時(shí)磊

摘 要：隨著科學(xué)技術(shù)水平提高，軍隊(duì)信息化水平逐漸發(fā)展，同時(shí)多種電子戰(zhàn)攻防設(shè)備發(fā)揮巨大效用，使得復(fù)雜電磁環(huán)境隨之產(chǎn)生。形成復(fù)雜電磁環(huán)境的主要原因是戰(zhàn)爭(zhēng)雙方的電子設(shè)備對(duì)抗、武器裝備激發(fā)的電磁波等。以后的戰(zhàn)爭(zhēng)終將是信息化戰(zhàn)爭(zhēng)，奪取制電磁權(quán)就是取得勝利的關(guān)鍵因素，戰(zhàn)場(chǎng)電磁環(huán)境具有變化多端、定性和定量分析不易的特征。因此在復(fù)雜電磁環(huán)境中取得勝利是現(xiàn)在的研究重點(diǎn)，本文通過對(duì)復(fù)雜電磁環(huán)境進(jìn)行具體分析，為監(jiān)測(cè)評(píng)估系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)提供參考數(shù)據(jù)。

關(guān)鍵詞：復(fù)雜電磁環(huán)境 檢測(cè)評(píng)估 系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)

中圖分類號(hào)：TN710 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1674-098X（2019）03（b）-0123-02

1 復(fù)雜電磁環(huán)境的具體分析

1.1 復(fù)雜電磁環(huán)境的概述

復(fù)雜電磁環(huán)境主要由自然電磁環(huán)境和人為電磁環(huán)境組成，前者包含靜電或雷電等，后者包含人為無意和有意電磁干擾兩種。對(duì)電磁信號(hào)的掌握是探索電磁環(huán)境的基礎(chǔ)，而電磁環(huán)境的監(jiān)測(cè)是獲取電磁信號(hào)數(shù)據(jù)的一個(gè)方法。對(duì)電磁信號(hào)的描述主要是頻率、調(diào)劑、極化、功率等這幾個(gè)方面。電磁環(huán)境監(jiān)測(cè)主要是收集、截取、測(cè)量信號(hào)工作參數(shù)等，通過對(duì)電磁信號(hào)進(jìn)行研究，使得電磁環(huán)境更加容易科學(xué)的被描述出來，具有較強(qiáng)的準(zhǔn)確性和可靠性。

1.2 復(fù)雜電磁環(huán)境檢測(cè)系統(tǒng)的應(yīng)用

復(fù)雜電磁環(huán)境監(jiān)測(cè)系統(tǒng)主要是對(duì)信號(hào)個(gè)數(shù)、類型、間距、出現(xiàn)的時(shí)間、頻率、功率等的監(jiān)測(cè)，復(fù)雜電磁環(huán)境監(jiān)測(cè)系統(tǒng)主要應(yīng)用在三個(gè)方面[1]：（1）對(duì)電磁環(huán)境的監(jiān)測(cè)，即使檢測(cè)出電磁信號(hào)的改變，比如對(duì)連續(xù)波雷達(dá)信號(hào)的監(jiān)測(cè)和對(duì)脈沖瞬變信號(hào)的監(jiān)測(cè)等。使電磁環(huán)境的相關(guān)數(shù)據(jù)可以被有效的實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)。（2）處理監(jiān)測(cè)到的有關(guān)數(shù)據(jù)，收集有關(guān)頻率、功率、信號(hào)出現(xiàn)時(shí)間以及種類的數(shù)據(jù)，然后對(duì)這些收集到的數(shù)據(jù)進(jìn)行科學(xué)合理的分析、統(tǒng)計(jì)和保存。（3）向外部系統(tǒng)傳輸相關(guān)監(jiān)測(cè)信息，以便對(duì)電磁環(huán)境進(jìn)行分析。

2 復(fù)雜電磁環(huán)境監(jiān)測(cè)評(píng)估系統(tǒng)的相關(guān)技術(shù)

2.1 靜態(tài)仿真技術(shù)

靜態(tài)仿真技術(shù)是可以有效地對(duì)電磁頻譜相關(guān)數(shù)據(jù)進(jìn)行分析，將每一類裝備激發(fā)的電磁信號(hào)在時(shí)間、空間、頻率等幾個(gè)維度實(shí)施仿真實(shí)驗(yàn)，實(shí)驗(yàn)所用到的技術(shù)主要是電磁仿真軟件和地理信息系統(tǒng)等。電磁環(huán)境仿真軟件為仿真實(shí)驗(yàn)提供多種仿真模型以及多種結(jié)果呈現(xiàn)，目前為止我國也有很多企業(yè)可以提供技術(shù)支持。但是地理信息系統(tǒng)的引用不是容易的，同時(shí)經(jīng)過GIS引用的有關(guān)地理信息的精細(xì)度也成為了面臨的問題，可以由地理環(huán)境信息系統(tǒng)得到實(shí)驗(yàn)場(chǎng)地的地理?xiàng)l件，依照不同環(huán)境條件有著不同的頻率傳播這一原理，構(gòu)建電磁傳播模型。設(shè)定發(fā)射點(diǎn)的相關(guān)信息，然后測(cè)算出實(shí)驗(yàn)地中每個(gè)地方的頻譜信息。通過使用靜態(tài)仿真技術(shù)，獲取更加符合現(xiàn)實(shí)條件的數(shù)據(jù)分析[2]。

2.2 動(dòng)態(tài)仿真技術(shù)

與靜態(tài)仿真技術(shù)有很大差異，動(dòng)態(tài)仿真技術(shù)主要是對(duì)處在復(fù)雜電磁環(huán)境中的裝備存在位置周圍的電磁環(huán)境的仿真分析，從而獲取監(jiān)測(cè)裝備在復(fù)雜電磁環(huán)境中獲取的電磁輻射信息。設(shè)置監(jiān)測(cè)裝備的位置，對(duì)這個(gè)位置的電磁頻譜分布狀況進(jìn)行分析，將獲取的信息用表單或是數(shù)據(jù)庫的方式進(jìn)行儲(chǔ)存，以便于后面的分析和打算。動(dòng)態(tài)仿真技術(shù)分為單點(diǎn)電磁環(huán)境仿真和多點(diǎn)路徑電磁環(huán)境仿真，將要進(jìn)行監(jiān)測(cè)的裝備激發(fā)的電磁信號(hào)進(jìn)行模擬分析，計(jì)算出現(xiàn)的回波和其他雜亂波，然后在地圖上表明特殊的位置，結(jié)合無源干擾設(shè)備的特征，對(duì)此設(shè)備進(jìn)行仿真處理[3]。動(dòng)態(tài)仿真技術(shù)最大的作用就是對(duì)監(jiān)測(cè)裝備的發(fā)射情況模擬分析，再模擬是將計(jì)算出來的回波雜亂波去除，為以后的復(fù)雜電磁環(huán)境監(jiān)測(cè)時(shí)提供無干擾時(shí)的相關(guān)信息，有效的去除干擾頻譜。動(dòng)態(tài)仿真技術(shù)不僅能對(duì)電磁環(huán)境進(jìn)行仿真模擬，還可以對(duì)雷達(dá)回波以及雜波進(jìn)行模擬分析，此方法較為方便并且有較高的準(zhǔn)確性，但是計(jì)算量比較大。

2.3 真實(shí)電磁環(huán)境監(jiān)測(cè)

在飛行區(qū)域多設(shè)置一些無線電監(jiān)測(cè)接收機(jī)，對(duì)此區(qū)域的電磁環(huán)境準(zhǔn)確監(jiān)測(cè)，對(duì)收集分析的數(shù)據(jù)進(jìn)行分析，需要保留時(shí)對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行儲(chǔ)存，發(fā)現(xiàn)干擾信號(hào)的時(shí)候，接收機(jī)需對(duì)干擾信號(hào)進(jìn)行準(zhǔn)確定位并分析處理。為了符合試驗(yàn)區(qū)的較高要求，在信息分析方面加上了雷達(dá)信號(hào)識(shí)別功能，這項(xiàng)功能可以參照實(shí)際情況對(duì)收集到的數(shù)據(jù)進(jìn)行科學(xué)分析，在對(duì)信號(hào)特征加以融合，就能達(dá)到對(duì)干擾信號(hào)判別分類的目的。接收機(jī)網(wǎng)絡(luò)對(duì)試驗(yàn)區(qū)的電磁環(huán)境科學(xué)分析，較為準(zhǔn)確的判斷出電磁環(huán)境的分布以及變化狀況，可以較快的獲取干擾信號(hào)關(guān)于頻率、時(shí)間間隔、方向等相關(guān)數(shù)據(jù)。

3 復(fù)雜電磁環(huán)境監(jiān)測(cè)系統(tǒng)相關(guān)設(shè)計(jì)

3.1 復(fù)雜電磁環(huán)境監(jiān)測(cè)系統(tǒng)的硬件組成

復(fù)雜電磁環(huán)境監(jiān)測(cè)系統(tǒng)要想準(zhǔn)確對(duì)相關(guān)電磁環(huán)境信息分析，一定要具有對(duì)電磁環(huán)境的監(jiān)測(cè)能力、信息存儲(chǔ)能力、數(shù)據(jù)還原能力等，因此要想達(dá)到這3個(gè)功能，硬件條件必須符合要求。頻率探測(cè)以及數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)是電磁環(huán)境監(jiān)測(cè)能力得以實(shí)現(xiàn)的基礎(chǔ)，主要設(shè)備是寬帶接收天線和高速頻譜分析儀等。存儲(chǔ)空間以及數(shù)據(jù)記錄系統(tǒng)是電磁環(huán)境監(jiān)測(cè)系統(tǒng)具有存儲(chǔ)能力的基礎(chǔ)，主要設(shè)備是測(cè)控計(jì)算機(jī)和數(shù)據(jù)接口卡等。頻譜自由解調(diào)和數(shù)據(jù)信息還原系統(tǒng)是電磁環(huán)境檢測(cè)系統(tǒng)的數(shù)據(jù)還原能力的基礎(chǔ)，主要設(shè)備是測(cè)控計(jì)算機(jī)、寬帶接收天線、射頻分析儀等[4]。

3.2 復(fù)雜電磁環(huán)境監(jiān)測(cè)系統(tǒng)的軟件組成

監(jiān)測(cè)系統(tǒng)軟件是根據(jù)LabVIEW軟件研究出的自動(dòng)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)。LabVIEW作為一種功能性強(qiáng)同時(shí)非常靈活的儀器分析軟件應(yīng)用開發(fā)設(shè)備，可以完成對(duì)儀器的控制以及功能的再開發(fā)。復(fù)雜電磁環(huán)境系統(tǒng)軟件的設(shè)計(jì)可以依照模塊化的設(shè)計(jì)思想，將較為復(fù)雜的任務(wù)進(jìn)行分類和分解，進(jìn)而完成這種復(fù)雜的任務(wù)，每一層次的調(diào)用都是無限的，各層次之間還存在著一定的聯(lián)系，并且關(guān)系都較為復(fù)雜[5]。

監(jiān)測(cè)系統(tǒng)軟件的特點(diǎn)主要在四個(gè)方面：（1）參數(shù)設(shè)置方面；（2）在監(jiān)測(cè)中收集到的信息數(shù)據(jù)可以自動(dòng)保存并且文件名就是監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)的內(nèi)容，結(jié)果可以是以表格的形式呈現(xiàn)出來；（3）將監(jiān)測(cè)到的數(shù)據(jù)加以解調(diào)，并且可以對(duì)收集到的信息還原和記錄；（4）測(cè)試結(jié)果可以通過多種形式表現(xiàn)出來。

3.3 信號(hào)的分離以及識(shí)別

對(duì)于電磁信號(hào)的分離通常使用獨(dú)立分量的方法，此方法是依照盲源分離技術(shù)改善而成，獨(dú)立分量發(fā)的準(zhǔn)則就是統(tǒng)計(jì)獨(dú)立通過一些計(jì)算方法有效的將多路觀測(cè)信號(hào)分解成為多種相互獨(dú)立的源信號(hào)，這種方法可以有效的發(fā)現(xiàn)很隱蔽的樣本高階統(tǒng)計(jì)量中的信息。信號(hào)識(shí)別主要分為雷達(dá)信號(hào)以及通信信號(hào)的識(shí)別，對(duì)監(jiān)測(cè)收集到的雷達(dá)信號(hào)進(jìn)行科學(xué)的處理以及分析，準(zhǔn)確判斷信號(hào)脈內(nèi)調(diào)制種類和檢測(cè)信號(hào)脈內(nèi)調(diào)制的相關(guān)數(shù)據(jù)。對(duì)于通信信號(hào)的識(shí)別可以采用歸一化瞬時(shí)幅度譜密度最大值的通信信號(hào)算法，再加以融合通信信號(hào)的獨(dú)特特征，就可以較為準(zhǔn)確的對(duì)通信信號(hào)進(jìn)行分析處理。

4 結(jié)語

總之，信息化戰(zhàn)場(chǎng)所具有的最大特點(diǎn)就是復(fù)雜電磁環(huán)境，復(fù)雜電磁環(huán)境的形成主要是自然因素以及人為因素，想要在信息化方面取得成就，需要具備復(fù)雜電磁環(huán)境檢測(cè)系統(tǒng)，使得電磁信息可以被實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)，并且可以對(duì)電磁環(huán)境數(shù)據(jù)進(jìn)行具體分析。在系統(tǒng)設(shè)計(jì)時(shí)要多關(guān)注硬件設(shè)備的選取以及軟件中指令控制的匹配性，將復(fù)雜電磁環(huán)境監(jiān)測(cè)系統(tǒng)發(fā)揮最大效用。

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