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。     

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。     

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。     

复杂电磁环境下电子信息装备试验的综合集成方法分析

在复杂电磁环境下检验电子信息装备是一个复杂系统问题,综合集成方法是一种分析复杂系统的有效解决方法,它综合了还原论与整体论的优点,逐渐发展成为一个比较成熟的系统工程方法论。在简述综合集成方法基本理论的基础上,对电子信息装备试验检验的普遍问题进行了研究。分析了复杂电磁环境下电子信息装备试验的复杂性,指出了传统还原论方法在分析电子信息装备试验中的局限性和障碍,进一步讨论了综合集成方法在分析电子信息装备试验检验的实施过程,为电子装备试验检验提供了新的有效解决思路。     

“复杂电磁环境技术”专辑组稿通知

<正>经与第三届全国复杂电磁环境技术及应用学术会议会务组商定,《强激光与粒子束》编辑部邀请汪连栋研究员作为客座主编,策划组织出版一期《强激光与粒子束》"复杂电磁环境技术"专辑(正刊),优选发表本次会议的论文投稿。1征文主题(不限于以下主题)空间装备静电充放电规律与防护方法宽带强电磁脉冲场模拟技术新技术复杂电磁环境基础理论复杂电磁环境数值仿真技术武器装备复杂电磁环境效应机理研究雷电防护理论与技术射频前端电磁防护新原理     

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。     

国家关键基础设施电磁恢复力

随着国家关键基础设施建设规模和信息化水平的提升,其在高空电磁脉冲、有意电磁干扰和地磁暴等强电磁环境下的电磁安全逐渐受到了国内外的关注。强电磁环境属于小概率、高风险事件,其影响机理和评估方法与雷电、系统内过电压等常规电磁事件有较大不同,采用期望风险指标的常规可靠性分析方法难以有效评估管理强电磁环境相关风险。从电磁恢复力视角出发,提出了关键基础设施电磁安全的三棱锥模型,并重点以电网为例,探讨关键基础设施电磁恢复力的内涵和外延,并对开展电磁恢复力研究提出建议。     

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。     

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。     

电子设备电磁辐射敏感度测试相关问题研究

针对部分电子设备通过国军标所规定的电磁兼容试验考核后,在实际训练、作战使用过程中仍存在电磁不兼容等现实问题,在对现行标准中的技术要求和测试方法进行系统分析的基础上,结合研究团队近几年在电子信息装备电磁环境效应研究方面的技术积累,探讨了测试过程中未寻找受试设备敏感接收方向、带内频点电磁辐射敏感度测试缺失以及多辐射源共同作用导致受试设备敏感度阈值显著降低等几个方面对电子信息装备电磁辐射敏感度测试结果的影响,在此基础上给出了解决上述相关问题的措施和建议,探讨了强场电磁辐射效应试验技术及电子设备复杂电磁环境适应性评估技术的发展趋势。     

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。     

空间光学遥感器环境适应性设计与试验研究

为适应空间光学遥感技术的迅速发展及对空间光学遥感器需求的不断增长,在追求高高空间分辨率、高光谱分辨率、高辐射分辨率性能及轻量化的同时,必须考虑空间光学遥感器对恶劣的发射运载力学环境及在轨真空热环境的适应性问题。本文概述了国内外空间光学遥感器环境适应性设计的现状与进展,阐述了空间环境因素对空间光学遥感器性能的影响,尤其是在力学及真空热环境作用下的环境效应,探讨了环境效应的作用机理;在对任务需求和环境效应分析的基础上,提出了空间光学遥感器环境适应性设计的要求、准则以及适应性设计要点。在空间光学遥感器设计的早期设计阶段,统筹考虑对未来可能遇到的各种环境的适应性问题,并开展以质量特性、动力学特性及热光学特性为主的适应性设计分析迭代。在工程实施阶段,进行相应的特征试验以及环境模拟试验,实地考核空间光学遥感器的力学及热光学特性以及在各种模拟环境条件下功能和性能的有效性和正确性,确保对未来各种恶劣环境条的适应性。本文对设计分析迭代过程中以及试验过程中对环境适应性的评价方法及其相关的地面试验内容和方法也进行了论述。     

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。     

时域全波电磁计算程序JEMS-FDTD在复杂电磁环境研究中的应用

将自主研发的大规模并行三维全波电磁场时域求解程序JEMS-FDTD应用于复杂电磁环境问题,计算并分析了楼宇内电波传播特性和飞行器瞬态电磁特性。对楼宇内电波传播特性的计算获得了建筑物内任意位置的电磁场分布和电磁脉冲在建筑物内的时域传播过程,其结果可用于无线通信和电磁环境安全研究;对飞行器瞬态电磁特性的计算获得了飞行器舱内外瞬态电磁近场分布,其结果可用于飞行器强辐射场防护等研究。     

嵌入式系统抗电磁干扰体系研究与实践

针对嵌入式工业过程产品面临的复杂电磁环境,通过分析研究电磁干扰源的信号特征,探讨了抗电磁干扰的应对措施,提出了嵌入式系统产品设计时应采取的层次化的防护体系结构。在抗电磁干扰体系中,CPU及周边电路为核心,所有外部端口信号都要隔离后接入,需采取吸收、泄放、过滤等措施预先进行干扰信号衰减,防止其损坏元件,突破防护体系。结合所提出抗干扰体系结构,通过具体案例详细说明了其实现的方法。经型式试验结果和现场应用表明,所提出抗电磁干扰体系的效果良好。     

基于随机耦合模型的系统级电磁环境效应分析

通过宽频带电磁环境下计算机机箱关键部位感应电压统计分布的实验验证和基于随机矩阵理论的耦合模型的理论计算研究,给出了随机耦合模型(RCM)的应用流程和计算方法;就散射系数、归一化散射和归一化阻抗矩阵的统计特性进行了理论和实验研究,实验测量结果与理论分析结果非常一致;针对RCM的应用进行了初步分析,验证了随机耦合模型在复杂电磁环境下系统级效应分析和预测的适用性。结果证明此方法尤其适用于大型的具有非平行面封装腔体电子设备的电磁兼容、效应及评估等研究。     

Effect of electromagnetic environment effect on coherent and incoherent Cooper pair tunneling in superconducting C-SET

Cooper pair tunneling in voltage-biased superconducting C-SET structure is discussed with emphasis on the electromagnetic environment effect based on the self-consistent microscopic theory of Coulomb blockade in C-SET. It is shown that coherent Cooper pair tunneling survives only in the low impedance limit where charge fluctuation is large, while incoherent Cooper pair tunneling survives in both low- and high-impedance limits.