雷达信号环境测量系统的设计与测试

针对复杂电磁环境特性认知与可视化的现实应用需求，设计了一套基于分层认知概念的雷达信号环境测量系统，实现了对外界多个雷达辐射源信号参数的感知测量，同时以二维坐标形式对测量过程中的各种物理量进行了分层可视化展示。该系统的设计实现期望能够为电磁环境感知、分析提供一种有效的技术方案参考。     

雷达装备二阶互调伪信号干扰效应预测模型

为掌握雷达装备的抗电磁干扰性能，需要对其进行全面的电磁环境效应测试与评估，为雷达应用及电磁防护加固提供技术支撑。从二阶互调电磁辐射伪信号干扰效应机理出发，引入效应指数的概念将复杂电磁环境适应性的多变量问题用单一变量表征，实现了雷达装备复杂电磁环境伪信号干扰效应的定量表征，建立了二阶互调伪信号干扰效应评估模型。以某型扫频连续波测距雷达为研究对象，针对受试雷达在试验中出现的二阶互调伪信号干扰现象，给出了模型参数的确定方法，提出雷达装备二阶互调伪信号干扰效应预测评估方法。实验验证结果表明：无论是改变伪信号敏感电平，还是在大辐射频偏、大互调频差范围内改变双频电磁辐射组合，采用普适性二阶互调伪信号干扰效应模型对受试雷达进行二阶互调伪信号干扰效应评估，评估误差均在2.5 dB以内，依据效应预测方法能够客观评估雷达装备二阶互调伪信号干扰。     

复杂场景下基于压缩感知的目标电磁散射与成像

研究了处于复杂场景下目标的逆合成孔径雷达(ISAR)成像问题。首先,建立了目标与复杂环境的电磁散射模型,采用计算电磁学的方法仿真得到了目标的雷达回波数据,进而充分考虑了背景噪声对雷达成像质量的影响。研究发现,目标所处的复杂背景会降低ISAR对目标的成像质量。其次,为减小仿真雷达回波数据所需的计算量,提出采用基于压缩感知(CS)的方法来对该场景进行成像,从而极大降低电磁仿真的计算点数。通过实验发现,在CS成像中,采用数据点使用率为0.4时所得到的成像质量可达到采用转台成像质量的效果。因此,采用基于CS的成像方法,可极大降低目标与场景的电磁散射计算复杂度,使得处于真实复杂场景下的目标电磁仿真和ISAR成像研究切实可行。     

“复杂电磁环境技术”专辑出版前言

正复杂电磁环境概念最早出现在军事领域,国军标中将其定义为"在一定的空域、时域、频域和功率域上,多种电磁信号同时存在,对武器装备运用和作战行动产生一定影响的电磁环境"。随着电子信息技术在军事、民用领域的广泛应用,各种电磁辐射体如雷达、通信、导航等功率越来越大、频谱越来越宽、数量成倍增加,使电磁环境的复杂多变在电磁空间表现得愈发突出和剧烈。这种复杂电磁环境也对现在电磁敏感度越来越高、具有电磁脆弱性的电子信息系统的效能、安全甚至生存构成严峻的挑战,对于武器装备的生存能力和作战效能构成了潜在的威胁,引起了世界军事强国的重视,特别是在当前实战化的背景下,复杂电磁环境问题,已成为各国关注和研究热点问题。     

舰炮跟踪雷达干扰试验环境构建条件分析

针对舰炮跟踪雷达复杂电磁环境下试验鉴定考核需求,在分析武器装备使用过程中面临的典型干扰环境的基础上,结合典型跟踪雷达技术特点,分析外场抗干扰飞行试验方案制定中应着重考虑的问题,作为典型实例,通过计算机仿真重点分析了干扰源方向对准对干扰效果产生的影响,理论分析及仿真结果对舰炮跟踪雷达抗干扰试验的环境构建具有一定的指导意义。     

机载预警雷达互扰分析

预警机组成编队时不同平台上的预警雷达间可能会有干扰产生, 因此需要研究预警机编队雷达电磁兼容问题;在分析预警机作战运用的基础上,建立了预警雷达在复杂电磁环境下的互扰模型,分别从干扰功率和探测距离两个方面对预警雷达相互干扰做了定量的分析,给出了预警雷达干扰计算方程并进行仿真验证;该模型能够在不需要设备进行试验的情况下对预警雷达之间以及同其他用频装备的干扰进行预测评估,从而对预警机的运用和电磁频谱管理提供有力的保障,保证预警雷达作战效力的发挥。     

雷达电子战组合仿真实现方法

针对复杂电磁环境下雷达电子战仿真发展需求,提出雷达电子战组合仿真方法。阐述了组合仿真基本理论,分析了构件化组合仿真开发模式,从仿真构件开发、测试、管理与组装等几个方面研究了实现技术。设计实现了雷达电子战构件化组合仿真的开发支撑工具,可用于降低组合仿真的开发难度,提高组合仿真的自动化程度。     

多普勒雷达测量电磁轨道炮内弹道速度

介绍了W波段多普勒雷达测量电磁轨道炮内弹道度速度的基本方法,并对口径30mm×25mm的串联增强型电磁轨道炮内弹道速度进行了实际测量。初步研究表明:雷达接收的信号易受到脉冲放电过程的干扰;雷达信号的信噪比取决于电枢与轨道电接触状态,在电源充电电压较低、接触面无电弧生成时测得了完整的内弹道速度,并与丝网靶和磁探针测量结果吻合;在较高充电电压条件下,由于电弧电接触产生的干扰,测速结果不够理想。     

超短波跳频电台复杂电磁环境适应能力评估方法

以某型超短波通信电台为例,分析了该电台工作于跳频组网状态时所面临的复杂电磁信号环境,在电台使用区域内,根据构成威胁电磁环境、目标电磁环境和背景电磁环境的各电子设备的频谱占用度、时间占有度、空间覆盖率的不同,提出了复杂电磁环境量化分级标准。采取实装构设与模拟仿真技术相结合的手段,分别构建了针对该电台的简单、轻度、中度和重度等不同级别的复杂电磁环境,并给出了电台对不同等级复杂电磁环境适应能力的初步评估结论。项目成果可为今后电子信息装备复杂电磁环境适应性的理论研究工作提供有益借鉴。     

电磁带隙结构在天线雷达散射截面减缩中的应用

 提出了一种使用电磁带隙结构来减小微带印刷对称阵子天线雷达散射截面的方法。该方法利用电磁带隙结构的带阻特性,使其能作为天线的地板,在带外(非谐振)时,电磁带隙结构对入射电磁波起滤波作用。仿真和实验的结果表明,电磁带隙结构能保证天线在带内辐射不受影响的同时,还大幅度地降低了天线带外的雷达散射截面。     

无人机智能电磁攻防技术

无人机在枯燥任务领域、恶劣环境任务领域和危险任务领域发挥巨大作用,由于其具有低成本、零伤亡、低费效比等特性,在现代战争中屡立战功。未来战争是智能化、信息化战争,人工智能在给无人机带来巨大变革的同时,系统运行的可靠性、安全性也越来越依赖于复杂电磁环境下信息的稳定传输与掌控。无人机在恶劣电磁环境下的生存能力、适应能力,乃至电磁制衡能力一定程度上引领信息化装备电磁攻防的发展趋势。综述无人机的电磁环境效应与电磁防护技术,阐述信息层面与能量层面的无人机电磁反制与电磁防护方法,以期从智能化角度实现无人机电磁攻防。     

无人机在复杂电磁环境下的效能评估

通过分析无人机的结构层次和研究复杂电磁环境对无人机的影响,建立了复杂电磁环境下无人机的效能评估指标体系,通过主观赋权法和客观赋权法得到各项指标的权重,针对评估指标的模糊性和不确定性,基于云理论的原理,实现一定条件下评估指标的定性与定量的描述,综合考虑了评估过程中的模糊性和不确定性因素,并利用评价云模型拟合出无人机在复杂电磁环境下的综合效能。结合实例模拟分析表明,复杂电磁环境下的无人机云效能评估模型,为复杂电磁环境下无人机的定量化效能评估提供参考。     

车辆强电磁脉冲环境适应性研究

近年来,随着大量用频设备的广泛应用,使得空间电磁环境日益复杂。复杂多变的电磁环境不仅会影响车辆的运用效能,而且会威胁车辆的生存能力。电磁环境对车辆的影响不可低估,尤其是强电磁脉冲,其破坏能力远远超过一般的电子干扰,会引起车辆的电子、电气元件的失效或损伤,严重影响着车辆机动与安全性能的有效发挥。将以某车辆为对象,较为系统地介绍车辆可能遭遇的强电磁脉冲环境、强电磁脉冲防护思路、车辆电磁环境效应分析以及采取的具体防护加固措施,以期提升车辆强电磁环境适应能力。     

电磁作战环境概念分析

从近年来热议的电磁频谱战入手,分析了此概念群的来龙去脉,并深入解读和分析了联合电磁频谱作战、电磁作战环境、电磁战斗序列与传统电磁环境等概念及其相互关系;从《军语》定义出发,透视了电磁作战环境的电磁环境结构,刻画了其对军事力量的电磁影响,揭示出电磁作战环境与复杂电磁环境具有情理之中的同构;通过案例也提醒人们电磁作战环境仍有意料之外的复杂性;最后,指出新老概念的辩证统一。     

北斗用户机复杂电磁环境适应性试验评估方法

为精确评价北斗用户机复杂电磁环境适应能力, 在分析北斗用户机工作机理及易攻击性的基础上, 构建了北斗用户机面临的战场复杂电磁环境, 进行了电磁干扰对北斗用户机信号捕获、跟踪环节影响的仿真和评估方法研究, 得到了某型北斗用户机定位成功率和通信成功率与电磁环境复杂度的关系, 对北斗用户机的推广应用具有重要的借鉴意义。     

JEMS-FDTD软件在运输机电磁特性仿真中的应用

复杂电磁环境的研究包括多方面内容,其中飞行器的电磁环境效应研究受到了较多的关注。随着计算机技术的飞速发展,利用数值模拟技术获得飞行器电磁特性已经成为飞行器电磁环境效应研究的一个重要手段。我们将自主研发的大规模并行三维时域全波电磁模拟软件JEMS-FDTD应用于运输机整机电磁特性仿真,计算并分析了飞机的电磁耦合散射特性,获得了飞行器在电磁脉冲照射下的时域/频域、近场/远场等电磁信息。计算中为保证精度采用了非均匀以及高阶FDTD计算技术。     

电磁耦合实验平台系统线缆束的电磁拓扑分析

复杂线缆束系统的电磁耦合分析,随着电磁环境的日趋复杂化,显得越来越困难。而高功率电磁辐射技术的发展,对具有复杂电缆束网络和电子设备的系统,带来了严重的电磁威胁。这从电磁攻击与电磁防护两方面,对复杂线缆束的电磁耦合分析,都提出了更加迫切的需求。由于复杂线缆束网络所涉及的几何空间的边界条件十分复杂,所以很难用时域有限差分(FDTD)或频域有限差分(FDFD)方法求解复杂线缆束网络系统的电磁耦合问题。我们在基于传输线理论,采用拓扑学中将空间按照拓扑结构进行分解的思想,建立了线缆束网络电磁耦合的拓扑模型,得出了计算复杂线缆束网络系统终端耦合电压与电流的计算方法,并给出了仿真计算实例用以验证电磁拓扑法处理线缆网络电磁耦合效应的有效性。     

复杂地理环境的图像分割及电波传播特性

复杂地理环境是电波传播不可避免的传播环境,不仅不规则地形会对电波传播产生影响,不同的地表媒质对电波传播也会产生不同的影响。为了使得电波传播特性的预测结果更加地准确有效,通过图像分割算法实现地表环境的简单分类,同时对不同的媒质赋予不同的电磁参数,并结合数字高程模型(DEM)数据,实现了既具有地形起伏信息又具有地表电磁环境参数的复杂地理环境建模。在此基础上,对地表电磁环境信息做了网格剖分处理,利用抛物方程(PE)模型对复杂地理环境下的电波传播特性进行了预测。