认知作战与战场电磁作战环境智能表征

围绕战场电磁作战环境智能表征问题,首先从认知这一概念切入,去理解作战艺术与认知作战的关系,并将电磁域作战与电磁频谱作战、电磁频谱作战与陆、海、空、天、网络联合作战紧密联系在一起;进而通过认知科学与人工智能视角,厘清了联指三类作战态势图构建与运作对电磁目标和战场电磁环境要素和表征的要求;针对电磁域作战全过程各任务阶段各层级人员认知水平,分析了战场电磁作战环境的分层认知与智能表征的内涵与关系,并对战场电磁作战环境智能表征问题在宏观上进行了把握。     

武器装备全寿命复杂电磁环境试验与评估方法

介绍了业内普遍接受的电磁环境和武器装备电磁环境效应概念,以及美军电磁环境效应试验的相关内容和理念,说明了电磁环境效应问题与复杂电磁环境问题的关系与本质。通过对复杂电磁环境的分解,从数学上给出武器装备复杂电磁环境适应性试验与评估的理论方法,这种方法在实施效益上具有全面性、完整性、通用性和可操作性,试验与评估结果具有客观稳定性。结合武器装备全寿命周期过程,给出了武器装备论证阶段、技术开发阶段、研制试验阶段、量产和装备部署阶段、形成完全作战能力阶段武器装备复杂电磁环境试验与评估的实施方法。     

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。     

基于Shepard插值技术的电磁环境地图构建

随着信息产业和相关无线电通信业务的不断发展,频谱管理问题将更具挑战性。合适的频谱管理方法使得发射机有效地重复利用频率,用户设备(UE)可以选择最佳的基站。电磁环境地图(REM)概念作为解决频谱稀缺性和提高频谱利用率的工具,使不同的用户有效地共享频谱资源。电磁环境地图正在成为越来越普及的干扰管理和资源分配方法。构建电磁环境地图并不需要昂贵和耗时的调查或复杂的校准过程。给出了Shepard插值技术,并在某些方面对其进行改进,从而构建精确的电磁环境地图。此外,通过均方根误差(RMSE)作为性能度量,对测量值的数量和分布的影响进行分析比较。仿真结果表明,通过迭代聚类采样和优化的Shepard插值技术,并增加测量次数,从均方根误差的性能指标角度出发,能获得最精确的电磁环境地图。     

战场电磁环境中有源干扰定量表征研究

战场电磁环境日益复杂、多变,对武器装备的正常使用带来很大影响。针对其中影响最剧烈的有源干扰,分别联系时域、频域和能量域三个方面对其进行分析,提出定量描述干扰的方法。通过能谱图结合能量计算公式的方式完成了对压制干扰的表征,通过相关性算法以及提出的频谱重叠度概念完成了对欺骗干扰的表征。同时,基于Simulink/Matlab仿真的结果分别验证了所提出的几种表征方法具有一定的有效性与可行性,该定量描述方法对于战场电磁环境的评估具有参考意义。     

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。     

分布式电磁频谱自动监测系统研制

为实现对多个区域的电磁环境同时进行监测,分析了分布式电磁监测系统的设计原则,确立了监测系统的硬件连接方案,利用以太网-GPIB控制器、集线器和控制计算机来对多台仪器进行集中控制的方式,设计了相应的系统软件。测试结果表明,该系统具备同时控制多台频谱分析仪的功能,能够实时测量电磁频谱、背景噪声、频段占用度等数据,具备测量数据存储、回放与分析、报表生成的功能,具有状态反馈和异常状态提示的功能,完全能满足多个区域电磁监测的要求。     

国外武器装备电磁环境适应性试验与评价技术及能力发展综述

武器装备的电磁环境适应性已成为制约武器装备能打仗、打胜仗的一个重大问题。西方军事强国非常重视面向复杂电磁环境的武器装备试验与评价技术研究和能力建设,通过相关投资计划的长期持续投入,支持突破其中的关键技术、方法,以及构建相应的试验与评价设施能力。本文从标准规范和研制程序、技术方法、试验设施、科研和能力建设投资计划等几方面综述了国外武器装备复杂电磁环境适应性试验与评价技术和能力发展情况,并在此基础上,提出了对我国武器装备电磁环境适应性试验与评价能力的发展建议。     

“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。     

复杂辐射环境与武器装备试验评估

从业内普遍接受的电磁环境和武器装备电磁环境效应概念入手,提出了复杂辐射环境概念,解释了其内涵和意义;围绕军事问题,探讨了辐射环境的基本构成,从辐射来源上突出了水声环境、电磁环境、光学环境和核辐射环境四个剖面,从效应考虑又将其分解为自然辐射环境、自扰互扰辐射环境、背景辐射环境和威胁辐射环境四个剖面,指出了这些剖面的统计独立性;根据辐射环境结构、特性和信息承载效应,定义了辐射环境的复杂度,介绍了辐射对抗的基本原理;指出复杂辐射环境下武器装备试验与评估问题与传统问题一样,仍是个概率统计问题,并且给出了可按环境剖面进行分解的高效简便的试验与评估方法。     

声发射监测隧道围岩活动性

目的是确定隧道围岩变形破裂的活动性，保证上方近距离高层大楼的安全使用，采用EAE－04声电测试系统，以测试大楼及隧道围岩的活动性，采用声发射（AE）和电磁辐射（EME）信号上升沿时间和持续时间的关系，排除噪音等的影响，确定有效信号；采用AE频度和能量率的变化规律，EME脉冲数的变化规律，来分析隧道周围岩体的活动性并进行实时检测，为大楼及隧道的稳定性评价提供了依据。     

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。     

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。     

网电对抗下的复杂电磁环境再认识

分析了复杂电磁环境的主要因素,阐述了网电攻击造成的复杂电磁环境,深入分析了这种欺骗式复杂电磁环境可能对预警雷达造成的危害,并探讨了加强雷达预警系统网电安全的防护措施,提出了关于网电对抗下复杂电磁环境的三点思考。     

基于支撑向量机算法的抗干扰混合波束成形系统

针对复杂电磁环境下毫米波阵列的空间辐射干扰抑制问题,设计了一种低成本的自适应波束成形系统。首先建立了复杂电磁环境下通信系统模型,建立目标函数。然后利用机器学习中支持向量机算法将原非凸约束问题转化为二阶锥优化问题,获得理想编码矢量。最后利用梯度追踪算法对理想波束矢量进行稀疏重构,完成抗干扰波束的低复杂度实现。仿真结果表明,提出的波束成形系统能够对干扰作出有效抑制,能提升通信质量。     

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。     

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。     

An improved method to calculate the radio interference of a transmission line based on the flux-corrected transport and upstream finite element method

The radio interference (RI) from HVDC transmission lines can block communication systems. In this paper the RI of a HVDC transmission line has been analyzed by the superposition of the electromagnetic field generated by the corona current based on phase-model transformation, where the corona current can be solved by the flux-corrected transport and finite difference method combining the upstream finite element method for bipolar conductor model instead of corona cage or excitation function. Our calculated values for 0.5 MHz RI from the proposed method compare well with measured values from a 800 kV HVDC test line established in China. With this validation, we find that RI should increase with temperature, increase with altitude, and vary in a complex way with relative humidity. Therefore, the proposed method can be adopted in transmission lines design and electromagnetic environment evaluation.