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对“复杂电磁环境”的浅显认识

2018-09-05

信息化变革发展迅速,战场环境不再是海、陆、空、天的四维战场了,随着各种电子信息系统释放的高密度、高强度、多频谱的电磁波,电磁空间也成为了一个重要的战场空间,构成了日益复杂的电磁环境。

有雷达的存在就会有干扰,有干扰就必然会让雷达采取抗干扰的措施。也就是说,每一种雷达技术的应用,都会引起一种新的干扰技术,而新的干扰技术也会促进新的雷达抗干扰措施或者是新的雷达体制,这样的博弈就促使了雷达干扰和抗干扰技术不断向前发展,并且拓展的频率范围也越来越广。

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同时,各种通信系统,例如移动通信、卫星通信、广播电视等,以及近程无线通信、导航系统、车载雷达、物联网等电子信息系统都共同组成并影响着电磁环境,从而造就了当今如此复杂的电磁环境。

什么是电磁环境?

电磁环境是电磁空间的一种表现形式,是存在于给定场所的所有电磁活动和现象的总和,它体现的是电子系统或装备在执行规定任务时可能遇到的各种电磁辐射强度在不同频率、时间、空间范围内的分布状况。

电磁活动和现象包括自然电磁现象、民用电磁现象、敌对双方的电磁应用和反电磁应用活动,如雷达/通信/电子对抗/导航定位等。

为什么说电磁环境是复杂的?

复杂性是对战场电磁环境最本质的特性描述,它是指在一定的战场时空范围内,自然电磁现象、人为电磁辐射、敌我双方激烈对抗等综合作用而形成的电磁环境,所呈现出的信号密集,种类繁杂,对抗激烈,动态变化等复杂特性。

空间中多种信号交织

电磁信号特性在空间的分布状态通常可用电磁态势图来表示,来自于海陆空天不同作战平台的大量电磁辐射形成了交叉重叠的电磁辐射态势。战场空域的某一个点,可能会接收到的电磁信号既包括军用的电磁辐射,又会有民用和自然的辐射信号,当然也可能存在敌我双方电子干扰信号。

时间上时而密集,时而静默

不同辐射源发射信号的时间序列是不一样的,有些是连续波,有些是脉冲,脉冲信号的脉宽、重复频率等信息也是不同的,并且时间上重叠在一起就会形成更复杂的、动态变化的环境,时而密集,时而静默。

有限的频谱资源,无数的电子设备

除了时间跟空间,频谱也是一种重要的作战资源,并且是十分有限的。通过以前的文章我们可以知道,虽然貌似电磁频谱是无限的,但实际应用却是非常狭窄的。

例如,无线电通信信号通常从几百KHz到十几个GHz,雷达常用频率也是集中在1~18GHz。因此在这样有限的狭窄的电磁频谱范围内必然呈现出重叠的现象,这有时候会给同类电子设备产生灾难性的后果。

能量强弱控制的精准与掌控

人们通过天线及其控制技术,想把电磁能量发射到任意的特定空间,电磁环境的功率特征更加丰富,可以使局部区域在特定时间内的电磁辐射可能特别强大,达到对对方的电子设备形成损伤、压制、干扰、或者欺骗的作用。

复杂电磁环境的认知

电磁环境我们虽然肉眼看不见摸不着,但它却是客观存在的,对复杂电磁环境的认知深度将直接影响我们对它的利用和再现以及掌控程度。

因此就需要监测、度量并描述后呈现。人们总是想通过仪器设备来侦测感知,从电磁波在空间、时间,频谱,能量强度、极化或调制等特征域的表现来对其进行描述。

那么,需要从电磁波的时间、频率来判断其有无,从方位、极化等来了解其来源和方式,从其脉内或脉间特征来掌握其细节和用途,从而搞清其所传递的信息和意图。

对电磁环境的描述是进行检测和度量的依据,而检测则为特性的分析提供支持,度量则为电磁环境的复杂情况提供评价和指标,通过描述、检测和度量形成对复杂系统的认知框架。

“复杂”本身是一个相对的、动态变化的概念。

同样的环境,不同适应能力的敌我双方可能对复杂性的感受不一样;同一部电子设备,在不同的频段、时间、位置,其对复杂性的感受也不会一样;随着技术的发展、认知的提高,现在看起来是“复杂”的环境,在将来可能就是简单的。

 

来源:雷达通信电子战(SAR-ECCM)