前比较先进的的单信道地面和机载无线电系统(sincgars)电台也不能完全满足数字化的要求。
1998年美国国防部提出了联合战术无线电台倡议,开发一种可编程、模块化通信系统,联合战术无线电台计划的一个主要目的是通过引入民用技术对现役的各种无线电台进行调整。这一数字式、模块化无线电台应具有开放性系统结构,这样便于引入未来新技术,能够通过软件再编程来进行升级,可提供特高频卫星通信,并可与正在服役个“快相应ii”(have quick ii)抗干扰无线电台系统和“辛嘎斯”(sincgars)单信道地面与机载无线电台系统的设备兼容。在此基础之上,通过采用“即插即用”设计和分别使用适合不同用途的模块化组件,该无线电台系统便能够满足特殊部队的特殊需求。新电台将具有全球定位系统接口和较强的纠错能力,数据传输速率比改进前提高一倍。同时还装备一定数量的具有多方式、多频段,能与sincgars大讲堂和增强型定位报告系统等互通的数字化电台,以解决动态图像的传输问题。
美国m1a2坦克sep"系统改进组件"计划的重点放在坦克的c3子系统和车际信息系统(ivis)上,突出了指挥、控制与通信(c3)子系统的重要性,依靠c3组件(21世纪部队指挥和控制组件),坦克和装甲车辆既可以作为传感器,又可以作为一种进攻武器。
“车际信息系统”由战区地图系统、定位导航系统、数字式电台系统、双重计算机系统、敌我识别系统组成。该系统实质上是采用了战斗机的某些技术,在车长控制下通过作战区域的综合方格坐标地图系统处理关键信息,显示敌我双方车辆的位置和指战员所需要的资料,提供当前态势及对关键系统的诊断结果。这些功能在一定程度上减轻了坦克乘员枯燥的事务性工作,同时使车长和部队的指挥官能更好地了解战场局势,以利于快速而又准确地作出战术决策。车际信息系统还增设了一个定位导航系统。该系统通过车长和驾驶员的一体式显示器向车长和驾驶员显示车辆位置和航向参数,减轻了车长以前繁重而费时的导航任务,极大地改善了总的态势感知,使驾驶员无需车长指挥就可以进行阵地转移。是车际信息系统大大提高了战场指挥与控制能力,使地面战斗中,单车、部队的指挥与控制能力和协同动作的质量大大提高。
德国也在实施坦克/战车综合指挥与信息系统(ifis)计划,并计划在21世纪初为“豹”2坦克安装具有数据传输、定位导航和远距离探测能力的ifis,以增强其坦克/战车的可指挥性。
英国“挑战者”2和法国“勒克莱尔”坦克都安装了车载情报系统(战场管理系统),而且在继续研制新的坦克c3i系统。其中英国的mel公司正在为英国陆军研制新的车辆综合情报与通信系统(ivics)。
澳大利亚也在研制c3i系统,以便为澳大利亚国防力量提供高效、有力的综合指挥、控制通讯和情报系统。目前,澳大利亚有关部门已制造了一种研究性的车辆,形成一个实验性的c3i技术环境。澳大利亚希望系统能在以下几个方面提高部队的作战能力,即:作战指挥水平上具有绝对优势;具备完善的综合防务信息系统;可靠的信息网。
数字化系统较少因受外部因素的影响而出现偏差,因此受到普遍欢迎。数字化可以促进更有效地利用带宽,增加信息通过速度以及有关战斗空间信息的快速分发。具有数字化通信能力的未来车辆将摆脱传统的作战与使用方式,具有数字化数据处理与数据分配的能力,能够接收并传送与通信、威胁对抗、武器控制、传感器控制、人工智能、训练、维修、后勤保障等各方面的有关信息。
3、发展趋势
21世纪的战争是信息化战争,未来战争的胜负取决于对信息的优先掌握,有效的通信联络是任何现代化指挥、控制、通信和情报系统的基础,为了取得战场上的信息优势在大力发展数字化装备、推进部队数字化进程的同时,也必须提高通信能力,因为通信能力是实现战场数字化的首要条件。21世纪的战车将不再以精良的单一武器为主,而将运用一整套反应灵敏、具有多种通信手段的武器系统,以提高自身的整体攻防能力。车辆通信技术主要有以下几个发展趋势:
(1)采用综合抗干扰技术,提高抗毁及安全保密性,如提高跳频速度、开发变速跳频电台、采用自适应跳频技术、研制宽频段电台、采用抗干扰性强的码分多址技术等;
(2)加强战术通信互连互通的研究,建立互通规约,开发软件无线电技术;
(3)设备向多功能化、标准化、模块化、小型化发展;
(4)提高数据通信能力;
(5)充分利用现有民用技术。
[影响]
随着数字化和其它通信技术的发展,车辆通信的发展已经引进了一个革命型的新技术时代,未来车辆将可以获得战场信息优势,实现真正"耳聪目明",通信指挥畅通无阻,能够使作战人员可以更好地掌握战作战形势,有效地进行协调一致的作战。