下载文档原格式
装备环境工程EQU IP MENT ENV I RONMENT AL ENGI N EER I N G第5卷 第1期 2008年02月战场复杂电磁环境构成分析李楠1,张雪飞2(1.通信指挥学院,武汉430010;2.东北师范大学,长春130062)摘要:阐述了战场电磁环境的基本概念,分析了战场电磁环境中人为电磁辐射、自然电磁辐射和辐射传播因素的基本构成,特别是对信息化战场电磁环境的复杂性作了进一步的分析和探讨,从而得出复杂电磁环境已成为夺取现代战争主动权的关键因素的结论,通过探索战场电磁环境的基本规律,推动战场电磁环境的建设,为更好地完成复杂电磁环境下的信息化作战与训练奠定基础。
关键词:电磁环境;电磁辐射;自然辐射;人为辐射;电磁脉冲中图分类号:O441.4;X123 文献标识码:A 文章编号:1672-9242(2008)01-0016-04收稿日期:2007-11-18作者简介:李楠(1981-),男,黑龙江宝清人,硕士研究生,主要研究军事通信装备技术。
C on s t itu t ion A n a lys is of C om p lica te d E le c t rom a gn e t ic E n v ironm e n t in B a t t le f ie ldL I N an 1,ZHAN G X ue 2fei2(municati on Conduct or College,W uhan 430010,China;2.Northeast Nor mal University,Changchun 130062,China )A b s t ra c t:The basic concep t of the battlefield electr omagnetic envir on mentwas elaborated .The basic fact ors of man -made elec 2tr omagnetic radiati on,natural electr omagnetic radiati on,and radiati on trans m issi on in battlefield envir on ment were analyzed .It wasconcluded that the comp lex electr omagnetic envir on ment had become the key fact or f or seizing active power of modern war fr om making further analysis and discussi on t o the comp lexity of infor mati on 2based battlefield electr omagnetic envir on ment .The pur pose was t o lay the f oundati on f or comp leting better the inf or mati on 2based battle and training fr om exp l oring the basic regulati ons of the battlefield elec 2tr omagnetic envir on ment and p r omoting the constructi on of the battlefield electr omagnetic envir on ment .K e y w o rd s:electr omagnetic envir on ment;electr omagnetic radiati on;natural radiati on;man 2made radiati on;electr omagneticpulse1 战场电磁环境的基本概念电磁环境通常是指存在于给定场所电磁现象的总和。
第1章绪论1.1 课题背景及意义任何作战行动都在一定的空间和环境中进行。
作战空间和作战环境是一个时代的科学技术、武器装备、作战方式和自然因素有机结合的产物。
当今时代，信息技术的迅猛发展及其在军事领域的广泛应用，孕育了新的战争形态——信息化战争，信息化战争中，交战双方大量使用电子信息装备，不仅数量庞大、体制复杂、种类多样，而且功率大，在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，造成在电磁信号时域上突发多变、空域上纵横交错、频域上拥挤重叠。
即信息化战争开辟了与陆海空天相并列的“第五维战争空间”——电磁空间，形成了与传统的社会、地理、气象、水文等并重的新的战场环境——战场电磁环境。
随着军队信息化进程的加快，战场电磁环境日益复杂，电磁空间的斗争空前加剧，并对军事活动产生着深刻的影响。
使得战场感知难、指挥控制难、支援保障难以及信息化装备作战效能难。
因此夺取制电磁权，成为夺取制信息权，进而夺取战争主动权的关键。
深入研究复杂战场电磁环境，对掌握信息化战争的主动权，打赢信息化战争具有重要意义。
1.2战场复杂电磁环境的相关研究现状战场电磁环境对于世界而言还是个全新的学科，各国对于战场电磁环境的认识与研究还有无限的提升的空间。
美国国防部认为，电磁环境(EME)是存在于防护区内的一个或若干个射频场战场，在2009年指出战场电磁环境是军队、系统或平台在指定的作战环境中执行作战任务时，可能遇到的在不同频段辐射或传导的电磁发射体的功率与时间分布的作用结果。
前苏联军事百科全书中指出，电磁环境是影响无线电装置或其部件工作的电磁辐射环境。
美、俄(苏)军方对于电磁环境概念的表述不仅限于一定区域内的电磁现象总和，更有时域、频域、空域、能量域“四域”特征方面的认识。
我国对战场电磁环境相关问题的研究起步较晚，且战场电磁环境概念在学术界还未统一。
其中具有代表性的观点是：战场电磁环境，就是指在一定的战场空间内，由空域、时域、频域、能量上分布的数量繁多、样式复杂、密集重叠、动态交迭的电磁信号构成的战场电磁环境。
战场复杂电磁环境视景仿真研究战场复杂电磁环境视景仿真研究0引言现代高科技战争是高技术条件下立体的、多维的战争，是现代化的武器装备、信息、技术、通信、侦察、网络、高级决策能力之间的较量。
在此条件下，人们使用了种类繁多，参数多变的电子辐射武器，导致了战场空间的电磁环境空前复杂、密集、交迭。
面对如此复杂的战场电磁环境，进行相关的数字建模和仿真，对分析战场电磁环境和加快电子战系统的研制进程，以及对电子战性能做出有效评估具有十分重要的意义。
目前战场仿真研究的热点是利用虚拟现实技术，适应多武器平台攻防对抗作战的仿真要求进行高逼真度的视景仿真，把未来数字化战场环境贴近真实地模拟再现。
战场电磁环境视景仿真是指运用计算机仿真、可视化计算、多媒体、图形图像等技术，实现复杂电磁环境条件下战场的逼真呈现，并为作战模拟、分布交互仿真等提供虚拟的战场环境。
战场电磁环境视景仿真就是以电磁辐射仿真为核心，为作战仿真系统提供环境支撑的应用系统。
1系统总体设计战场电磁环境视景仿真系统的主要功能是，通过战场电磁环境仿真系统，生成虚拟战场电磁环境，并在此基础上开展仿真实验，使其作为武器系统效能评估、电子战演练等军事仿真的参考依据。
根据战场中射频电子武器装备的布局态势，综合分析和预测不同工作频率的各辐射源在战场空间某点的频率和场强，用于生成电子侦察和电子干扰仿真计算所需的作战想定和虚拟战场电磁环境。
系统采用视景仿真形式，形象直观地显示辐射源的布局设置，获得虚拟战场复杂电磁环境的综合电子沙盘。
战场电磁环境视景仿真具备电子战驱动能力，可以从电磁辐射角度对仿真结果进行分析和推演，提供一定方案的电子战驱动能力。
同时，系统得出的相关数据，可提供策略方案判断，如：通信网络规划、雷达与干扰威力估算、测向估计、辐射源与测向台布置辅助、航路规划辅助等实际应用功能。
战场电磁环境视景仿真是多系统、多学科、多层次的交叉应用体系。
仿真系统总体设计主要由4个模块组成，分别是虚拟场景仿真、电磁模型建立、电子兵力生成和综合计算与分析。
复杂电磁环境“渐进式”构建的新方法俄罗斯乌克兰激战开启已半年，新型的战争装备，尤其是电子战装备得到广泛应用。
近日，乌克兰国防情报局发布乌军炮兵在扎波罗热前线罕见的击毁了一辆俄军的最先进的1L261“动物园”-1M反炮兵雷达。
在无人机画面中，乌军炮兵首发就精准命中了“动物园”-1M。
1L261”动物园“-1M雷达在战场上负责探测敌方的来袭炮弹，精准计算敌方炮兵阵地的位置，实时分享给己方火炮分队对敌方进行打击。
该雷达采用相控阵技术，可以同时跟踪多个目标，最多可以同时对12个目标进行定位且精度非常高。
这些能力使其不仅可以定位敌方阵地，还能为己方火炮提供校射服务，修正炸点，提高命中率。
这在战场上极具威胁，当然是重点打击对象。
不过，雷达一旦开机，就是显著的电磁波辐射源，如果未采用低截获概率（LPI）等技术，就容易被雷达侦察测向设备通过多点交叉定位的方式精确定位。
这次的俄军雷达小队可能就是被乌军侦察发现和持续跟踪，又缺少对于乌军无人机的告警和反制手段，所以被乌军无人机确认和击毁。
这个战例再次说明了，现代战场环境越来越复杂，不断涌现出大量新型电子侦察探测技术并且已经应用到新型电子装备中。
雷达要想提升自身的战场生存能力，必须提升其探测、抗干扰和低截获概率技术能力。
这些新的探测、抗干扰、低截获，以及侦察对抗等技术的实际应用效果，也需要通过大量试验来进行验证，但当前大量采用的外场试验方式虽然有效，却也面临着以下问题：•试验设备研制复杂度高；•算法工程化实现难度大；•外场试验协调难度大，成本高；•复杂电磁环境的覆盖情景有限。
因此，在信号层级上建立雷达以及雷达对抗装备信息交互的动态数字仿真环境平台是非常必要且急需的，同时也需要该平台具备灵活的扩展能力来应对不断涌现的新技术。
最后，因为仿真平台的构建是一个复杂系统工程，尤其对于小型研究团队，如果能够“渐进式”分步构建这个系统，将是最佳的选择。
怎样才能“渐进式”构建雷达对抗验证系统呢？面对这一需求，立思方公司基于软件无线电和认知无线电设计理念，采用高性能模块化硬件，构建了多功能、可重构、易扩展的柔性电子对抗仿真试验平台。
复杂电磁环境的若干探讨从陆战场到海战场，再从海战场到空战场，战争方式发生了由平面到立体的巨变。
而今，又出现了联合作战、体系对抗、精确打击等多种作战模式，他们所依赖的信息获取、传递、控制、干扰等，绝大部分要通过电磁波这个媒介完成，这些作战行动对电磁活动的依赖性越强，制电磁权的较量便越激烈，电磁活动空间在战场构成中的地位也越突出。
由电磁活动构成的隐形电磁空间的形成，成为与空间、地面和海洋并存的第四维战场。
由此而带来的无线电频率使用相互冲突、电子系统间相互干扰，已成为影响现代战争结局的一个不容忽视的课题。
1如何构建复杂电磁环境1.1复杂电磁环境的定义及其表现形式电磁环境，是指在传输媒质中存在的电磁场或电信号。
信息化战争中，交战双方大量使用电子信息装备，不仅数量庞大、体制复杂、种类多样，而且功率大，在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，造成在电磁信号时域上突发多变、空域上纵横交错、频域上拥挤重叠。
复杂电磁环境，就是指在一定的战场空间内.由空域、时域、频域、能量上分布的数量繁多、样式复杂、密集重叠、动态交迭的电磁信号构成的电磁环境。
从它的定义可以看出，复杂电磁环境是战场电磁环境复杂化在空域、时域、频域和能量上的表现形式。
1.2构建复杂电磁环境的方法构建复杂电磁环境，就是要力求构建接近实战的战场电磁环境，纵观外军训练中复杂电磁环境的构建方法，除了利用真实的武器装备外，还要大量依靠各类信号模拟器、计算机模拟技术、分布式交互仿真技术、以及能够模拟假想敌的部队等。
1.2.1利用真实的电子装备产生复杂的电磁威胁环境真实的武器装备始终是构建逼真战场环境的首选，电子装备也是如此。
但由于电子装备直接关系到战场上的制信息权，一般很难获取敌方的电子装备实体，通常是通过在战争中缴获或者从第三国购买。
1989年，德国统一使得北约波利冈电子战靶场获得了大量苏制SPN30和SPN40地形匹配雷达干扰机等系统，使之一举成为北约靶场中承担针对苏式防空训练任务的主要基地。
战场电磁环境战场电磁环境摘要：电磁波已经成为战场信息的最佳载体和重要媒介，电磁环境成为从根本上决定和影响其他战场环境要素发挥作用的锁钥。
在着重分析了当前复杂电磁环境下战争的特点的前提下，分析其发展趋势。
进而根据自己的观点提出了应对的方法。
指出了为应对复杂战场电磁环境，军队的发展方向。
关键词：战场；电磁；通信；对抗；信息化一、复杂电磁环境的概念复杂电磁环境，是在有限的时空里，一定的频段上，多种电磁信号密集、交叠，妨碍信息系统和电子设备正常工作，对武器装备运用和作战行动产生显著影响的战场电磁环境。
二、复杂电磁环境的形成（一）电磁应用活动是电磁环境形成的基础电磁应用活动是以电磁波辐射、传播、接收为基础的各类使用电磁波的军用、民用活动，以及科学实验与研究行为。
在电磁应用领域，将电磁波按频率或波长的顺序排列起来就构成了电磁频谱。
无线电波和光波，包括X射线等都是电磁波，只是频率或波长有很大不同。
无线电波主要用于通信，是人类电磁应用活动最早涉足的领域。
1904年日俄战争双方都使用了无线电。
雷达广泛应用于军事、国民经济和科学研究等领域的电子技术设备。
1935年英国设计了世界上第一部实用雷达。
70年代以来，光波通信和激光制导、测距等广泛应用于战场，拓展了战场电磁环境的范畴，尤其是大功率激光的运用，使战场电磁环境向更深层次发展。
（二）电子对抗活动促使战场电磁环境向复杂演变通信对抗、雷达对抗、光电对抗是电子对抗最基本也是应用最为广泛的三个专业。
通信对抗是采用干扰信号或干扰噪音减弱敌方的通信能力，或施放假信号欺骗迷惑敌人的通信联络。
它的原理如同日常生活中当一个人在不太嘈杂的场合和你说话时，你就能听得见；但是当若个人同时和你说话或者环境噪声很大时，你就很难听清。
雷达对抗主要有以下方式：有源干扰、无源干扰、目标隐身、反辐射摧毁。
光电对抗主要方法有激光干扰、激光毁坏，施放烟幕、水幕，进行光电隐身和施放红外诱饵等等。
战争时期，由于电子对抗手段的大量应用，电磁环境呈复杂多变的状态，各种电子对抗行动，都要通过电磁环境为媒介来实施和达成，必然促使电磁环境更加复杂。
