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复杂电磁环境测量

/measurement for complex electro-magnetic environment/
条目作者李靖

李靖

最后更新 2023-03-28
浏览 185
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在时域、空域、频域及功率域对电磁信号进行侦收、采集、存储、识别、分析,以获取电磁环境相关参数的方法和活动。

英文名称
measurement for complex electro-magnetic environment
所属学科
航空宇航科学与技术

测量的环境参数通常包括信号强度、信号密度、信号频谱分布、信号方向、辐射源位置、信号出现时间等。复杂电磁环境指在一定的空域、时域、频域和功率域上,多种电磁信号同时存在,对武器装备运用和作战行动产生一定影响的电磁环境。复杂电磁环境包括背景电磁环境和威胁电磁环境。其中,背景电磁环境包括所处地区噪声环境、平台内部自扰环境、其他辐射源非有意的干扰环境、自然界造成的损害环境以及杂波环境;威胁电磁环境指敌方电子对抗装备形成的干扰环境和强电磁脉冲攻击环境。

用来对电磁环境的时域、空域、频域和功率域参数进行测量的设备或系统统称为电磁环境测量设备。

开展武器装备复杂电磁环境适应性试验,充分认清和了解复杂电磁环境对装备作战的影响,是夺取制电磁权乃至夺取战争主动权的前提和基础,而复杂电磁环境测量是开展武器装备复杂电磁环境适应性试验的必要条件。如果没有完备的开放场电磁环境测试能力,不能真实有效地测量时、空、频多维真实有效的环境信号,则无法对复杂电磁环境下武器装备的动态性能进行全面准确的测试验证及评估。

复杂电磁环境下对空中信号进行测量时,尤其对侦测、识别弱小信号提出了较高的要求。完成对电磁信号的测量,除了必须对信号进行检测以外,最终目的是完成对信号特征的参数测量和识别。某些电磁信号为了对付电子侦察,采取了很多波形复杂的信号,调制方式采用线性调频、非线性调频、脉内多次线性调频、相位编码、频率编码等多种技术,同时,叠加频率、重频、脉宽等参数的复杂变化,破坏侦察设备对信号关联性的识别,增加信号分选的难度。随着波形种类的增多,信号波形正确识别难度增大,因此稳健的、具有工程意义的电磁信号测量技术,是开展武器装备复杂电磁环境适应性试验所必须解决的关键技术。

对电磁信号环境可以采用定点测量、机动测量、组网测量,也可采用随行受训装备测量,一般包括定时或全天测量、定向或全向测量、定频或全频测量等方式。电磁信号测量设备主要组成包括:①信号接收设备。主要用来搜索和接收电磁信号,主要由测量接收机、接收天线组成。②信号分析设备。主要用来对接受的电磁信号进行特征分析及特征数据测量,主要由调制分析、调制测量、数字信号分析、数字信号测量、波形分析及测量等功能部分组成。③测向定位设备。主要用来完成电磁信号的方向和位置的测定,主要由测量接收机、测向天线组成。④数据传输设备。主要用来完成电磁信号测量设备与其他站点之间的数据传输,主要由通信设备和终端设备组成。⑤软件。主要针对信号接收、测向定位、分析组成、测量控制等不同需要开发的功能软件。⑥配套支持设备。一般包括操控设备、标校设备、供电设备等配套保障设备。

电磁环境测量首先需要根据测量的任务要求,按照所需获取的电磁信号技术特征与构成特性,确定测量参数;进而根据测量参数确定所需的测量设备及其技术要求、可实施的测量方案。例如,在测量信号频率、频谱特性参数时,如果采用信号辐射方法测量,测量设备可以采用频谱分析设备,接收天线对准被监测信号的方向,其电磁信号测量示意图如图所示:

图1 信号频率、频谱特性测量框图图1 信号频率、频谱特性测量框图

在飞行试验中,为实现对开放场电磁环境的测量,测量设备多为移动式,主要包括车载电磁环境测量设施、机载电磁环境测量设施两大类。其中机载电磁环境测量可以通过在机身加装多波段接收天线、机内加装接收机、信号处理机、信号存储设备等实现,也可通过直接加挂电磁环境测量吊舱实现。车载电磁信号测量设施及机载吊舱式电磁信号测量设施组成示意图如图所示。机载电磁环境测量属于典型的机动式测量,通过航线飞行,实现对广域电磁环境的测量。

图2 车载电磁信号测量/机载吊舱式电磁信号测量设施基本组成图2 车载电磁信号测量/机载吊舱式电磁信号测量设施基本组成

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