李衛(wèi)東　朱連軍　田佳平

摘要：本文對戰(zhàn)場電磁環(huán)境及其對戰(zhàn)場感知、指揮、武器裝備效能發(fā)揮造成的影響進(jìn)行了介紹，通過研究復(fù)雜電磁環(huán)境偵測預(yù)警設(shè)備硬件和軟件，實現(xiàn)了實現(xiàn)了復(fù)雜電磁環(huán)境可視化、預(yù)警智能化，解決了指揮員對電磁維度的掌控需求，具有迫切的現(xiàn)實意義。

關(guān)鍵字：電磁環(huán)境 偵測 預(yù)警 可視化

中圖分類號：O441. 6 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A 文章編號：1672-3791（2014）01（b）-0000-00

1 引言

當(dāng)今時代，信息技術(shù)的迅猛發(fā)展及其在軍事領(lǐng)域的廣泛運用，開辟了與陸海空天相并列的“第五維空間”——電磁空間，出現(xiàn)了與傳統(tǒng)戰(zhàn)場環(huán)境并重的新要素——電磁環(huán)境。數(shù)量眾多的電磁輻射體集結(jié)在一定的作戰(zhàn)地域，人為和自然的、敵方和我方的、對抗和非對抗的各種電磁信號充斥于作戰(zhàn)空間，綜合形成了一個復(fù)雜密集、動態(tài)變幻的電磁環(huán)境。

隨著軍隊信息化進(jìn)程的加快，軍事領(lǐng)域電磁應(yīng)用日漸廣泛，電磁空間日趨擁擠，電磁環(huán)境日益復(fù)雜，電磁應(yīng)用干擾和自擾現(xiàn)象日益嚴(yán)重，武器裝備電磁兼容矛盾突出，電磁資源分配與管控難度增大，嚴(yán)重影響與制約著戰(zhàn)場感知、指揮、武器裝備效能發(fā)揮以及部隊的戰(zhàn)場生存。電磁空間的斗爭會更加激烈并將對爭奪未來戰(zhàn)爭主動權(quán)，乃至國家安全與戰(zhàn)略利益拓展產(chǎn)生重大影響?；谛畔⑾到y(tǒng)的體系作戰(zhàn)要求把維護(hù)電磁空間安全，提升到與國家海洋安全、太空安全同等重要的地位。要用信息化戰(zhàn)爭的觀念研究和把握陸?？仗祀姸嗑S戰(zhàn)場，特別是搞清電磁環(huán)境的內(nèi)涵和特性，提高在復(fù)雜電磁環(huán)境下軍事訓(xùn)練的質(zhì)量和水平。

2 研究內(nèi)容

一是研究現(xiàn)代戰(zhàn)爭復(fù)雜電磁環(huán)境對作戰(zhàn)和后勤、保障的影響。針對軍隊信息化建設(shè)的現(xiàn)狀，分析研究不同的電磁頻譜對作戰(zhàn)指揮、管理、維修、供應(yīng)、訓(xùn)練、戰(zhàn)備、技術(shù)觀察等業(yè)務(wù)的影響程度，重點研究對精確打擊、精確保障、指揮方式帶來的影響以及對各級各類指揮節(jié)點面臨的主要電磁環(huán)境威脅，為研究應(yīng)對機(jī)制奠定基礎(chǔ)。

二是基于現(xiàn)有技術(shù)研制適于作戰(zhàn)和保障使用的復(fù)雜電磁環(huán)境監(jiān)測設(shè)備和手段。目前電磁環(huán)境監(jiān)測技術(shù)已經(jīng)發(fā)展成熟，但是大部分設(shè)備面向民用場所，不適合于作戰(zhàn)和保障使用。因此，在現(xiàn)有技術(shù)基礎(chǔ)上，以現(xiàn)役各型裝備、指揮所面臨的電磁威脅為主導(dǎo)，綜合集成相應(yīng)電磁監(jiān)測設(shè)備，實現(xiàn)“復(fù)雜電磁環(huán)境可視化”，具有良好的可行性。

三是研究建立復(fù)雜電磁環(huán)境分級預(yù)警機(jī)制，研究該機(jī)制下的分級對抗手段并形成對抗預(yù)案，將該機(jī)制實現(xiàn)軟件化，融合到檢測設(shè)備中，形成復(fù)雜電磁環(huán)境分級預(yù)警及對抗系統(tǒng)。復(fù)雜電磁環(huán)境對指揮的威脅，具有很大的多變性。不同程度、不同種類的電磁干擾或者威脅經(jīng)常交織在一起，因此，應(yīng)建立分級預(yù)警、報警機(jī)制及應(yīng)對預(yù)案，該機(jī)制和預(yù)案融合到監(jiān)測軟件系統(tǒng)中，以直觀、清晰、快捷的方式顯示電磁環(huán)境狀態(tài)，以專家系統(tǒng)或者智能輔助決策來提示指揮員應(yīng)采用的對抗手段，同時對今后的對抗手段研究起到指導(dǎo)作用。

3 硬件設(shè)計方案

復(fù)雜電磁環(huán)境偵測預(yù)警設(shè)備依據(jù)小型化、輕量化、軍用加固的原則展開設(shè)計，同時兼顧整機(jī)造型設(shè)計和人機(jī)工程設(shè)計。整機(jī)結(jié)構(gòu)采用金屬殼體結(jié)構(gòu)，對各功能模塊及印制板進(jìn)行加固設(shè)計，增強(qiáng)抗振性能以及整機(jī)的抗沖擊性能。由于各功能模塊發(fā)熱量較小，采用機(jī)殼散熱方式。對殼體上孔與縫隙采用密封設(shè)計，以提高其電磁兼容性。

整體電路設(shè)計上，使用com-e主模塊為核心的形式搭建系統(tǒng)，觸摸屏及液晶屏等重要部件選用符合野外環(huán)境要求器材，電源供電使用定制開發(fā)的電路。其整體系統(tǒng)互聯(lián)如下：

圖1 系統(tǒng)互連圖

電路設(shè)計可以分為以下幾個部分：采集模塊、電源輸入、主模塊及擴(kuò)展底板、顯示屏及觸摸屏。

電磁環(huán)境采集模塊是依據(jù)射頻感應(yīng)電流消耗電能并對熱電耦的熱端加熱，從而產(chǎn)生直流輸出它與射頻感應(yīng)電流的平方成正比而進(jìn)行測量的。探頭的靈敏度是各向同性的，與極化強(qiáng)度無關(guān)。

其技術(shù)指標(biāo)為：

頻點為：2450±50MHZ；

測量范圍：0.1～10mW/cm2。

4 軟件設(shè)計方案

（1）測向與交會定位

針對不同的目標(biāo)同時進(jìn)行測向和信號電平的測量。除了給出示向度以外，還將給出示向等級以確定此示向度的可靠性?？芍С謱νl多臺發(fā)射分別測向、也支持多頻點掃描測向。在屏幕上顯示出交會定位地點

（2）參數(shù)測量

完成對單個頻點的頻率、頻差、電平值、場強(qiáng)值、頻偏（FM）和帶寬等發(fā)射參數(shù)進(jìn)行測量和實時監(jiān)測。同時提供掃頻功能，即測量時可通過頻率表進(jìn)行批處理，對一個頻點測量一段時間后，再自動轉(zhuǎn)到下一個頻點，頻率表可能由掃描得到，也可以人工設(shè)置。對信號掃描的過程可以錄制、回放，所有監(jiān)測結(jié)果都可以保存、打印和回放。

（3）頻譜分析

主要用于監(jiān)測、分析本信道和鄰道的頻譜組成情況，頻譜圖可以保存、打印和回放。

（4）占用度測量

設(shè)定一段頻率范圍或信道、電平門限以及掃描步長，可以對該頻段（或信道）內(nèi)的頻率點進(jìn)行頻譜掃描。生成掃描圖形以進(jìn)行頻段分析。

（5）自動控守與報警功能

提供對干擾信號實行24小時跟蹤，對重要信道實行24小時監(jiān)測，及時發(fā)出異常報警等功能。

（6）電子地圖功能

可實現(xiàn)測向交會、目標(biāo)跟蹤、在電子地圖上標(biāo)識和查詢輻射源的位置和相關(guān)數(shù)據(jù)庫資料，在電子地圖上做電磁環(huán)境和電磁輻射分析等功能。

（7）數(shù)據(jù)庫管理

基于Oracle數(shù)據(jù)庫，可進(jìn)行編輯、查詢、刪除等操作。

5 總結(jié)

復(fù)雜電磁環(huán)境偵測設(shè)備的研制，具有下列重要意義。

（1）實現(xiàn)了復(fù)雜電磁環(huán)境可視化

“工欲善其事，必先利其器”，通過復(fù)雜電磁環(huán)境偵測設(shè)備，可以在第一時間了解作戰(zhàn)區(qū)域電磁環(huán)境狀態(tài)，知曉目前電磁環(huán)境狀態(tài)對信息化指揮的威脅程度，對指揮員準(zhǔn)確判斷電磁威脅，合理部署及調(diào)配對抗資源具有重要意義。。

（2）實現(xiàn)了復(fù)雜電磁環(huán)境對抗預(yù)警報警智能化分級化

作戰(zhàn)指揮其主要任務(wù)是對戰(zhàn)場參戰(zhàn)力量進(jìn)行指揮，電磁對抗不應(yīng)占用作戰(zhàn)指揮員的主要精力。通過復(fù)雜電磁環(huán)境偵測設(shè)備，戰(zhàn)場復(fù)雜電磁環(huán)境可以智能化預(yù)警報警，同時，鑒于電磁環(huán)境的復(fù)雜程度隨時處于變化之中，借鑒警報分級制，建立了電磁威脅分級警報機(jī)制，制定一系列參數(shù)指標(biāo)，從而界定不同的電磁威脅程度達(dá)到分級化。該預(yù)警報警功能對即將到來的電磁威脅予以分級化預(yù)警、對正在發(fā)生并已經(jīng)構(gòu)成威脅的電磁環(huán)境予以分級化報警的功能。

（3）實現(xiàn)了復(fù)雜電磁環(huán)境對抗預(yù)案化

對于即將到來、正在發(fā)生的電磁威脅，復(fù)雜電磁環(huán)境偵測設(shè)備能夠按照威脅級別，在第一時間根據(jù)預(yù)先設(shè)立的預(yù)案向指揮員提供整套對抗方案，提高電磁對抗指揮的時效性和科學(xué)性。對抗預(yù)案包括兩種類型：一是預(yù)先準(zhǔn)備好的電磁對抗手段和措施，按照警報級別分別予以準(zhǔn)備、啟動和實施。二是指導(dǎo)下屬單位或分隊改變既定執(zhí)行方案為第二或第三執(zhí)行方案，以規(guī)避電磁威脅各級各類指揮節(jié)點應(yīng)具備對電磁環(huán)境進(jìn)行監(jiān)測的能力和手段，以幫助指揮人員掌握電磁環(huán)境狀態(tài)，執(zhí)行預(yù)先設(shè)立的應(yīng)對方案可能帶來的損失。

因此，復(fù)雜電磁環(huán)境偵測預(yù)警手段的研制，對電磁環(huán)境的有效偵測、分級預(yù)警，解決了指揮員對電磁維度的掌控需求，具有迫切的現(xiàn)實意義。

參考文獻(xiàn)：

[1] 黃偉慶，孫德剛. 信息核電磁輻射的原理、測試與消除[J]. 數(shù)據(jù)通信，2001，（3）。

[2] 劉順華，劉軍民，董星龍. 電磁波屏蔽及吸波材料[M]. 北京：化學(xué)工業(yè)出版社，2007

[3] 趙聰明，李萬坤，和紅杰. 電磁環(huán)境對防空兵作戰(zhàn)指揮控制的影響及對策，《防空兵指揮學(xué)院學(xué)報》[J]. 2007年第2期endprint