在現(xiàn)代化戰(zhàn)爭(zhēng)中，電子戰(zhàn)已成為不可或缺的重要組成部分。電子戰(zhàn)裝備的性能指標(biāo)直接決定了戰(zhàn)爭(zhēng)全局的勝敗。然而，電子戰(zhàn)裝備在實(shí)際戰(zhàn)區(qū)的電磁環(huán)境中，面臨著復(fù)雜多變的電磁信號(hào)挑戰(zhàn)，包括雷達(dá)、導(dǎo)航、通信、敵方干擾及自然噪聲等。這些信號(hào)不僅種類繁多，而且受到實(shí)際地理環(huán)境的顯著影響，使得電磁環(huán)境異常復(fù)雜。為了有效評(píng)估和提升電子戰(zhàn)裝備在復(fù)雜電磁環(huán)境下的性能，基于數(shù)字化地理信息的復(fù)雜電磁環(huán)境信號(hào)模擬與發(fā)生技術(shù)應(yīng)運(yùn)而生，成為當(dāng)前研究的熱點(diǎn)。

一、引言

復(fù)雜電磁環(huán)境是指在一定的空域、時(shí)域、頻域和功率域上，多種電磁信號(hào)同時(shí)存在，對(duì)用頻裝備運(yùn)用和作戰(zhàn)行動(dòng)產(chǎn)生一定影響的電磁環(huán)境。這種環(huán)境主要由電子對(duì)抗環(huán)境、雷達(dá)環(huán)境、通信環(huán)境、光電環(huán)境、敵我識(shí)別電磁環(huán)境、導(dǎo)航電磁環(huán)境、民用電磁環(huán)境及自然電磁環(huán)境等構(gòu)成。每一類型的電磁環(huán)境又由不同類型的電磁輻射源生成，對(duì)不同的信息化武器裝備產(chǎn)生影響，進(jìn)而影響整體作戰(zhàn)。

二、復(fù)雜電磁環(huán)境模擬的重要性

電子戰(zhàn)裝備在復(fù)雜電磁環(huán)境下的性能測(cè)試是其研制過程中的重要內(nèi)容。然而，傳統(tǒng)的測(cè)試方法存在諸多局限性。全實(shí)物測(cè)試方法雖然最具說(shuō)服力，但成本高昂、風(fēng)險(xiǎn)大且測(cè)試結(jié)果不具備遍歷性，無(wú)法滿足裝備研制過程中的常規(guī)測(cè)試需求。而全數(shù)字仿真測(cè)試雖然運(yùn)行成本低、靈活便捷，但逼真度低，與實(shí)際環(huán)境差異過大，無(wú)法作為最終驗(yàn)證手段。因此，半實(shí)物模擬測(cè)試方法應(yīng)運(yùn)而生，它結(jié)合了前兩種方法的優(yōu)點(diǎn)，通過人為構(gòu)建高逼真度的復(fù)雜電磁環(huán)境，用于裝備性能測(cè)試。

三、基于數(shù)字化地理信息的復(fù)雜電磁環(huán)境信號(hào)模擬與發(fā)生技術(shù)

1. 復(fù)雜電磁環(huán)境模擬建模

復(fù)雜電磁環(huán)境模擬建模是半實(shí)物模擬測(cè)試的基礎(chǔ)。首先，需要對(duì)實(shí)際場(chǎng)景中的電磁信號(hào)成分進(jìn)行分類、分析，這些信號(hào)包括自然因素干擾信號(hào)和人為因素干擾信號(hào)。自然因素干擾信號(hào)主要源于雷電和靜電，屬于非可控因素;而人為因素干擾信號(hào)則包括無(wú)意干擾信號(hào)和對(duì)抗干擾信號(hào)，后者是模擬的關(guān)鍵內(nèi)容。

在建模過程中，需要針對(duì)脈沖雷達(dá)、干擾機(jī)、塔康(TACAN)、敵我識(shí)別器(IFF)、聯(lián)合戰(zhàn)術(shù)信息分發(fā)系統(tǒng)(JTIDS)等輻射源進(jìn)行建模。這些輻射源的表征內(nèi)容包括一般信息(如標(biāo)識(shí)、型號(hào)、用途等)、發(fā)射機(jī)信息(如型號(hào)、工作頻段等)和接收機(jī)信息(如型號(hào)、靈敏度等)。通常，采用脈沖描述字(PDW)對(duì)輻射源輻射信息進(jìn)行描述，包括脈沖載頻、脈沖寬度、脈內(nèi)調(diào)制、脈沖到達(dá)時(shí)間、脈沖到達(dá)角和脈沖幅度等。

2. 基于數(shù)字化地理信息的電磁信號(hào)傳播模擬

不同的地理環(huán)境對(duì)電磁波的傳播具有顯著影響。例如，淡水、海水、濕地、森林和建筑物等地理環(huán)境對(duì)電磁波的傳播具有繞射、反射、阻礙等衰減作用。根據(jù)具體環(huán)境的特性差異，如海水含鹽量的不同，每種類別地理環(huán)境所呈現(xiàn)的電氣性能各異，從而導(dǎo)致傳播模型參數(shù)變化繁復(fù)。

基于數(shù)字化地理信息的電磁信號(hào)傳播模擬技術(shù)，能夠綜合考慮地理環(huán)境對(duì)電磁波傳播的影響，通過數(shù)字化地圖數(shù)據(jù)，模擬電磁波在不同地理環(huán)境中的傳播路徑和衰減情況。這種技術(shù)為構(gòu)建高逼真度的復(fù)雜電磁環(huán)境提供了重要支持。

3. 復(fù)雜樣式信號(hào)發(fā)生技術(shù)

實(shí)際復(fù)雜電磁環(huán)境中信號(hào)樣式復(fù)雜多變，頻率覆蓋范圍大，調(diào)制帶寬高達(dá)GHz量級(jí)，同時(shí)擁有捷變頻特性。為了滿足這些要求，復(fù)雜樣式信號(hào)發(fā)生技術(shù)成為實(shí)現(xiàn)復(fù)雜電磁環(huán)境信號(hào)模擬的關(guān)鍵。該技術(shù)通過數(shù)據(jù)采集或數(shù)學(xué)建模的方法，計(jì)算波形數(shù)據(jù)，并基于波形發(fā)生技術(shù)產(chǎn)生實(shí)際電磁信號(hào)。

隨著數(shù)字矢量調(diào)制技術(shù)的發(fā)展，一系列復(fù)雜調(diào)制樣式的實(shí)現(xiàn)成為現(xiàn)實(shí)。電子裝備所用電磁信號(hào)所占用頻段不斷變寬，從高頻信號(hào)覆蓋到微波毫米波信號(hào)。同時(shí)，信號(hào)調(diào)制帶寬不斷加大，如新式合成孔徑雷達(dá)的調(diào)制帶寬達(dá)到GHz量級(jí)。此外，捷變頻性能顯著提升，某些信號(hào)雷達(dá)所用的調(diào)制信號(hào)的中心頻率捷變頻時(shí)間達(dá)到百納秒量級(jí)，在1秒鐘時(shí)間內(nèi)可實(shí)現(xiàn)數(shù)百萬(wàn)次頻率捷變。

四、技術(shù)優(yōu)勢(shì)與應(yīng)用前景

基于數(shù)字化地理信息的復(fù)雜電磁環(huán)境信號(hào)模擬與發(fā)生技術(shù)具有場(chǎng)景快速便捷構(gòu)建、測(cè)試遠(yuǎn)程可控、干擾信號(hào)多參數(shù)可控及干擾效果可評(píng)等優(yōu)點(diǎn)。這種技術(shù)不僅降低了測(cè)試成本，提高了測(cè)試效率，而且能夠?qū)崿F(xiàn)對(duì)復(fù)雜電磁環(huán)境的高逼真度模擬，為裝備性能測(cè)試提供了有力支持。

在實(shí)際應(yīng)用中，該技術(shù)可用于電子戰(zhàn)裝備的研制與測(cè)試、電磁兼容性研究及電磁環(huán)境適應(yīng)能力檢測(cè)等方面。通過構(gòu)建高逼真度的復(fù)雜電磁環(huán)境，可以全面評(píng)估電子裝備在復(fù)雜電磁環(huán)境下的性能表現(xiàn)，為裝備定型及部隊(duì)作戰(zhàn)提供可靠的數(shù)據(jù)支持。

五、結(jié)論

基于數(shù)字化地理信息的復(fù)雜電磁環(huán)境信號(hào)模擬與發(fā)生技術(shù)是電子戰(zhàn)領(lǐng)域的一項(xiàng)重要?jiǎng)?chuàng)新，它極大地推動(dòng)了電子戰(zhàn)裝備測(cè)試評(píng)估技術(shù)的發(fā)展。通過綜合運(yùn)用數(shù)字化地理信息、電磁信號(hào)傳播模型以及復(fù)雜樣式信號(hào)發(fā)生技術(shù)，該技術(shù)為構(gòu)建高逼真度、可定制的復(fù)雜電磁環(huán)境提供了可能，從而實(shí)現(xiàn)了對(duì)電子戰(zhàn)裝備在真實(shí)戰(zhàn)場(chǎng)環(huán)境中的全面模擬與測(cè)試。