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“白盒子”之终极猜想

兵器知识 21106

前言:

目前看官们对“波束赋形算法”大体比较关注,你们都想要了解一些“波束赋形算法”的相关内容。那么小编在网上收集了一些关于“波束赋形算法””的相关资讯,希望朋友们能喜欢,你们一起来学习一下吧!

  2013年10月底,德国《明镜周刊》在封面刊登了美国驻德大使馆的照片,一个箭头直指大使馆屋顶上状如白盒的设施,在旁边用巨型字体标注——“间谍窝”。

  另据报道,柏林的这个“白盒子”并不孤单,在许多国家和地区的美国使领馆都有类似设施的存在。

▲ 美国驻香港领事馆

▲ 美国驻韩国大使馆,可以看到屋顶上有个白盒子

▲ 美国驻墨西哥大使馆,可以看到屋顶上有个白盒子

  它们都位于建筑物的屋顶,都采用浅色的涂装,都是拼接安装的外部结构,似乎也应该具有某种统一的秘密用途。

  这些“白盒子”究竟掩藏着什么,不妨随笔者粗略的分析去大胆猜想一番。

猜想一:电子干扰中心

  神秘度:★★★☆

  科幻度:★★★★

  靠谱度:☆

  曾有外国媒体推测,美国使馆的“白盒子”具有强大的电子战力,可以释放电子干扰令无人机失控。

  且不论如此推测的依据是什么,单从画面感上来讲,绝对是好莱坞大片导演钟情的类型:某年某月某日,美国与某国交恶,两国剑拔弩张、兵戈相向,就在某国全力防备美军发动空袭时,坐落在该国首都心脏地区的美国大使馆突然开始释放大功率全频段干扰,一时间该国通信瘫痪、雷达失灵、军心动摇、民怨浮动,美海空军战机遂长驱直入,直捣黄龙,又一次刷新了推翻他国政权的世界纪录……

▲ 美国驻俄罗斯大使馆旧址,可以看到屋顶上有个白盒子

  如果事实果然如此,那美国政府真可谓“在下一盘很大的棋”。但从现实角度来看,这里存在许多问题。

  首先,在和平时期,其他国家的首都并没有美国急需干扰的军事对象,在外交场馆广泛部署此类进攻性的设施似乎过于大胆,一旦被世界各国察觉,极有可能引发不可控的严重后果。

  其次,如果在战时启动干扰设施,当事国也可以采取切断使馆电力供应等骚扰手段甚至硬摧毁的方式结束这种脆弱的电子干扰。最后,电子干扰设施功率都很大,势必需要大量冷却设备,而从这些“白盒子”的外观来分析,除了几张照片显示部分“白盒子”设置有面积很小的百叶窗外,没有大型空调设备的安装迹象。所以这种猜想成立的可能性非常小。

猜想二:秘密卫星通信设施

  神秘度:★★★★★

  科幻度:★☆

  靠谱度:★★

  美国外交人员在任何时候都需要依赖某种可靠、保密的通信手段与国内取得联系。几种常用远程通信手段中,有线通信传输速率高、保密性好,但抗毁性差;短波通信抗毁性强,但保密性差、效率低,信号受电离层波动影响大;而卫星通信兼具大容量和高可靠性两方面优势,经过加密的编码又能在一定程度上保证信息安全,必然会成为驻外使领馆最重要的“保底”通信手段之一。

▲ 德国媒体拍摄的英国使馆屋顶的神秘装置,似乎同样是某种电子侦察设备

  那么,在美国驻外大使的办公桌上,是否会有一部神秘的话机与屋顶上的“白盒子”相连?这些“白盒子”是否就是太空中某些通信卫星从未公开过的地球站呢?

  的确,美国拥有当今世界最为高效的卫星通信系统,不仅技术先进,而且规划合理。如此优质的通信资源,当然可以为外交事务服务。

  如果“白盒子”真的是美国秘密卫星通信系统的地球站,势必有统一的制式和规格,然而从公开的数国大使馆屋顶图片来看,这些“白盒子”的大小相去甚远。

▲ 美国驻阿富汗大使馆屋顶上的附属设施被粉刷成和建筑主体一致的颜色,楞状结构有可能是出于散热考虑。

  从另一个角度来说,卫星通信设施的天线绝大多数为抛物面式,就像一口“大锅”,能用的波段也就那么几个,所以即使天线面和馈源暴露在外,也不存在什么泄密危险,完全没必要故弄玄虚地弄一个“白盒子”来遮挡。

  如果是为了给天线遮风挡雨,那么天线罩也应该做成球状,而不是立方体,因为卫星通信天线要指向天空,而“白盒子”的直角结构会对这个方向的电波产生较强的反射,与是否采用透波材料关系不大。所以秘密卫星通信猜想成立的可能性也比较小。

猜想三:卫星通信监听站

  神秘度:★★★★

  科幻度:★★★

  靠谱度:★★☆

  上一个猜想中已经提及卫星通信的优势。不仅仅是美国外交官,各国驻外使领馆也都在使用本国或租用他国卫星信道与国内进行通信联络。如果能成功截获到这些信息,对于美国政府在外交上赢得主动无疑是非常有利的。

  美国在电子侦察技术方面具有压倒性优势,其运行在地球同步轨道的多种电子侦察卫星可以侦收到非常微弱的微波信号。

  但随着技术的演进,卫星通信设备原本就具有极强方向性的上行波束,也变得越来越窄,所以即使有部分信号能量通过天线副瓣泄露,在经过数万千米的“长途跋涉”后也几乎损耗殆尽,能够被美国电子侦察卫星截获到的信号电平可以说是微乎其微,在此基础上对信号进行分析、破解更是难上加难。

▲ 美国驻乌克兰大使馆屋顶上的“白盒子”。

  虽然卫星天线技术始终在朝着压低副瓣电平的方向努力,但目前距离“零副瓣”的终极目标还差得很远,这就给了电子侦察设备趁机“揩油”的机会。

  但卫星的确离目标太远了,必须要想个办法把侦收设备放在一个与他国使馆距离又近又安全的地方。这样一来,享有美国领土权益且坐落在各国首都地区的美国大使馆,就成了执行这项任务的绝佳地点。

  算一算他国使馆与美国的距离,近者数百米,远者一般也不会超过十千米,比起35 800千米高的地球同步轨道可要近的多了,信号的损耗也就小得多。“白盒子”里如果是高灵敏度侦收天线,就更有可能截获到所感兴趣的卫星通信信号。

▲ 无论国家大小,意识形态如何,“白盒子”几乎是所有美国大使馆的“必选套餐”,图为美驻亚美尼亚使馆。

  在这一猜想中,从需求上来讲,美国的确存在刺探他国外交情报的强烈需求;从技术角度来讲,也没有不可逾越的技术瓶颈。所以说让“白盒子”担负此类卫星通信侦察任务,具有一定可行性。

猜想四:个人移动通信监听中心

  神秘度:★★★

  科幻度:★★☆

  靠谱度:★★★★

  德国媒体怀疑,美国大使馆屋顶上的“白盒子”就是监听其总理默克尔手机的罪魁祸首,它可以像筛子一样过滤城市上空海量电磁信号,从中获取有用情报。自从“棱镜门”曝光后,美国政府为维护自身利益而大肆搜集公众信息的行径大白于天下。

▲ 从左到右依次为:美驻俄大使馆新址、驻瑞士大使馆、驻日本大使馆、驻巴巴多斯大使馆。

  上图中的这些建筑虽然没有明显的“白盒子”,但它们的顶层都是没有窗户的,表面看起来封闭,但很可能留有电波可以穿透的“电磁窗口”。

  要实现“监听”,必须要完成两项工作,一是能够“截获”到信号,二是能够“破解”这些信号。

  先说“破解”。虽然2G、3G移动通信协议为保障用户信息安全采取了多重加密和鉴权机制,但公认的一点就是——任何密码都可以被破解,只不过一个时间问题。

  2009年12月29日,一个28岁的德国工程师就宣布破解了GSM的加密算法,并将算法在互联网上公布。想想看,这些凭个人能力都可以破解的民用通信加密算法,对于世界上最强大的国家机器来说又算得上什么?所以,“破解”所截获的信息流,不成问题。

▲ 俯瞰美国驻以色列大使馆,可以清楚地看到两个白色的立方体。

  如果它们是侦察设备,就应该尽可能避开频率相近的干扰源,而这个大使馆屋顶最左侧有VHF鞭状天线,又有UHF和Ku波段卫星天线,中间楼顶还有红白相间的短波天线,从而可以判定,“白盒子”用来监听手机信号的嫌疑最大。

  下面就让我们重点来谈谈“截获”的过程。众所周知,手机通信并不是直接发送信号给另一部手机,而是把信号发给最近的基站,基站把信息“落地”,通过大容量光缆或者电缆传至局端,再通过有线方式传输到另一个基站,最后这个基站再把信号传给被呼的手机。

  这就好比李雷写了封情书想送给韩梅梅,无奈距离太远,于是他选择了家门口的“走你”快递公司,公司服务很好,快递员上门取件后又把这封信打包好、用卡车送到了总公司的分拨中心,中心又根据地址把信送到了韩梅梅家附近的分公司,又叫快递员把它送到了韩梅梅手上。在这个比喻里,“快递员”实际上就是暴露在空中的无线信号,也是监听者想要截获的目标。

▲ “白盒子”的大小应该和被监听地区手机业务量有关,人口稠密地区需要更大的天线阵

  如果“白盒子”具有监听手机的功能,那笔者可以推断其内部很有可能安装有数组大型天线阵。由于手机通信均在800、900和1800MHz左右的3个频段范围内,其工作波长约10几厘米到30几厘米,每个天线振子大约手掌大小。

  而且,该天线阵可以像相控阵雷达一样,通过调相和电波的干涉作用来为波束赋形,在工作中可以由一组阵元形成一个方向可控的监听波束,使其专注于某个基站覆盖区域,而整个天线阵又可以同时监听多个区域的信号。

  当被监听手机处于运动状态时,监听天线可以截取到目标向基站发出的切换请求,随即调整波束方向,实现对目标的自动跟踪。借助这种智能化天线阵,“白盒子”可以拥有跨越基站小区,实现大范围监控的能力。

猜想终结:???……

  这些神秘的“白盒子”究竟是什么,美国政府面对世界的质疑仍未做出正面的回应。与此同时,英国驻德国、俄罗斯等国大使馆也被发现建有圆柱或球状的附属设施,澳大利亚也正因窃听印尼政府官员的手机而陷入外交困境。“白盒子”所要掩盖的,也许不仅仅是其中秘密的技术设备,还有其背后更加不可告人的政治图谋。

【作者:吴伟,马岩】

标签: #波束赋形算法