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43引言随着信息技术在军事领域的迅猛发展，电磁空间成为一种新的战场环境，是海陆空天四维战场空间之外的第五维空间[1]。
在信息化战场上，交战双方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，造成在时域上突发多变、空域上纵横交错、频域上拥挤重叠的复杂电磁环境，严重影响武器装备效能发挥、通信指挥管理和部队作战行动开展[2,3]。
信息化装备，特别是通信指挥系统如何应对复杂电磁环境带来的挑战成为各级关注的焦点。
1 复杂电磁环境对装备通信指挥系统的影响分析1.1 电子装备使用效能降低在现代信息化战场环境下，各类电磁背景噪声不断增多，电磁频谱占用度不断提高，对装备通信指挥系统造成较大影响。
一是装备使用稳定性降低。
在复杂电磁环境下，无线通信传输距离缩短，传输数据中断率上升，各型用频装备之间容易发生自扰互扰。
如，短波超视距雷达使用时占用带宽较长，可能影响各种武器系统的短波电台通信频点。
二是装备信号传输可靠性降低。
复杂电磁环境下通信噪声增大，数据传输误码率上升，通信传输可靠性下降。
三是通信传输时效性降低。
复杂电磁环境下信号联通率降低，导致传输速率下降，难以满足信息化战争大数据量传输的需要。
1.2 信息安全防护要求更高信息化战争中，通信指挥系统极易遭受敌方从地面、空中实施的电磁干扰和反辐射武器攻击。
敌军电子战分队，可对我装备指挥系统通信网实施窃听、干扰、冒充和定位，对我计算机网络无线注射病毒进行攻击，对我指挥平台的文件数据进行删除、篡改，严重影响通信指挥系统正常运行。
此外，敌方全时空、多层次、大纵深的侦察干扰也会对我通信系统运行造成威胁，对我装备通信指挥系统信息安全防护要求进一步加大。
1.3 电磁频谱管控难度增大频谱管理是制电磁权的关键，战场电磁频谱管理贯穿于信息化战争的全过程。
当前，基层部队大多只能进行电磁环境的监测，频谱管理能力较弱，难以实时、科学、有效分配管理频率。
浅谈复杂战场电磁环境条件下无线抗干扰通信技术发布时间：2021-06-15T10:35:21.297Z 来源：《科学与技术》2021年第29卷2月5期作者：宦爱奇、盖俊峰、李启超[导读] 阐述了复杂战场电磁环境的本质内涵和主要特点，分析了当前无线抗干扰通信技术的发展现状及发展趋势宦爱奇、盖俊峰、李启超中国人民解放军91206部队山东省青岛市 264000摘要：阐述了复杂战场电磁环境的本质内涵和主要特点，分析了当前无线抗干扰通信技术的发展现状及发展趋势，提出了加强无线抗干扰通信技术的建议，对无线通信抗干扰技术的创新发展具有指导作用。
关键词：复杂战场电磁环境；无线抗干扰通信技术；通信抗干扰；随着信息通信技术迅猛发展，战场电磁环境愈发复杂，相较于有线通信，无线通信系统因不具备封闭性的特点，容易遭受敌方的干扰。
近年来无线通信技术在军用领域中日益成熟，各型装备、设备数量不断增多，无线频谱资源拥挤紧张，加之现代信息技术在通信对抗装备上的推广和应用，无线通信受到电子对抗的干扰威胁愈发严重。
为夺取信息优势，获得战场主动权，如何在复杂战场电磁环境下开展稳定、可靠的抗干扰通信已成为当前研究的热点话题。
一、复杂战场电磁环境主要特点复杂战场电磁环境本质上是大量传导消息载体的电磁能量的集合，具有典型的“四域”特征，具体内涵是由空域、时域、频域、能域上分布的种类庞杂、动态多变、层叠交错的电磁信号形成的一种环境氛围。
复杂战场电磁环境的形成与演变，已逐渐变成决定未来信息化战争走向的关键因素。
随着各国军队信息化进程的加快，战场电磁信号呈现出“突进式”“跨越性”的增长，未来信息化战场电磁环境也随之变得愈发复杂、多变。
[1]当前，复杂战场电磁环境主要有以下4个特点：1.空域上纵横交错、无影无形。
除自然体发射、反射的电磁信号外，来自敌对双方的不同作战平台的电子设备辐射信号交织错杂，在空间上形成交叉重叠的战场电磁态势。
2.时域上连续持久、集中爆发。
235学术论丛复杂电磁环境下潜艇甚低频通信实现方法李帅中国人民解放军92665部队海军潜艇是国家重要的核威慑力量和海上突出兵力，为了提高隐蔽状态下的生存能力和突然袭击效果，潜艇需要较长时间的水下待命。
作为潜艇天然屏障的海水，由于具有相对较高的导电率，潜艇在避开了各种高新技术探测的同时也屏蔽了对自己有用的指挥信号，形成潜艇指挥通信的致命弱点。
因此，如何提高通信效能和通信抗干扰能力，增加潜艇通信距离和通信深度成为潜艇通信的世界性的难题。
我军目前对潜通信系统的通信保障能力比较弱，现有舰队级长波台功率小、效率低，仅仅能够保障近海潜艇战术训练需要，无法实现远距离通信。
所以在战时敌大功率台实施同频干扰时，根本无法保证对我方潜艇的可靠指挥通信。
针对现有通信条件，本文探讨了复杂电磁环境下潜艇甚低频通信抗干扰能力的方法。
1多台同频联合发信利用同步网控制各发射台定时同频发射信号，各发射台之间有一定时延，这个时延可以使各接收信号独立互不相关。
然后通过时延控制、信道参数估计、解扩、信号合并等步骤使接收信号有效叠加。
由于各发射台对接收机的方位不同，接收端需要采用全向天线。
在接收时刻接收到延时信号，通过对导频信号进行信道参数估计得出参数，然后与解扩信号加权，最后各支路按一定的方式进行合并。
延时分集技术实际上是人为将窄带频率非选择性衰落信道变成频率选择性信道，然后利用类似的RAKE 接收技术收集信号。
如果按理想情况接收到的多发射台信号经处理后相位完全对准，两路信号叠加时最多可以获得3dB 增益，三路叠加可获得4.8dB 增益。
这在甚低频通信中可以大大增加有效传播距离，改善接收信号质量。
2多台异频联合发信目前，我军甚低频对潜发信值班采用的是单台、单频、定点发信，受电离层随机变化及大气噪声的干扰，很容易造成潜艇收信的错报、漏报。
如果采用多个台在不同频率上同时进行发信的方式，潜艇在接收某个台的信号发现无法收信或收信效果不好时，可立即调整频率和潜艇航向，接收其它台发出的信号，保证对潜通信的可靠性。
复杂电磁环境下的作战分析朝鲜半岛作战—空天战场电磁环境对抗分析摘要：信息化战争是“陆、海、空、天、电”五位一体的联合作战，电子战将贯穿战争全过程。
面对骤然趋于紧张的朝鲜半岛局势，半岛周围各国都开始着手战事，战争的气息也越来越浓。
文章以入朝作战为平台，分析了战场电磁环境中人为电磁辐射、自然电磁辐射对空天战场的影响，同时根据这些因素对空天通信系统形成的干扰提出了相应的抗干扰措施，特别是针对可能存在的第三方力量的介入，分析其掌控能力，并作出相应的应对措施。
关键字：电磁环境；空天战场；对抗；影响当今世界，依托高技术有时和信息化武器装备进行电子对抗，已经成为交战双反达成作战目的的基本途径和惯用手段。
由于军事领域电磁能源的应用日趋广泛，使得空天战场环境发生了重大改变，出现了继陆、海、空、天等传统战场后的新要素——电磁环境。
电磁环境通常是指存在于给定场所点此现象的总和。
战场电磁环境则是之一定的战场空间内对作战有影响的电磁活动和现象的总和，记载一定的战场空间内，由空域、时域、频域、能量上分布的数量繁多、演示复杂、密集重叠、动态交叠的电磁信号构成的电磁环境。
和战场其他诸多环境相比，电磁环境是空天战场环境中更为重要的组成部分。
因为现代战争已经进入信息化，对于空中作战队伍来说，战场电磁环境是战场通信、雷达、计算机、光电设备的信号环境，更是电子对抗的信号环境。
由于电子信息化设备的普及和使用，现代战场上电磁辐射源及点此信号变得高度密集，辐射源多样，辐射信号种类繁多，导致了试下作战中复杂的电磁环境。
出军事环境外，在民用广播、电视、通信及雷达形成的电磁环境和自然界中存在的电磁环境作用下，我军作战的空天战场均会受到严重干扰。
处在这么一个人为与自然、敌方与我方、对抗于非对抗的各种电磁信号交织形成的电磁环境中，我空军地空通信、空空通信都必将受到各种各样的干扰，致使我军战力有所下降。
由以上这些，电磁环境给我们的映像很朦胧、很抽象，为了能够生存于如此纷繁复杂的电磁环境中，认识复杂电磁环境具有十分重要的意义。
复杂电磁环境下的军用通信系统测试现代军事的复杂环境-五维战场“陆、海、空、天、电磁”Page 2Page 3复杂电磁环境下的军用通信系统Radar & EW 雷达和电子战SIGINT 侦察Sat Comms 卫星通信Mil Comms 军用通信Agilent 复杂电磁环境下的军用通信系统测试解决方案1月20-21日，成都2010 安捷伦测试测量大会4•复杂电磁环境的软件仿真•复杂电磁环境信号模拟和产生以及信道模拟•复杂电磁环境监测与信号分析•复杂电磁环境下的EMCAgilent ADS 仿真平台PXB 信道仿真平台EMC 测试PXA 信号分析仪黑鸟信号监测Page 5复杂电磁环境和复杂信号模拟Agilent ADS 仿真平台实际信号捕获复杂环境信号产生软件仿真设计基于仪表的半实物仿真验证单元电路的研制和测试整机的研制调试和测试数字电路射频微波电路单元电路测试仪表电子系统整机测试系统数字信号源N5102A矢量信号源E8267D 信道失真信号源N5106A 宽带矢量分析仪89650A 逻辑分析系统16800A模拟信号微波和IQ 数字信号完成系统方案设计，分系统指标规划，单元电路设计等功能通过仿真软件和通用仪表连接，完成电子系统半实物仿真验证，完善电子系统设计方案。
单元电路的实现和测试，测试仪表提供完整测试和分析能力。
电子系统实现，测试系统提供完整测试和分析能力。
对仿真设计方案的验证和完善。
Agilent 复杂电磁环境下的军用通信系统测试解决思路ADS系统级电磁兼容仿真、半实物测试Page 7系统平台设备确定关联关系确定干扰对场耦合路耦合天线隔离（时间、空间、极化等）设备抗电磁干扰效能分析路干扰设备抗电磁干扰效能分析射频前端非线性发射机带外杂散接收机寄生通道受到卫星干扰的雷达系统雷达发射机雷达目标模型卫星干扰雷达接收机雷达信号处理机ADS 提供的信号分析功能Barker 相位编码雷达信号的相关处理标准的频域，时域等分析功能 ADS 对89601A 矢量分析软件的调用 任意定义的分析处理算法•复合调制信号的解调处理•任意扩频调制信号的解扩处理•误码分析•Matlab 处理算法的嵌入•其他语言开发算法的嵌入用户界面层Matlab 计算信号波形数据，Matlab 的设计可嵌入ADS 平台利用Agilent 频谱仪或示波器实际采集信号的波形文件E8267D 微波源N8241A 宽带基带信号发生器N5106A合成宽带矢量调制信号或多路相参信号ADS 软件进行复杂信号仿真计算新标准信号信号建立设计层硬件输出层被测件信号设置软件界面被测试设备数字IQ 输出接口模拟IQ 输出接口中频，射频微波输出接口Agilent 复杂电磁环境和矢量信号产生利用Agilent 黑鸟（海量存储器）捕获和记录信号仪表内置或外置的信号合成功能GPIB /LAN方式1：E4438C 或E8267D 矢量信号源•频率范围为：6GHz(E4438C),20GHz(E8267D)•调制带宽为：80MHz•用户界面：Bti 数据，IQ 波形数据，模拟IQ 信号方式4：N5106A 多径衰落信号源•基带信号带宽：120MHz•输出信号路数：最多4路（可配置）•失真处理能力：叠加噪声，多径衰落，多普勒频移•用户界面：IQ 波形数据，微波射频信号方式3：E8267D ＋N8241A 宽带任意波发生器•频率范围:20GHz•调制带宽为：1GHz 或350MHz •用户界面：IQ 波形数据外IQ 输入方式2：N8241A 宽带任意波发生器•DAC 采样率：1.25GHz,量化位数：15•调制带宽为：500MHz ，1GHz(IQ 信号)•用户界面：IQ 波形数据方式5：N5106A ＋E4438C/E8267D 信号源•输出信号形式：射频微波信号•失真处理能力：叠加噪声，多径衰落，多普勒频移Agilent 复杂电磁环境和矢量信号产生仪表Page 121、通信信号模拟系统1、可产生各种非标准制式的通信信号2、可产生扩频信号及宽带跳频信号3、N8241A 最新开放的DDS 和动态排序功能，满足捷变频信号和动态信号合成要求3、可完成各种干扰信号、宽带噪声信号等环境信号的模拟；4、可完成信号多径衰落及多普勒频移的模拟Agilent 复杂电磁环境和矢量信号产生1N8241A Wideband AWGAgilent复杂电磁环境和矢量信号产生22、多路相参MIMO信号合成Page 13Agilent复杂电磁环境和矢量信号产生33、外场实际环境信号模拟系统N6820E侦查接收机完成实际环境信号长时间记录PXA信号分析仪和E8267D矢量信号源完成实际环境信号捕获和回放Page 14宽带矢量调制信号合成E8267D矢量信号源E8267D提供宽带IQ调制能力E8267D输出频率：20G/40G可选调制带宽配置：1.6GHz(选件HBR)300MHz(选件：HBQ)2GHz（选件016）N6030A (PXI) or N8241A (LXI) 宽带任意波发生器1 GHz I/Q 带宽单通道500 MHz 中频采样率1.25 GS/s，DAC 15-bit1GHz带宽切换速度在纳秒级1GHz带宽的相参信号宽带数字调制信号合成和分析举例被测信号频率：18GHz调制信号：300M速率，QPSK 信号带宽：300MHzEVM测试结果：2.35%被测信号频率：20GHz调制信号：1G速率，QPSK 信号带宽：1GHzEVM测试结果：5.7%信号建立仪表：N8241A+E8267D,信号分析仪表：DSA90000A宽带矢量分析仪©Agilent Technologies, Inc. 200917存储波形文件参数的实时控制测试要求模拟参数会动态变化的信号•中心频率Center frequency•脉冲间幅度Pulse-to-pulse amplitude •多普勒频移Doppler shift•线性调频参数Chirp waveforms •小带宽信号的时间建立长度Allows low data rate comms with much longer unique playback•雷达波束扫描和多普勒频移的模拟雷达回波信号的幅度，相位，频率会随着目标变化而变化Radar Return #1Radar Return #3Radar Return #2©Agilent Technologies, Inc. 200918实现方式•硬件控制FPGA Control (not memory)•实时对存储波形的相位，幅度和频率进行调整特点和应用•扩展信号建立的时间长度Outside of waveform memory •独立对信号的幅度，频率和相位进行控制Independent phase, frequency, and amplitude adjustmentN8241A 的DDS 功能说明©Agilent Technologies, Inc. 200919N8241A 的DDS 功能使用©Agilent Technologies, Inc. 200920测量挑战–实时控制播放的信号波形–实时控制信号播放的序列功能说明通过16Bit 物理接口来完成播放信号波形的排序，可以支持8000个波形文件的播放排序。
特点和应用–雷达目标模拟Radar Target Simulation–实现频率捷变Frequency Agile Control–精确的系统同步控制Precise system synchronizationprovides for compliance and stress testingWaveforms up to 32k SegmentsSequences 32k Entries Scenarios 16k Entries 16 bit parallel portN8241A 的动态排序功能Dynamic Sequencing (Option 300)4载波复杂调制信号合成BPSK 调制信号QPSK 调制信号MSK 调制信号跳频信号ADS完成信号建模和波形计算，E8267D完成信号合成建PXA信号分析仪完成信号分析21受到跳频干扰的QPSK 信号的频谱特性选定时间区间的信号频谱跳频干扰信号出现的时间区域受到跳频干扰的QPSK 信号的调制特性受到干扰的调制信号矢量图分析调制误差时域分析没有受到干扰时间段误差较小受到干扰时间段误差较大受到干扰的调制信号频谱分析没有受到干扰的调制信号频谱分析没有受到干扰的调制信号矢量图分析Agilent N5106A PXB MIMO 接收机测试仪业界领先的基带性能•个基带信号发生器（BBG）•120 MHz 带宽和512 MSa 的存储深度（每个BBG）•支持模拟和数字I/Q输出MIMO•单机实现2x2，2x4，4x2MIMO系统•使用Agilent现有的RF和数字仪表实现RF和数字的输出Fading•高达8路的实时衰落器•高达120MHz的实时衰落带宽•高达24条衰落路径/衰落器Signal Creation Software•支持多种制式信号产生•LTE, WiMAX, W-CDMA, GSM/EDGE•Matlab，C#Page 24na微波射频输入MXG 信号源数字IQ 输入数字信号波形PXA/MXA 数字化频谱仪模拟IQ 输出数字IQ 输出射频IQ 输出输入接口多径环境处理输出接口N5106A 多通道基带信号源SystemVue软件Matlab 软件Signal Studio 软件N5102A 数字接口N5102A 数字接口Agilent 信道模拟系统•N5106A完成基带信号失真处理•多输入接口和多输出接口，包含射频，数字IQ，模拟IQ和波形数据接口微波射频信号模拟IQ 或基带信号射频或多通道信号16900A 逻辑分析仪89610A+MXA 基带矢量分析仪90000A 宽带示波器+N5280A 宽带下变频89650A 微波矢量分析仪Agilent 复杂电磁环境监测和信号分析用户系统（电子对抗系统、雷达和通信导航系统…）数字基带信号设备EMC EMI 测试系统测试环境监测E6820A 黑鸟信号监测系统Agilent 电磁环境监测系统—黑鸟1月20-21日，成都2010 安捷伦测试测量大会271.快速频谱测量2.新能量检测（电平、电磁谱背景、噪声自适应、用户自定义判决工具）3.新能量数据库功能，简化频谱监测结果分类4.多条件报警功能及多告警任务功能5.数字下变频功能，进行96通道窄带信号处理6.时域和频域数据记录功能，数据文件兼容其它信号分析软件，支持软件、硬件回放7.自动调制识别、特征搜索（USD ）8.长时间记录回放9.开放的硬件、软件平台，便于用户编程定制功能和系统集成10. 与89601矢量信号分析软件配合，进行信号的测量与分析Agilent 黑鸟N6820E 的主要特点Agilent 黑鸟N6820E 长时间记录选件----WRP5.12 TB, 1U Disk ArrayHFIF BW Hours 32 MHz 8.6816 MHz 17.368 MHz 34.724 MHz69.44V/UHF IF BW Hours 36 MHz 7.4918 MHz 14.979 MHz 29.944.5 MHz59.8816 TB, 2U Disk ArrayHFIF BW Hours 32 MHz 27.1316 MHz 54.258 MHz 108.514 MHz217.01V/UHF IF BW Hours 36 MHz 23.3918 MHz 46.789 MHz 93.574.5 MHz187.13Agilent 信号分析仪表16900A 逻辑分析系统1）对数字信号进行采集2）完成信号的状态和定时分析3）利用矢量分析功能完成对数字信号的频谱，时域和调制分析4）采用动态探头技术方便对EPGA 的分析测试4）对采集的信号数据具备文件存储功能MXA 基带、射频矢量分析仪1）完成对IQ 信号或基带信号的采集和存储2）分析带宽可到40M3）利用矢量分析功能完成对数字信号的频谱，时域和调制分析4）提供ADC 处理后信号的数据输出接口5）对采集的信号数据具备文件存储功能DSA91304A 宽带示波器1）完成对单通道或多通道信号的采集和分析2）信号时间参数的测试3）利用矢量分析功能完成信号调制参数测试3）40Gsa/s 的采样速率。
