摘 要:本文从复杂电磁环境的表现形式入手,简要讨论了构建复杂电磁环境的方法。继而讨论了战靶场上构建出复杂电磁环境后,怎样评估所构建的复杂电磁环境对装设备所产生的应用效能的方法。
关键词: 复杂电磁环境 电磁环境应用效能评估
从陆战场到海战场,再从海战场到空战场,战争方式发生了由平面到立体的巨变。而今,又出现了联合作战、体系对抗、精确打击等多种作战模式,他们所依赖的信息获取、传递、控制、干扰等,绝大部分要通过电磁波这个媒介完成,这些作战行动对电磁活动的依赖性越强,制电磁权的较量便越激烈,电磁活动空间在战场构成中的地位也越突出。由电磁活动构成的隐形电磁空间的形成,成为与空间、地面和海洋并存的第四维战场。由此而带来的无线电频率使用相互冲突、电子系统间相互干扰,已成为影响现代战争结局的一个不容忽视的课题。
1如何构建复杂电磁环境
1.1复杂电磁环境的定义及其表现形式
电磁环境,是指在传输媒质中存在的电磁场或电信号。信息化战争中,交战双方大量使用电子信息装备,不仅数量庞大、体制复杂、种类多样,而且功率大,在激烈对抗条件下所产生的多类型、全频谱、高密度的电磁辐射信号。以及己方大量使用电子设备引起的相互影响和干扰,造成在电磁信号时域上突发多变、空域上纵横交错、频域上拥挤重叠。复杂电磁环境,就是指在一定的战场空间内.由空域、时域、频域、能量上分布的数量繁多、样式复杂、密集重叠、动态交迭的电磁信号构成的电磁环境。从它的定义可以看出,复杂电磁环境是战场电磁环境复杂化在空域、时域、频域和能量上的表现形式。
1.2构建复杂电磁环境的方法
构建复杂电磁环境,就是要力求构建接近实战的战场电磁环境,纵观外***训练中复杂电磁环境的构建方法,除了利用真实的武器装备外,还要大量依靠各类信号模拟器、计算机模拟技术、分布式交互仿真技术、以及能够模拟假想敌的部队等。
1.2.1利用真实的电子装备产生复杂的电磁威胁环境
真实的武器装备始终是构建逼真战场环境的首选,电子装备也是如此。但由于电子装备直接关系到战场上的制信息权,一般很难获取敌方的电子装备实体,通常是通过在战争中缴获或者从第三国购买。1989年,德国统一使得北约波利冈电子战靶场获得了大量苏制SPN30和SPN40地形匹配雷达干扰机等系统,使之一举成为北约靶场中承担针对苏式防空训练任务的主要基地。目的就是利用真实的电子装备产生复杂的电磁威胁环境训练部队,以提高部队在复杂电磁环境下的作战和生存能力。
1.2.2利用大量模拟器产生复杂的电磁威胁环境
北约靶场装备了大量的模拟器。能够为参训飞机提供充满机动威胁和具有规避机动能力威胁的环境,使得训练逼近实战。
美国中部的大西洋电子战靶场有30多个站点,每个站点部署一到多部模拟器,有的模拟器是机动的,需要时,可随便部署在场区的任何位置。
1.2.3利用现代化计算机模拟技术创造逼真的电磁威胁环境
为了使训练场更加接近战场环境条件,采用计算机模拟与仿真技术来模拟未来战争中武器装备系统的性能指标、作战性能、战场背景、战场环境、以及模拟战斗态势和战斗过程,也是比较常见的一种环境构建方法。美国的训练中心配备有各种性能先进、功能齐全、系统配套的模拟训练系统。如美国陆***电子靶场为了更有效地进行C4I系统的试验、鉴定和训练,开发了一套大型软件试验平台:星船系统,该系统可用于电子靶场或电子靶场之外的试验和训练,能够实现对试验仪器监视和控制。
2电磁环境应用效能评估技术
通常检验和评估信息系统的电磁环境应用效能最直接方法是采用电磁兼容性及相关的环境试验,但试验方法在大多数情况下无法预测系统设备的变更或变址,也很难对运动过程中所遭遇电磁环境进行动态的检验和评价,从而使得测试数据往往与最终情况不符,而且检验时间长、费用高;此外,试验方法只能针对已完成试件的检验,一旦存在问题而须重新设计,势必造成费用和时间的巨大浪费。而采用基于模型和准则的评估计算法评价体系可以克服上述局限,在系统设计的初期,利用系统和设备结构、任务规划、预期电磁环境模型、系统分析模型和评估准则,对信息系统的环境适应能力进行综合评价。
2.1电磁环境应用效能系统分析模型
面对错综复杂的电磁环境,如何建立有效的系统分析模型,是信息系统电磁环境应用效能首要解决的问题。基于等效电磁端口的分析模型,通过将信息系统简化为相应的等效电磁发射和接收端口,可以使系统电磁环境应用效能分析有章可循,并把研究的重点转移到针对具体对象确定与之相对应的端口藕合函数上。
2.2电磁环境应用效能评估准则
电磁兼容性标准通常是电磁环境应用效能检验的依据,但由于标准所反映的非特异性和缺乏与实际环境一致性等原因,在实际应用中,常发生部件与系统分析或试验不一致的现象;而且,目前的标准多是针对部件制订的,尚没有可以操作的系统试验方法和判断依据。因而,在现有标准基础上,建立与系统分析相适应、具有针对性的评估准则,就成为评估系统函待解决的问题。
2.2.1确定性评估准则
确定性评估准则依据电磁兼容性标准,对系统所处电磁环境进行评估,判定其综合电磁强度是否满足标准要求,如G***151 A一97及G***1389一92规定的6 dB或20 dB安全裕度要求等。
2.2.2基于统计特征的评估准则
电子信息设备对电磁环境的适应能力将直接决定着系统性能的发挥。一般情况下,分析设备的电磁环境的适应能力,即其接收系统对外部干扰源是否敏感的判断方法,是检验接收端口的信号干扰噪声比,在“最坏状况”条件下能否满足设备性能所提的要求。这种方法是针对确定性信号特征的静态分析方法,它虽然给出了电子设备可能遭受的最大电磁干扰“包络”,但却不能客观地评价设备运动过程中设备的动态响应,忽略了干扰作用的随机性,从而可能造成系统“过设计”,引起不必要的浪费。
2.3电磁环境应用效能评估系统
基于模型和准则的计算法评估系统借助计算机辅助工程(CAE),可构造一个“虚拟”的评估平台,它可根据评估对象的工作模式与具体电磁环境,利用相应信号、藕合及端口敏感模型,系统分析和评价对象性能是否产生不应有的降低或失效,从而判断能否适应这一特定电磁环境要求。同时,由上面分析可知,平台结构与材料特性、系统设备布局及相互间连接关系等,都可能直接影响信息系统电磁环境应用效能分析结论的置信度,为此,构造“真实”的评估对象和检测场景十分重要。
结束语:
面对未来的信息化战争,我们一定要加强对第四维战场的认识和把握,高度关注战场复杂电磁环境,并对其进行深入研究,弄清其本质规律与影响,提高驾驭复杂电磁环境的能力,正确指导当前与未来各项***事活动,重视战场复杂电磁环境下的***事训练,是***事训练面临的新课题和新任务。
参考文献:
[1]孙国至,刘尚合.战场电磁环境应用效能对信息化战争的影响[J].***事运筹与系统工程,2006(3):43-47.
[2]宋祖勋,俞卞章.无人机系统的电磁环境应用效能分析 [J].系统工程与电子技术,2003(9):1 108-1 112.
[3] 周星.电磁脉冲对数字电路的辐照应用效能研究[J].高电压技术,2006,32(10):46—49.
[4] 罗亚江,邵振付,黄保民.复杂电磁环境及其对联合作战的影响[J].国刚大学学报,2007,5
[5]刘伟,罗鹏程.复杂电磁环境及其对现代战争的影响及对策[J].国防科技2007(11):71-75
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