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摘要：塔康（TACAN）系统是全球最重要的战术空中导航系统之一。对塔康导航系统实施电子干扰与抗干扰技术的使用构成了空地、空空电子战的核心内容之一。由于塔康系统具有自身全向收发、断续发射、基准脉冲判决、系统抗摧毁性差等诸多劣势，导致塔康抗干扰性较弱。因此，亟需新的技术改善塔康易干扰的弱点。在此基础上，本文首先针对塔康导航系统的工作原理及使用方式进行介绍，然后探讨对塔康系统行之有效的干扰技术、干扰装备和作战方法。通过文献综述有望为塔康抗干扰技术的研究指明方向。
关键词：塔康；抗干扰；导航系统
1.引言
塔康导航系统（TACAN）是战术空中导航系统（Tactical Air Navigation System）的简称。一般是由塔康信标和机载设备组成，具有无线电测角测距功能。目前主要用于提供以信标为中心半径350～370km范围内，高度为10 km的引导飞机进场和着陆的导航服务[1]。塔康导航系统不仅用于航路导航，而且用于空空导航，如空中加油、编队分行等。其具有测位测距精度高，提供二维定位，系统容量大等优点。截止2015年止，全球已架10000多台，仅美国本土已安装3000多台，而我国才安装800多台，远低于实际需求。因此， 深入分析和探讨塔康在航空中的应用对我国军工事业的快速发展有着重要的现实意义。
现代电子战中一般以“通中扰”、“扰中通”为主，因此具有较好的抗干扰性显得尤为重要。然而塔康系统在设计时，抗干扰能力却不是优先考虑的因素[2]。抗干扰能力只是作为一种导航的辅助工具，而不是用于精确制导的武器使用。因此该系统在信息化战争中面临的安全问题就非常突出，如：塔康系统自身的全向收发、基准脉冲判决、发射断续性、系统抗摧毁性差等诸多问题，具有较低的信噪比，导致其抗干扰性差的劣势。
开展对塔康导航系统弱点及相应干扰方法的研究，通过探讨电子对抗常用塔康系统干扰技术、干扰装备和作战方法，改善塔康导航系统的抗干扰性能，为塔康抗干扰技术的发展提供新思路成为热点研究方向。因而本文将从以下四个部分阐述抗干扰技术在塔康中的发展历程：塔康导航系统的概述；塔康系统中常用的抗干扰技术；抗干扰技术的发展及对未来塔康系统中抗干扰技术的展望。
2.塔康导航系统概述
现代塔康导航系统配套比较完善，除信标和机载外，还配有信标监测器、信标模拟器和塔康指示控制设备等。对于测距而言， 当机载设备发射询问信号，地面天线接收信号，经过处理后发射信号，机载设备接收后，利用二次雷达测距解算出实际距离。对于测位而言，地面信标发射询问信号，空中机载设备接收后，利用与伏尔导航系统相似的测位原理，解算出方位[3]。
2.1 系统模型
TACAN地面信标台以15Hz和135Hz复合调制的旋转场向空中发射脈冲，形成相应的脉冲包络调制信号。塔康信标发射的信号u（t）表达式为：
（1）
其中um是载波信号的幅值；m为15Hz包络信号调制；θ为方位角； ；w为载波角频率。G（t）为钟形调制信号；t为脉冲到达时刻；δ（t-t1）是编码器输出脉冲列的任一脉冲；塔康信标视频信号的数学表达式为：
其包络信号表达式为：
其中脉冲包络调制信号的数学表达式为：
其中 ，m1、m2分别是15Hz和135Hz正弦包络信号的调制度，θ和φ别是正弦包络信号的初相。
2.2 塔康系统面临的干扰问题
塔康系统面临的干扰问题主要是由全向收发，断续发射，基准脉冲判决等因素困扰。具体如下：
1）.全向收发
塔康系统的地面信标及机载设备在水平方位上全向收发信号，对信标台或机载设备实施窄带瞄准压制干扰，干扰信号比较容易进入塔康系统。对信标台干扰时，机载设备发射的测距询问脉冲信号淹没在干扰信号中，阻碍信标接收机载设备发送询问信号；对机载设备干扰时，将信标台发射的脉冲信号淹没在干扰信号中，使机载设备不能正常接收信标台发射的方位信号和距离应答信号，从而无法完成测距和测向。
2）.断续发射
由于塔康信标为进入塔康有效作用范围内的所有飞机提供导航信息，为保证方位信号包络质量，在工作时主动发射信号，当机载设备发送的询问脉冲较少时，信标台接收机灵敏度较高，超过接收机门限的输出噪声较多，从而触发信标台发射机产生的噪声填充脉冲对也较多 随着询问脉冲数增多，信标台接收机灵敏度下降，以维持塔康系统的应答速率在2700对/s；当询问信号较少时，信标台依靠接收机噪声来触发发射机产生脉冲应答信号。信标台发射的这种信号称为断续发射脉冲或噪声填充脉冲。塔康系统规定信标台脉冲发射重复频率应维持在2700 90对。针对塔康导航系统的断续发射机制，干扰机可以实施饱和询问干扰，通过侦察接收机载设备发射的询问信号，大量复制放大后向信标台转发，使得塔康信标台接收到的脉冲超过2700对/s。塔康系统为了维持应答脉冲重复频率，将提高信标台接收机接收门限电压，使得接收机灵敏度迅速下降，由于信号功率较弱，使较远距离的机载设备发射的询问信号不能被信标台接收和应答。
3）.基准脉冲判决
方位的信息是通过测量包络信号正斜率过零点滞后于基准脉冲信号的相位得到，机载设备接收机准确判断出基准脉冲信号到达是塔康导航系统完成方位测量的前提。当干扰机发射基准脉冲欺骗信号，由于方位包络分量中干扰信号的相位滞后于主基准脉冲，导致闸门脉冲信号与干扰信号重合而不是基准脉冲，得到错误的方位信息。
针对塔康进行基准脉冲欺骗干扰有两种方式：一种式是干扰方位粗测环路，另一种方式是干扰方位精测环路。粗测环路是设备测向的基础，在现代塔康设备只有方位粗测信号也能直接测出精度低的方位数值； 若仅有精测信号，无粗测信号或信号不正常的情况下，则不能进行测向。 因此进行基准脉冲干扰时，选择方位粗测环路进行干扰更加有效。
因此针对塔康上述干扰的弱点，本文展开相应的抗干扰技术的发展的展望。
3 塔康系统常用的抗干扰技术
塔康系统常用的抗干扰技术可以见表1。
从表1中我们可以看出抗干扰措施都是有针对性，也都有各自的局限性，没有一种措施是万能的，所以综合各种抗干扰措施，才能有效地应对各种干扰，实施干扰对抗。除了塔康系统中抗干扰性技术发展外，其他领域的抗干扰技术也有可能用到塔康系统中，因此对其他领域抗干扰技术的综述有利于拓宽塔康系统中的抗干扰性技术的发展。
4.抗干扰技术进展趋势
“通中扰、扰中通”综合技术是指敌我双方的通信处于同一频带内的情况下，应能在进行抗干扰通信的同时，对敌方的通信产生干扰；我方在对敌方通信系统实施干扰压制时，又能实现我方的通信，实现通信、干扰一体化。根据实战态势及战场环境选择如通中扰”、“扰中通”抗干扰与对抗综合技术，可以克服现有塔康系统干扰中的单一干扰技术缺陷利用综合控制技术、软件无线电技术和自适干扰抑制技术，将各种抗干扰通信体制和通信干扰体制有机地结合起来，实现通信和干扰的协调统一。故可以采用综合抗干扰技术，采用多种抗干扰技术随机组合。同时根据实战态势和战场环境选择最对这种干扰最好的抗干扰通信方式，使得通信和干扰都达到最佳的效果。
因此，除了塔康系统中抗干扰性技术发展外，其他领域的抗干扰技术也有可能用到塔康系统中，其他领域抗干扰技术可能有利于拓宽塔康系统中的综合抗干扰技术。
参考文献：
[1]刘永辉，王玉林，林肖辉，等.塔康导航系统干扰技术研究[J]. 无线电工程，2010，40（7）：29-31.
[2]崔凯，楼才义.一种基于GO-CFAR的塔康信号检测技术[J].通信对抗，2009（2）：14-17.
[3]王玉林，李艳斌.基于线性组合的塔康方位信号处理[J].无线电工程，2006，36（11）：38-40.
关键词：塔康；抗干扰；导航系统
1.引言
塔康导航系统（TACAN）是战术空中导航系统（Tactical Air Navigation System）的简称。一般是由塔康信标和机载设备组成，具有无线电测角测距功能。目前主要用于提供以信标为中心半径350～370km范围内，高度为10 km的引导飞机进场和着陆的导航服务[1]。塔康导航系统不仅用于航路导航，而且用于空空导航，如空中加油、编队分行等。其具有测位测距精度高，提供二维定位，系统容量大等优点。截止2015年止，全球已架10000多台，仅美国本土已安装3000多台，而我国才安装800多台，远低于实际需求。因此， 深入分析和探讨塔康在航空中的应用对我国军工事业的快速发展有着重要的现实意义。
现代电子战中一般以“通中扰”、“扰中通”为主，因此具有较好的抗干扰性显得尤为重要。然而塔康系统在设计时，抗干扰能力却不是优先考虑的因素[2]。抗干扰能力只是作为一种导航的辅助工具，而不是用于精确制导的武器使用。因此该系统在信息化战争中面临的安全问题就非常突出，如：塔康系统自身的全向收发、基准脉冲判决、发射断续性、系统抗摧毁性差等诸多问题，具有较低的信噪比，导致其抗干扰性差的劣势。
开展对塔康导航系统弱点及相应干扰方法的研究，通过探讨电子对抗常用塔康系统干扰技术、干扰装备和作战方法，改善塔康导航系统的抗干扰性能，为塔康抗干扰技术的发展提供新思路成为热点研究方向。因而本文将从以下四个部分阐述抗干扰技术在塔康中的发展历程：塔康导航系统的概述；塔康系统中常用的抗干扰技术；抗干扰技术的发展及对未来塔康系统中抗干扰技术的展望。
2.塔康导航系统概述
现代塔康导航系统配套比较完善，除信标和机载外，还配有信标监测器、信标模拟器和塔康指示控制设备等。对于测距而言， 当机载设备发射询问信号，地面天线接收信号，经过处理后发射信号，机载设备接收后，利用二次雷达测距解算出实际距离。对于测位而言，地面信标发射询问信号，空中机载设备接收后，利用与伏尔导航系统相似的测位原理，解算出方位[3]。
2.1 系统模型
TACAN地面信标台以15Hz和135Hz复合调制的旋转场向空中发射脈冲，形成相应的脉冲包络调制信号。塔康信标发射的信号u（t）表达式为：
（1）
其中um是载波信号的幅值；m为15Hz包络信号调制；θ为方位角； ；w为载波角频率。G（t）为钟形调制信号；t为脉冲到达时刻；δ（t-t1）是编码器输出脉冲列的任一脉冲；塔康信标视频信号的数学表达式为：
其包络信号表达式为：
其中脉冲包络调制信号的数学表达式为：
其中 ，m1、m2分别是15Hz和135Hz正弦包络信号的调制度，θ和φ别是正弦包络信号的初相。
2.2 塔康系统面临的干扰问题
塔康系统面临的干扰问题主要是由全向收发，断续发射，基准脉冲判决等因素困扰。具体如下：
1）.全向收发
塔康系统的地面信标及机载设备在水平方位上全向收发信号，对信标台或机载设备实施窄带瞄准压制干扰，干扰信号比较容易进入塔康系统。对信标台干扰时，机载设备发射的测距询问脉冲信号淹没在干扰信号中，阻碍信标接收机载设备发送询问信号；对机载设备干扰时，将信标台发射的脉冲信号淹没在干扰信号中，使机载设备不能正常接收信标台发射的方位信号和距离应答信号，从而无法完成测距和测向。
2）.断续发射
由于塔康信标为进入塔康有效作用范围内的所有飞机提供导航信息，为保证方位信号包络质量，在工作时主动发射信号，当机载设备发送的询问脉冲较少时，信标台接收机灵敏度较高，超过接收机门限的输出噪声较多，从而触发信标台发射机产生的噪声填充脉冲对也较多 随着询问脉冲数增多，信标台接收机灵敏度下降，以维持塔康系统的应答速率在2700对/s；当询问信号较少时，信标台依靠接收机噪声来触发发射机产生脉冲应答信号。信标台发射的这种信号称为断续发射脉冲或噪声填充脉冲。塔康系统规定信标台脉冲发射重复频率应维持在2700 90对。针对塔康导航系统的断续发射机制，干扰机可以实施饱和询问干扰，通过侦察接收机载设备发射的询问信号，大量复制放大后向信标台转发，使得塔康信标台接收到的脉冲超过2700对/s。塔康系统为了维持应答脉冲重复频率，将提高信标台接收机接收门限电压，使得接收机灵敏度迅速下降，由于信号功率较弱，使较远距离的机载设备发射的询问信号不能被信标台接收和应答。
3）.基准脉冲判决
方位的信息是通过测量包络信号正斜率过零点滞后于基准脉冲信号的相位得到，机载设备接收机准确判断出基准脉冲信号到达是塔康导航系统完成方位测量的前提。当干扰机发射基准脉冲欺骗信号，由于方位包络分量中干扰信号的相位滞后于主基准脉冲，导致闸门脉冲信号与干扰信号重合而不是基准脉冲，得到错误的方位信息。
针对塔康进行基准脉冲欺骗干扰有两种方式：一种式是干扰方位粗测环路，另一种方式是干扰方位精测环路。粗测环路是设备测向的基础，在现代塔康设备只有方位粗测信号也能直接测出精度低的方位数值； 若仅有精测信号，无粗测信号或信号不正常的情况下，则不能进行测向。 因此进行基准脉冲干扰时，选择方位粗测环路进行干扰更加有效。
因此针对塔康上述干扰的弱点，本文展开相应的抗干扰技术的发展的展望。
3 塔康系统常用的抗干扰技术
塔康系统常用的抗干扰技术可以见表1。
从表1中我们可以看出抗干扰措施都是有针对性，也都有各自的局限性，没有一种措施是万能的，所以综合各种抗干扰措施，才能有效地应对各种干扰，实施干扰对抗。除了塔康系统中抗干扰性技术发展外，其他领域的抗干扰技术也有可能用到塔康系统中，因此对其他领域抗干扰技术的综述有利于拓宽塔康系统中的抗干扰性技术的发展。
4.抗干扰技术进展趋势
“通中扰、扰中通”综合技术是指敌我双方的通信处于同一频带内的情况下，应能在进行抗干扰通信的同时，对敌方的通信产生干扰；我方在对敌方通信系统实施干扰压制时，又能实现我方的通信，实现通信、干扰一体化。根据实战态势及战场环境选择如通中扰”、“扰中通”抗干扰与对抗综合技术，可以克服现有塔康系统干扰中的单一干扰技术缺陷利用综合控制技术、软件无线电技术和自适干扰抑制技术，将各种抗干扰通信体制和通信干扰体制有机地结合起来，实现通信和干扰的协调统一。故可以采用综合抗干扰技术，采用多种抗干扰技术随机组合。同时根据实战态势和战场环境选择最对这种干扰最好的抗干扰通信方式，使得通信和干扰都达到最佳的效果。
因此，除了塔康系统中抗干扰性技术发展外，其他领域的抗干扰技术也有可能用到塔康系统中，其他领域抗干扰技术可能有利于拓宽塔康系统中的综合抗干扰技术。
参考文献：
[1]刘永辉，王玉林，林肖辉，等.塔康导航系统干扰技术研究[J]. 无线电工程，2010，40（7）：29-31.
[2]崔凯，楼才义.一种基于GO-CFAR的塔康信号检测技术[J].通信对抗，2009（2）：14-17.
[3]王玉林，李艳斌.基于线性组合的塔康方位信号处理[J].无线电工程，2006，36（11）：38-40.