复杂电磁环境
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论复杂电磁环境的基本问题 pdf
复杂电磁环境是信息化时代中一个不可避免的问题,而针对这个
问题,论文是必不可少的研究成果之一。
电磁环境的复杂性在不同的
领域表现出来的形式也各异,但是总体来讲主要集中在以下三个方面。
一、电磁波的竞争和干扰
这是复杂电磁环境最直观的表现之一,会出现很多与之相关的问题,在通讯领域最为明显,引起的干扰也极为明显,例如无线电频率
的冲突,或是互相侵扰带来的干扰。
因此我们需要关注与处理这其发
生的原因和问题,并且设计合适的技术以应对这样的干扰,避免其对
网络带来的恶劣影响,提升信息技术系统的稳定性和可靠性。
二、电磁波的安全问题
电磁波的安全问题主要体现在通讯技术和保密领域。
传统通信方
式中,串谋者非常容易通过受信联接获取信息,现代通信技术中,数
据的安全性要求更加严格,数据传输的可靠性和保密性可能会受到各
种因素的影响。
因此,我们也需要针对这一方面提出相应的技术解决方案。
三、电磁波空间利用的可行性问题
随着科技的迅猛发展,许多国家的工业生产都采取了无线科技的
方式,这意味着电磁波空间利用的可行性也将成为一个问题。
未来的
科技会更加注重节约能源,环境保护以及无线能源的利用,因此我们
需要围绕这些问题,来提高电磁环境的空间利用率和管理可靠性。
总而言之,复杂电磁环境的问题在不同领域具有不同的表现形式,因此,在研究复杂电磁环境的问题时,最好确保我们对于我们关心的
问题所围绕的领域有一个清晰的界定,从而更有效地处理和解决问题。
同时,我们也需要关注世界上最先进的技术,提出对应标准,促进身
边复杂电磁环境的管理和治理。
复杂电磁环境及防护复杂电磁环境可以综合定义为:在某一空间内由时域、频域、空域和能量域分布复杂的多种电磁信号叠加,它对电子装备、火工品、燃油和人员等有不同程度的危害。
复杂电磁环境是综合性名词,主要用于顶层策划和宏观分析。
实质上电磁环境都是复杂的、动态的,在技术设计层面都应进行分解和分类,成为可描述的技术参数。
1.1 按电磁能量的来源划分有:(1)自然电磁现象和人为电磁现象(2)我方电子装备辐射和敌方电子装备辐射(3)无意电磁辐射(电磁兼容范畴)和有意电磁辐射(电子对抗范畴)1.2 按电磁场信号特性划分有:(1)随机或无规则波形(2)无调制波形(脉冲,连续正弦波)(3)调制波形(脉冲调制,模拟量调制)在电子装备使用过程中,使用方常常应用“复杂”这个词来形容装备附近的电磁环境,其原因是多方面的。
(1)电磁环境集成的不确定性电子装备在不同空间电磁信号的叠加是不确定的,电磁信号的组合受多种因素限制。
(2)电磁环境测量的不确定性电磁环境测量数据受时间,方向及频谱等因素影响。
测试结果具有统计特性,另外,在特定条件下,电磁干扰信号电平是很低的,例如雷达接收机极限灵敏度-110dBm,天线增益40dB。
其干扰信号用一般干扰测量仪或频谱仪是测不到的。
(3)未来战场上广泛使用电子对抗技术和强电磁脉冲技术,这些技术参数是不可预知的,并且攻防双方都应用可变参数。
为了进行电磁防护,提高电子装备的电磁生存能力,电子装备设计时需要对可能造成电磁干扰的电磁环境进行分类分析。
2.复杂电磁环境的分析2.1 电子对抗(电子战)和电磁环境效应内容的区别电磁环境效应是在能量域研究电磁能量对电子装备、军械等的影响。
主要涉及电子装备(含接收器通道外)对电磁能量敏感程度,并且要求对接收器通道内器件不损坏、不烧毁。
电子对抗是在信息域研究接收器通道内的电子对抗。
主要通过信号处理剔除干扰,当然也应用了信道捷变频,天线旁瓣对消等措施。
电磁环境效应包含了一些电子对抗的内容,但电子对抗有其独特的技术内容,两者有较大区别。
复杂电磁环境下电子设备抗干扰技术研究一、引言在现代社会,电子设备得到了广泛的应用,包括通讯、计算机、汽车、工业控制等领域。
然而,因为各种原因,电子设备在复杂电磁环境中难免受到干扰。
因此,电子设备抗干扰技术与应用成为了相关研究的重要一环。
二、电磁环境介绍电磁环境是指电磁场对周围介质的影响,包括电压、电流、电磁波以及辐射等因素。
电磁环境有很多种,包括业余无线电台、电力变压器、航空航天、电视台等。
这些电磁干扰的影响可能会导致电子设备的性能丧失,甚至失效。
三、电子设备抗干扰技术为了提高电子设备的性能和可靠性,需要采用一些技术来抵抗电磁干扰。
下面列举了几种常见的电子设备抗干扰技术:1.屏蔽技术:使用屏蔽材料将电磁场隔离开来,从而减少电磁干扰对电子设备的影响。
2.滤波技术:使用滤波器将干扰信号滤除,从而减小电磁干扰的影响。
3.接地技术:良好的接地可以降低电子设备的干扰水平。
正确的接地是抗电磁干扰的关键之一。
4.数字信号处理技术:通过数字信号处理技术对电路进行处理,可以抵抗电磁干扰对数字信号的影响。
5.故障监测技术:通过实时监测电子设备的故障信息,在电子设备受到干扰时进行实时修复,以保证电子设备的正常运行。
4、电磁兼容性测试要了解电子设备的抗干扰性能,需要进行电磁兼容性测试。
根据要测试的设备类型和测试流程,可以分为常规测试和专项测试两种类型。
常规测试是指对一般类型的电子设备进行测试,包括辐射测试和传导测试;专项测试则是指对一些特殊类型的电子设备进行测试,包括车载设备测试、医疗设备测试等。
为了保证测试的准确性和可重复性,需要采用合适的测试流程和测试设备。
在测试过程中,需要注意测试条件和测试环境对测试结果的影响。
同时,需要对测试结果进行分析和评估,从而确定电子设备的抗干扰性能是否符合要求。
5、电子设备抗干扰技术的应用领域电子设备抗干扰技术的应用领域十分广泛。
下面列举了几个典型的应用场景:1.军事领域:军事设备在战场环境中需要具备良好的抗干扰性能,以保证正常的指挥和通讯。
浅谈复杂电磁环境随着科学技术的发展,各种装备的日益现代化,微电子器件和电发火装置大量增加,现代化的机电系统的电磁敏感度越来越高。
另外,在高技术条件下,空间的电磁环境日益复杂,除雷电、静电等自然危害源之外,还有通信、雷达、电子战装备和定向能电磁脉冲武器、电磁脉冲炸弹等人为电磁危害源。
这些复杂多变的电磁环境,尤其是静电放电和高功率微波等快上升沿脉冲电流形成的电磁脉冲场,对装备的安全性乃至生存能力构成了严重的威胁。
因此,研究电磁环境效应及其防护对策,己成为当今各发达国家研究的重要课题之一。
1、电磁环境与电磁环境效应电磁环境是指存在于给定空间所有电磁现象的总和。
构成电磁环境的各种电磁危害源十分复杂,既有雷电、静电之类自然电磁危害源,又有雷达、通讯、广播、电子对抗等射频源和定向脉冲弹之类的人为电磁危害源。
这些危害源总体或某一种对装备或生物体的作用效果称作“电磁环境效应”( electromagnetic environment effects),一般简称为E3问题。
美国政府工作报告在1991年就强调指出:“应把电磁环境效应和每个武器系统的维修计划与集成化后勤保障计划放在同等重要的地位”。
此后,美国国防部还专门召开电磁环境会议,研究E3与信息战的问题。
目前,美军有世界上规模最大、设备最先进的陆、海、空三军电磁脉冲效应研究机构。
该研究机构着重于军事项目和暴露环境的研究,并对美军各种电磁辐射装备提出暴露标准。
科索沃战争和“911”之后的伊拉克战争都表明,美国十分重视用电磁炸弹和电磁脉冲武器打击重要军事目标和电台等民用设施。
可见,电磁环境效应尤其是电磁脉冲或高功率微波武器,在未来对各种电磁敏感系统的威胁是不可忽视的。
2、电磁环境的作用机理及其效应在电磁脉冲效应研究中,人们十分关注电磁脉冲的作用机理与效果,尤其是快上升沿的电磁脉冲对武器装备的影响具有奇特的作用。
实验研究表明,各种电磁危害源主要是通过能量的传导耦合或辐射耦合模式发生作用。
2装备指挥技术学院学报2008年1.1电磁环境与复杂电磁环境应定义为:电磁环境对军队、设备、系统和平台作电磁环境(electromagneticenvironment,战能力所产生的影响。
它包罗所有的电磁学科,EME)一般是指存在于某场所的所有电磁现象的如:电磁兼容性与电磁骚扰,电磁易损性,电磁脉总和E1。
21。
冲,电子防护、电磁辐射对人员、军械和挥发性材文献[3]中将电磁环境定义为:在特定的行动料的危害,以及闪电和沉积静电(P—static)等自然环境里军队、系统或者平台执行其规定的任务时现象效应,简称E3[6]。
图1是美军关于电磁环境可能遇到的,在各种频率范围内由辐射或传导的效应的示意图。
电磁发射(水平)功率和时间分布的结果。
它是电磁骚扰,电磁脉冲,电磁辐射对人员、军械和挥发.性材料危害,以及雷电和沉积静电等自然现象的综合。
前苏联《军事百科全书》对电磁环境的定义是:影响无线电装置或者其部件工作的电磁辐射环境。
规定区域内或者目标上的电磁环境,主要取决于无线电装置(及其部件)的数量、工作状态、挚!翟辐掣零妻竺:。
苎县要玲塑:,警孳量苎罂图l电磁环境效应示意图电子战双方在特定的感兴趣的区域内,由使用各自电磁能的电子战系统构成的信号和信号密度的1.3电磁骚扰与电磁干扰总和‘引。
国军标GJB72A一2002中将电磁干扰(elee-从未来战场可能遇到的电磁环境的构成和特tromagneticinterference,,EMI)规定为:任何能点来分析,基本上可以将战场条件下的电磁环境中断、阻碍,甚至降低、限制无线电通信或其他电定义为:在特定的战场空间内,对作战行动有影响气电子设备性能的传导或辐射的电磁能量。
的自然电磁现象和人为电磁现象的总和。
美军将电磁干扰定义为:任何中断、阻碍或降战场电磁环境的构成因素有很多,既有自然低、限制电子或电气设备工作效能的电磁扰动。
因素又有人为因素。
在人为因素中,既有有意电电磁干扰可以是有意的,如某些形式的电子战;也磁干扰,又有无意电磁骚扰,即在人为因素中,既可以是无意的,如寄生辐射与响应、交叉调制所产有军用电磁辐射,又有民用电磁辐射;既有我方电生的结果等口]。
复杂电磁环境主要是指:在一定的作战时空内,人为电磁发射和多种电磁现象的总合。
构成复杂电磁环境的主要因素有敌、我双方的电子对抗,各种武器装备所释放的高密度、高强度、多频谱的电磁波,民用电磁设备的辐射和自然界产生的电磁波等。
信息化战争多是从电磁场拉开序幕。
实施宽频域、多样式、多层次的电子干扰,是夺取制电磁权的基本手段。
海湾战争的“沙漠风暴”行动实施后,多国部队的多种电子战飞机首先升空,与其他电子对抗设备一起对伊军的电台、雷达和通信设备进行压制性干扰,使伊军的通信联络中断、电子设备失去作用,雷达显示器上一片杂波,从而为之后的获胜奠定了基础。
未来的信息化战场上,传统的夺取制空权,取决于夺取制信息权;夺取制信息权,基础是夺取制电磁权。
复杂电磁环境,是信息化战争的舞台,是信息化战场的基本特征。
推进机械化条件下的作战向信息化条件下的作战转变,必须深入研究复杂电磁环境下的作战问题。
信息化战争多是从电磁场拉开序幕,随着新军事变革的不断推进,战争形态由机械化向信息化演变的速度越来越快,复杂的战场电磁环境,正是战争形态演变的产物,并将随着信息化战争的发展而发展。
制电磁权成为制信息权的基础实施高强度、多方位、大纵深的电磁攻击,是夺取制电磁权的基本条件。
随着现代电子技术的迅速发展及其在空袭作战中的广泛运用,电磁攻击的威力空前提高,攻击方式增多,攻击平台多样,攻击速度加快。
可以想象,未来防空作战开始前,敌我双方进行侦察与反侦察、欺骗与反欺骗;作战过程中,进行干扰与反干扰、摧毁与反摧毁,必将构成极其复杂的电磁攻击环境。
多手段、全方位、立体化的电磁侦察,是夺取制电磁权的基本保障。
一方面现代侦察手段多样,可将空间技术、遥感遥测技术、微电子与光电技术和电子计算机技术等广泛应用于电子侦察领域,使电子侦察监视能力得到空前的提高。
另一方面现代侦察范围广泛,从侦察空域上,可以从太空到地面,从前沿到纵深,对作战空间地域实施全方位的侦察;从侦察频谱上,可以全频率范围进行有效的侦察、记录、分析;从侦察内容上,不仅可以查明对方电磁设备的战、技术性能,而且可以获得电子设备的类型、数量、方位、部署、武器系统的配备及其军事行动企图等重要情报。
复杂电磁环境监测评估系统实现1. 引言1.1 背景介绍随着电磁场环境日益复杂和频繁的变化,电磁干扰对人类生活和电子设备的影响越来越大。
在军事、民用航空、电力通信等领域,电磁环境监测评估系统的重要性日益凸显。
当前的电磁环境监测技术和设备已经无法满足对复杂电磁环境的监测需求,因此迫切需要研究并实现更先进、更精准的电磁环境监测评估系统。
在过去的研究中,针对复杂电磁环境的监测评估系统存在着很多问题和挑战。
例如,传统的监测设备对于电磁信号的频率范围、动态范围和精度都存在一定局限性;数据采集与处理技术方面也需要不断改进和优化;评估方法和指标的选择对系统的性能和准确性起着至关重要的作用。
因此,对于复杂电磁环境监测评估系统进行深入研究和探索,对提高电磁环境监测的准确性和可靠性具有重要意义。
1.2 研究意义电磁环境是指在某一区域或空间范围内存在的所有电磁场的总和,是人类生产生活中必不可少的一部分。
随着现代社会科技的不断发展,电磁环境越来越复杂,给人类的生产生活带来了许多潜在的危害与影响。
对复杂电磁环境进行监测评估变得至关重要。
研究复杂电磁环境监测评估系统具有重要的意义。
可以帮助人们了解周围环境中电磁辐射的分布情况,及时发现潜在的电磁辐射危害源,并采取有效的措施加以控制。
可以为相关部门提供科学依据,保障公众健康和环境安全。
通过系统的监测评估,能够为电磁环境治理提供重要参考,并推动相关技术的发展和应用。
研究复杂电磁环境监测评估系统的意义不仅在于保护人类健康和环境安全,还在于推动电磁环境治理的发展,为全面建设资源节约型、环境友好型社会提供技术支撑。
1.3 研究目的研究目的部分的内容可以包括:本文旨在设计并实现一种复杂电磁环境监测评估系统,通过对电磁环境进行全面监测和评估,提高对电磁辐射等环境因素的了解和控制能力。
具体目的包括:一、建立一个全面、准确、可靠的电磁环境监测评估系统,实现对复杂电磁环境的实时监测和数据采集;二、研究开发具有高效率和高精度的数据采集与处理技术,以实现对电磁环境数据的准确分析和处理;三、探索合适的评估方法与指标,对电磁环境进行科学评估和定量分析,为环境保护和管理提供科学依据;四、对系统进行性能测试与优化,提高系统的稳定性和可靠性,确保监测评估结果的准确性和可信度。
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。
复杂电磁环境下装备保障训练概论示例文章篇一:哇塞!一听到“复杂电磁环境下装备保障训练”这么个长长的名字,我就感觉脑袋有点晕乎啦!这可真是个超级难搞懂的东西呀!先来说说啥是复杂电磁环境吧!就好像我们在一个超级大的游乐场里,到处都是各种各样的信号在飞来飞去,有强的有弱的,有快的有慢的,乱得就像一群没头苍蝇到处乱撞。
这可把我们的装备给弄迷糊啦,它们都不知道该听谁的啦!那装备保障训练又是啥呢?这就好比我们的装备是一群勇敢的小战士,可是它们也会累,也会受伤呀。
所以我们就得教它们怎么变得更强壮,怎么在这么乱糟糟的电磁环境里还能好好工作,不被那些乱七八糟的信号给打败。
有一次,我们在训练的时候,那场面可热闹啦!老师大声喊着:“同学们,注意啦!这电磁环境就像一个大迷宫,我们得找到出路!”我心里直嘀咕:“这出路到底在哪儿呀?”旁边的小明也皱着眉头说:“哎呀,我都快被这些信号绕晕啦!”你说,这要是在真正打仗的时候,装备突然出了问题,那可咋办呀?这不就像我们跑步比赛,鞋子突然坏了,还怎么跑赢呀?所以呀,这个装备保障训练可太重要啦!我们得学会怎么检测装备是不是被那些电磁信号干扰啦,还得知道怎么快速修好它们。
这就好像医生给病人看病一样,得一眼就看出毛病在哪儿,然后赶紧对症下药。
老师还经常给我们讲一些例子,说以前就有因为没做好装备保障,结果吃了大亏的事儿。
这让我们更加明白,不把这训练搞好,那可不行!我有时候也会想,要是能发明一种超级厉害的工具,一下子就能把这些电磁干扰都给解决掉,那该多好呀!不过我知道,这可不是想想就能做到的,得靠我们好好努力学习,多多训练才行。
反正我觉得,复杂电磁环境下装备保障训练虽然很难,但是只要我们不怕困难,认真去学,肯定能把它搞定!让我们的装备在任何时候都能英勇作战,绝不掉链子!示例文章篇二:哎呀呀,“复杂电磁环境下装备保障训练”?这对我一个小学生来说,可真是个超级复杂的大难题!就拿我们平时的体育课来说吧,大家都知道要好好锻炼才能跑得快、跳得高。
复杂电磁环境下的电磁兼容性分析与研究跟随着现代科技的不断发展,电子技术的应用日益普及。
在一个不断连接的世界里,无论是家庭环境还是工业环境,各种不同类型的电子设备都被应用到了各种不同的情况中,从而形成了复杂电磁环境。
在这个环境中,电磁兼容性显得尤为重要。
那么,在这篇文章中,我将着眼于复杂电磁环境下的电磁兼容性分析与研究。
一、什么是电磁兼容性分析电磁兼容性(EMC)是确保电子设备在复杂电磁环境中工作正常的能力。
它通常定义为电子设备不产生干扰,不受到带电对象干扰和不会被环境电磁场干扰。
电磁环境包括电源电磁噪声、辐射干扰、接地规划和电磁波的耦合等方面。
电磁兼容性分析是针对电子设备进行的分析和测试,以了解设备是否可以在复杂的电磁环境中正常工作。
电磁兼容性测试将评估电子设备的电磁兼容性能,包括其抗电磁干扰和抗电磁场强的能力。
二、电磁兼容性测试的方法主要可以分为以下几种:1、辐射测试辐射测试主要是测试设备在自然或人造电磁环境下产生的辐射电磁干扰水平。
辐射测试的目的是为了确认设备在极端条件下的电磁兼容性能。
2、传导测试传导测试也被称作互模电感测试,通过测量系统中的电源、接地和信号总线的参数,来评估设备的电磁兼容性。
3、抗扰度测试抗扰度测试是为了评估设备的抗扰度性能,测试设备在振动、温度变化和电源电磁干扰等极端条件下的性能。
三、电磁兼容性测试中的常见问题在电磁兼容性测试中,常见问题,如:1、信号完整性问题测试中出现信号完整性的问题,可以通过增加屏蔽材料、增加屏蔽盖等方式来解决。
2、辐射问题在辐射测试中,出现干扰较高的情况时,可以采用增加地面平面积、减少信号线传导等方式来降低辐射干扰。
3、传导问题如果出现传导问题,可以使用衰减器或增加传导电线长度来降低传导干扰。
四、电磁兼容性测试的重要性随着各种电子设备的广泛应用,电磁兼容性的重要性将越来越明显。
在进行电磁兼容性测试前,可以避免电子设备的设计缺陷引起的问题,从而提高产品质量和稳定性。
复杂电磁环境
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、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构成的战场电磁环境称之为复杂电磁环境。
电磁环境是在特定空间内一切电磁现象的总和
1)空间维
2)时间维
3)频率维
4)能量维
5)密度维
6)极化维
测出一点各方向的电压幅度值进行分析,求均值01143525有用\01149441.pdf 雷达载波频率的实时测量有用\01356885.pdf
面向对象(在该电磁环境中受训部队的信息化武器装备和武器装备信息系统的效能发挥概率P)来判别电磁环境的复杂程度,在假定操作员水平大致相当的前提下预定义如下:如果P≤50% ,认定该电磁环境对于该部队而言为复杂; 如果50% < P < 80% ,认定电磁环境对于该部队而言较复杂;如果P≥80% ,认定电磁环境对于该部队而言简单。
运用证据理论有用\复杂电磁环境及其判断方法探讨.pdf。
复杂电磁环境基础知识一、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。
(三)信息化进程进一步加剧战场电磁环境的复杂化由于信息化在根本上是建立在电磁活动之上的,电磁空间是信息活动的主体空间,电磁活动是信息活动的主体表现形式,当今社会和军队的信息化进程不可避免地加剧了战场电磁环境复杂化。
复杂电磁环境对战争的影响及应对措施信息化战争条件下,由于交战双方投入了大量的信息化装备,从而形成电磁辐射源多样、干扰与反干扰共存的复杂电磁环境。
电磁侦察、电磁干扰、电磁攻击手段多样,类型繁多,面对如此复杂的战场电磁环境如何增强部队的作战、生存能力,对打赢信息化条件下局部战争具有十分重要的意义。
一、复杂电磁环境对信息化战争的影响1、频谱规划与管理在高技术条件下局部战争中,战场情况瞬息万变,各部队的指挥所、通信设备以及其他电磁辐射体的位置都不是固定不变的,电磁环境也随之不断变化,在某一时刻相互兼容的环境,在另一时刻可能就不再兼容。
因此,战场电磁频谱管理对情况的变化必须快速反应,快速分析。
迅速制定新的频率分配方案,尤其对于重点方向、重点作战部队要优先保障频率使用。
对于战场上出现的未曾预料到的复杂情况,不能拘泥于战前制定的方案,要灵活机动地加以处置。
海湾战争一开始,美军电磁兼容分析中心即向美军中央司令部提供了多国部队用于频率指配的数据库、海湾地区电磁环境资料和分析资料,并专门从国防部电磁兼容中心抽调专家到沙特,组成多国部队的频谱管理机构,实施及时有效的频谱管理和无线电管制,为多国部队制定作战计划、实施指挥控制和协同作战提供了可靠的保证,使无线电设备和武器系统的作用在复杂的电磁环境中得以有效的发挥,给伊拉克军队以重创。
2、电磁兼容电磁兼容是体系战斗力集成的一个重要因素。
各种武器系统和作战体系,可以说都是电子化武装起来的,从通信、指挥和控制、导航、雷达预警和跟踪、武器系统控制和数据处理等,除了系统内的兼容问题外,在一定的空间行动时都会有体系的电磁兼容问题。
如果不能很好地解决各体系之间的电磁干扰问题,就有可能使各个作战体系之间互相影响而抵消战斗力,甚至造成作战失利。
解决联合作战中的电磁兼容问题,既需要各军兵种的共同努力,从电磁兼容技术与战术上找到有效方法,也需要加强电磁兼容专业力量建设,为解决联合作战条件下电磁兼容所面临的新问题提供技术支撑。
复杂电磁环境
电磁波无时无刻不在影响着人们的生活及生产,电磁能的广泛应用,使工业技术的发展日新月异。
电磁能在为人类创造巨大财富的同时,也带来一定的危害。
无线通讯技术、电力电子技术、计算机技术等的高速发展及运用,导致电磁环境日趋复杂,复杂电磁环境泛指由密集、重叠、无序的电磁波构成的电磁环境。
一、概述
1、狭义的复杂电磁环境
复杂电磁环境一词,在军事领域用于特指作战时空内,人为电磁发射和多种电磁现象的总合,是信息化战争的舞台,是信息化战场的基本特征。
海湾战争的“沙漠风暴”行动实施后,多国部队的多种电子战飞机首先升空,与其他电子对抗设备一起对伊军的电台、雷达和通信设备进行压制性干扰,使伊军的通信联络中断、电子设备失去作用,雷达显示器上一片杂波,从而为之后的获胜奠定了基础。
未来的信息化战场上,传统的夺取制空权,取决于夺取制信息权;夺取制信息权,基础是夺取制电磁权。
复杂电磁环境,是信息化战争的舞台,是信息化战场的基本特征。
推进机械化条件下的作战向信息化条件下的作战转变,必须深入研究复杂电磁环境下的作战问题。
信息化战争多是从电磁场拉开序幕,随着新军事变革的不断推进,战争形态由机械化向信息化演变的速度越来越快,复杂的战场电磁环境,正是战争形态演变的产物,并将随着信息化战争的发展而发展。
2、广义的复杂电磁环境
电磁波作为一种特殊形态的物质,广泛存在于整个宇宙中。
电磁环境是指存在于给定场所的所有电磁现象的总和,是由各种电磁波构成的环境,具有空间、时间和频谱三个要素。
它由人为电磁环境和自然电磁环境组成。
电磁波无时无刻不在影响着人们的生活及生产,电磁能的广泛应用,使工业技术的发展日新月异。
电磁能在为人类创造巨大财富的同时,也带来一定的危害。
无线通讯技术、电力电子技术、计算机技术等的高速发展及运用,导致电磁环境日趋复杂,复杂电磁环境泛指由密集、重叠、无序的电磁波构成的电磁环境。
二、电磁兼容
与复杂电磁环境密切相关的,频繁使用的一个词就是“电磁兼容”。
电磁兼容(electromagnetic compatibility)是指设备或系统在共同的电磁环境中,能够一起工作而不影响各自功能的和谐状态。
电磁兼容的两个研究方向分别是降低电磁发射和提高抗干扰性能。
电磁干扰与传染病的传播非常类似,包括干扰源、传播途径、敏感设备三个环节,且三个环节缺一不可。
换言之,消除或降低干扰源的发射,切断或抑制传播途径,提高敏感设备的抗干扰能力均可有效的抑制电磁干扰,实现“电磁兼容”。
1、干扰源
干扰源的分类方法很多。
a、一般说来电磁干扰源分为两大类:自然干扰源与和人为干扰源。
自然干扰源主要来源于大气层的天电噪声、地球外层空间的宇宙噪声。
他们既是地球电磁环境的基本要素组成部分,同时又是对无线电通讯和空间技术造成干扰的干扰源。
自然噪声会对人造卫星和宇宙飞船的运行产生干扰,也会对弹道导弹运载火箭的发射产生干扰。
人为干扰源是有机电或其他人工装置产生电磁能量干扰,其中一部分是专门用来发射电磁能量的装置,如广播、电视、通信、雷达和导航等无线电设备,称为有意发射干扰源。
另一部分是在完成自身功能的同时附带产生电磁能量的发射,如交通车辆、架空输电线、照明器具、电动机械、家用电器以及工业、医用射频设备等等。
因此这部分又成为无意发射干扰源。
b、从电磁干扰属性来分,可以分为功能型干扰源和非功能性干扰源。
功能性干扰源系指设备实现功能过程中造成对其他设备的直接干扰;非功能性干扰源是指用电装置在实现自身功能的同时伴随产生或附加产生的副作用,如开关闭合或切断产生的电弧放电干扰。
c、从电磁干扰信号频谱宽度,可以分为宽带干扰源和窄带干扰源。
他们是相对于指定感受器的带宽大或小来加以区别的。
干扰信号的带宽大于指定感受器带宽的成为宽带干扰,反之称为窄带干扰源。
d、从干扰信号的频率范围来分
可以把干扰源分为工频与音频干扰源(50Hz及其谐波)、甚低频干扰源(30Hz 以下)、载频干扰源(10kHz~300kHz)、射频及视频干扰源(300kHz)、微波干扰源(300MHz~100GHz)。
工业自动化领域,工厂主要干扰源有高电压、大电流开关的闭合与分断产生的电弧放电干扰,交流高电压产生的强电场干扰,交流大电流产生的强磁场干扰。
斩波器、整流器、变频器、电机、变压器、调压器等均是工业现场的主要干扰源。
2、传播途径
电磁干扰传播途径一般也分为两种:即传导耦合方式和辐射耦合方式。
任何电磁干扰的发生都必然存在干扰能量的传输和传输途径(或传输通道)。
通常认为电磁干扰传输有两种方式:一种是传导传输方式;另一种是辐射传输方式。
因此从被干扰的敏感器来看,干扰耦合可分为传导耦合和辐射耦合两大类。
传导传输必须在干扰源和敏感器之间有完整的电路连接,干扰信号沿着这个连接电路传递到敏感器,发生干扰现象。
这个传输电路可包括导线,设备的导电构件、供电电源、公共阻抗、接地平板、电阻、电感、电容和互感元件等。
辐射传输是通过介质以电磁波的形式传播,干扰能量按电磁场的规律向周围空间发射。
常见的辐射耦合由三种:
a.甲天线发射的电磁波被乙天线意外接受,称为天线对天线耦合;
b.空间电磁场经导线感应而耦合,称为场对线的耦合;
c.两根平行导线之间的高频信号感应,称为线对线的感应耦合。
在实际工程中,两个设备之间发生干扰通常包含着许多种途径的耦合。
正因为多种途径的耦合同时存在,反复交叉耦合,共同产生干扰,才使电磁干扰变得难以控制。
3、敏感设备
敏感设备是对干扰对象统称,它可以是一个很小的元件或一个电路板组件,也可以是一个单独的用电设备甚至可以是一个大型系统。
三、前端数字化与复杂电磁环境
提问:
AnyWay前端数字化产品的抗干扰能力如何?
问题补充:
AnyWay的测试设备采用前端数字化和光纤传输技术,传输环节不受干扰,那么,其数字化前端如:SP系列变频功率传感器,DT系列数字变送器,DM系列分布式测试子站等本身抗干扰能力如何?
解答:
电磁环境日益复杂,电磁兼容是每一个仪器仪表厂家研究的一个重要内容,相比之下,AnyWay的数字化前端与电磁环境较复杂的一次线路直接相连,要求有更强的抗干扰能力,因此,电磁兼容性是AnyWay数字化前端的重要技术指标。
根据电磁干扰的机理,干扰源、传播途径、敏感设备是电磁干扰的三个环节中,做好每一个环节,都可有效的解决干扰问题,一般而言,作为测试设备,本身电磁发射一般可以忽略,而整改干扰源的工程量大,投资大,技术复杂。
因此,切断或抑制传播途径、提高敏感设备的抗干扰能力是测试设备抗干扰的主要研究方向。
在提高敏感设备抗干扰能力方面,AnyWay除了采用常规方法诸如:隔离、屏蔽、接地、滤波、接插件优化、专业布线等方法提高电磁兼容性能之外,在每一次技术革新或产品改型之后,都要依据IEC标准进行严谨的、全面的抗扰测试。
由于工业现场测试的大多数情况下,信号传输环节由用户处理,传感器、仪器仪表厂家只对自己的产品负责,因此,众多厂家都将抗干扰研究集中在提高敏感设备抗干扰性能方面,并通过相关的电磁兼容试验验证其电磁兼容性。
却忽视了电磁干扰的传播环节的技术研究。
通过切断传播途径,可以有效的抑制电磁干扰,正是AnyWay的前端数字化理念的基本指导思想。
图1采用前端数字化技术的WP4000变频功率分析仪适合各种复杂电磁环境下
的高精度测量
所谓电磁干扰,简单讲就是接收到了对系统有害的电磁波。
对于传导耦合干扰,切断了传输线路,干扰就被隔离了。
对于辐射耦合干扰,就像卫星电视接收节目(有用信息)需要专业的天线一样,接收到干扰(有害信息)同样需要天线,只不过后者的天线一般不是人为制造的,信号线、电源线、甚至是PCB板上的一个IC引脚,都可能成为接收有害电磁波的天线,相比之下,信号线由用户负责,未经专业处理,且线路形式、长度、阻抗、布线方式等等因数受现场使用条件限制,很难统一。
因而,传输线路成了最有效的接收电磁干扰的天线。
AnyWay的前端数字化产品,正是通过消除这一天线,截断电磁波的主要传播途径,有效抑制电磁干扰。