复杂通信电磁环境构建方法研究

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  [摘 要]复杂通信电磁环境构建,对于通信对抗装备试验、训练都有着十分重要的作用。本文阐述了通信电磁环境构建目的、原则,对构建对象进行了分析,讨论并给出了构建的具体模型。
  [关键词]通信;通信对抗;电磁环境
  中图分类号:TN975 文献标识码:A 文章编号:1009-914X(2015)09-0158-01
  引言
  通信信号电磁环境是一种无形的环境,并且呈现出动态多样性的特征;尤其是在敌对双方激烈的电磁对抗行动中,就更加剧了通信信号电磁环境的复杂性。因此,需要在多种作战背景中,针对敌我双方可能的战场部署、武器装备性能和不同作战阶段的电磁活动和电子对抗情况,构建逼真的通信信号电磁环境,为多层次作战指挥与训练奠定基础,进而研究和建立完整的一体化联合训练的复杂电磁环境框架体系。
  1 构建通信电磁环境的目的
  现代通信信号电磁环境的特点是:通信电台日益增多、信号密度增大、频段充分扩展、新的通信体制不断涌现、传播方式呈现多样化。这就必然会形成样式繁杂,密度极大的通信信号电磁环境。首先,这种复杂电磁环境对各类电子信息设备在作战中的效能发挥会带来直接的、多方面的影响;其次,电子系统的运用效果也会受其影响。只有先使其适应电磁环境,才能充分发挥其自身功能。因此,构建逼真的通信信号电磁环境,使所有这类系统在逼真的电磁环境中进行检验性训练,才能增强装备在复杂电磁环境中有效发挥其应有效能的能力。同时也为提高部队信息化作战能力提供基本的硬件和软件条件。
  2 通信电磁环境的构建原则
  (1)贴近试验实际的原则
  贴近试验实际,真实和客观地反映通信信号电磁环境态势是构建的基本前提。由于试验中各装备的频率范围、任务使命、作战对象不同,其将来面临的电磁环境也不同。因此,通信信号电磁环境的设置应有针对性,在此提出设置通信信号电磁环境的部分原则,以供参考。
  ①根据各类装备的频率范围、作战对象的具体情况设置通信信号电磁环境的频率范围。在确定通信信号电磁环境设置的频率范围时,要综合考虑各类装备的频率范围、对电磁环境的适应能力等情况。
  ②根据各类装备及试验对象的具体情况设置信号的调制样式。设置背景信号的调制样式时,应在参考试验对象的调制样式情况的同时,兼顾装备对不同调制样式信号的识别能力及解调能力。
  ③根据可能的规模设置信号的数量。按照各类装备的使命任务,确定模拟的作战规模,在此规模基础上,研究确定信号的设置数量。
  ④根据各类装备的能力设置新体制信号的数量。由于不同装备对新体制信号的侦察能力各有不同,设置新体制信号的数量时,不仅要考虑未来战场电磁环境中新体制信号的数量,还应针对不同装备的具体能力,合理地设置新体制信号的数量。
  ⑤要注意构建时的准确性和实时性。在试验中,通信电磁环境具有高密度、高复杂性、变化快等特点,这样就要求构建结果也必须是动态的、实时的,尽量跟上试验态势的实际变化。
  (2)体现动态变化的灵活性原则
  对于模拟战场的复杂通信电磁环境的构建,必须按照不同对象的要求突出重点。战场通信信号电磁环境瞬息万变,其复杂性很大程度上取决于参战各方通信设备的工作状态、工作性质、工作设备的数量、工作性能等,也会受天气、地形等条件的影响,同时,通信信号的类型、数量和部署与作战样式、战场规模、作战进程、作战地域、作战对象、目标状态以及战术运用等因素有关,并且随着战争、战役、战斗阶段的发展,通信设备的运用方式和程度也有一定变化,电磁环境的稳定性也不断变化。因此在构建具体的作战通信电磁环境时,除了要考虑当地的自然电磁辐射与传播特征外,还要在频域、空域、时域的描述上予以考虑,充分体现其灵活性。简单而言,就是能够根据不同的训练对象和要求,较为方便地控制和调整所模拟的电磁环境。
  3 复杂通信电磁环境构建对象和要素
  通信电磁环境的构成要素是对其产生决定性影响的构成因素,缺少任何一方面都不能完整的形成电磁环境。确定通信电磁环境的构建对象和要素,是构建和设置逼真、可靠、贴近实战的复杂通信信号电磁环境的前提。
  3.1 构建对象
  根据构建通信电磁环境的需要,它的构建对象主要包括通信环境、背景环境等。
  (1)通信環境
  素,是构建和设置逼真、可靠、贴近实战的战场电磁环境的前提。
  (一)构建的对象
  根据战场电磁环境的基本构成和构建具体战场电磁环境的需
  要,战场电磁环境的构建对象主要包括通信环境、雷达环境、光
  主要是利用电磁波在空间、水或土壤中传播信息长波通信、短波通信、超短波通信和微波通信等。这里就不做详细说明。
  (2)背景环境
  ①战场电磁环境
  交战双方用于指挥、控制的通信信号和相互破坏对方通信实施的干扰信号。在战场的不同地点,其通信信号电磁环境会有很大不同。
  ②民用电磁环境
  民用电磁环境主要是指作战地域内一些民用辐射源及设施在其工作时产生的电磁环境,比如民用雷达、广播电视发射台和其它一些民用的无线通信等。并且,某一区域除了存在由本区域电台发射的通信信号外,还存在由其他区域电台产生的由天波、地波以及对流层散射来的传播信号。
  3.2 构建要素
  电磁信号环境是电磁环境的具体表现形式,构建通信电磁环境的实质就是生成满足一定要求的通信信号。在一定时刻,某一地域内不同体制、不同调制方式的通信信号构成了通信信号环境。通信信号是通信电磁环境构建的基本要素,可从信号密度、信号强度、信号样式和信号分布特征等要素来考虑。
  (1)信号密度要素
  通信信号密度,指通信对抗侦察设备同时接收到的无线电通信信号数量。特别情况下,通信信号密度也可用单位地域内通信电台的数量表示。信号密度特征反映了电磁环境中信号的“疏密”程度。
  (2)信号强度要素
  信号强度指在接收点信号的场强。它与发射电台功率、电台远近、电波衰减等因素有关。信号强度直接决定了电磁环境的影响能力,是对各种电子信息系统产生影响的能量基础。考查一个通信信息系统受电磁环境的影响程度,就是关注该系统所接收到的信号的强度。信号强度直接反映了在电磁空间某处信号的强弱。
  (3)信号样式要素
  信号样式即信号的调制方式及参数范围。对通信信号,其信号样式有调幅信号、调频信号、扩频信号、跳频信号等等。从有关短波通信装备的资料来看,当前短波信号中除AM、CW、SSB信号以外,还有脉冲编码调制信号、跳频信号、扩频信号等。对超短波而言,其电台的调制样式一般为AM、FM和FSK,AM和FM信号较多,FSK信号相对较少,但在较窄的频段,可能AM信号占大多数(225~400MHz),也可能FM信号占大多数(30~90MHz)。
  信号样式不仅是对电磁环境中的信号进行分选、识别的依据,更是掌控复杂电磁环境的前提。电磁信号样式特征反映了战场电磁空间中电磁信号的“种类”多少。
  (4)信号分布特征要素
  信号分布通常可从时域、频域、空域和能域四个方面来描述。时域分布描述的是不同时段内信号分布情况;频域分布描述的是信号在不同频段的分布情况;空域分布描述的是信号辐射源在不同空(地)域的分布情况。通信信号在时域、空域和频域和能域的分布反映了通信电磁环境中信号的“部署”特性。
  结束语
  随着武器系统的现代化,电子技术已经广泛应用于各种高新技术武器装备,使其电磁敏感化程度越来越高。在高技术战场上,复杂多变的电磁环境装备效能的影响是很大的。因此,构建真实的复杂通信电磁环境是十分重要的。
  参考文献
  [1] 王汝群,战场电磁环境,解放军出版社,2006.
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