復雜電磁環境監測評估系統實現

時磊

摘 要：隨著科學技術水平提高，軍隊信息化水平逐漸發展，同時多種電子戰攻防設備發揮巨大效用，使得復雜電磁環境隨之產生。形成復雜電磁環境的主要原因是戰爭雙方的電子設備對抗、武器裝備激發的電磁波等。以后的戰爭終將是信息化戰爭，奪取制電磁權就是取得勝利的關鍵因素，戰場電磁環境具有變化多端、定性和定量分析不易的特征。因此在復雜電磁環境中取得勝利是現在的研究重點，本文通過對復雜電磁環境進行具體分析，為監測評估系統實現提供參考數據。

關鍵詞：復雜電磁環境 檢測評估 系統實現

中圖分類號：TN710 文獻標識碼：A 文章編號：1674-098X（2019）03（b）-0123-02

1 復雜電磁環境的具體分析

1.1 復雜電磁環境的概述

復雜電磁環境主要由自然電磁環境和人為電磁環境組成，前者包含靜電或雷電等，后者包含人為無意和有意電磁干擾兩種。對電磁信號的掌握是探索電磁環境的基礎，而電磁環境的監測是獲取電磁信號數據的一個方法。對電磁信號的描述主要是頻率、調劑、極化、功率等這幾個方面。電磁環境監測主要是收集、截取、測量信號工作參數等，通過對電磁信號進行研究，使得電磁環境更加容易科學的被描述出來，具有較強的準確性和可靠性。

1.2 復雜電磁環境檢測系統的應用

復雜電磁環境監測系統主要是對信號個數、類型、間距、出現的時間、頻率、功率等的監測，復雜電磁環境監測系統主要應用在三個方面[1]：（1）對電磁環境的監測，即使檢測出電磁信號的改變，比如對連續波雷達信號的監測和對脈沖瞬變信號的監測等。使電磁環境的相關數據可以被有效的實時監測。（2）處理監測到的有關數據，收集有關頻率、功率、信號出現時間以及種類的數據，然后對這些收集到的數據進行科學合理的分析、統計和保存。（3）向外部系統傳輸相關監測信息，以便對電磁環境進行分析。

2 復雜電磁環境監測評估系統的相關技術

2.1 靜態仿真技術

靜態仿真技術是可以有效地對電磁頻譜相關數據進行分析，將每一類裝備激發的電磁信號在時間、空間、頻率等幾個維度實施仿真實驗，實驗所用到的技術主要是電磁仿真軟件和地理信息系統等。電磁環境仿真軟件為仿真實驗提供多種仿真模型以及多種結果呈現，目前為止我國也有很多企業可以提供技術支持。但是地理信息系統的引用不是容易的，同時經過GIS引用的有關地理信息的精細度也成為了面臨的問題，可以由地理環境信息系統得到實驗場地的地理條件，依照不同環境條件有著不同的頻率傳播這一原理，構建電磁傳播模型。設定發射點的相關信息，然后測算出實驗地中每個地方的頻譜信息。通過使用靜態仿真技術，獲取更加符合現實條件的數據分析[2]。

2.2 動態仿真技術

與靜態仿真技術有很大差異，動態仿真技術主要是對處在復雜電磁環境中的裝備存在位置周圍的電磁環境的仿真分析，從而獲取監測裝備在復雜電磁環境中獲取的電磁輻射信息。設置監測裝備的位置，對這個位置的電磁頻譜分布狀況進行分析，將獲取的信息用表單或是數據庫的方式進行儲存，以便于后面的分析和打算。動態仿真技術分為單點電磁環境仿真和多點路徑電磁環境仿真，將要進行監測的裝備激發的電磁信號進行模擬分析，計算出現的回波和其他雜亂波，然后在地圖上表明特殊的位置，結合無源干擾設備的特征，對此設備進行仿真處理[3]。動態仿真技術最大的作用就是對監測裝備的發射情況模擬分析，再模擬是將計算出來的回波雜亂波去除，為以后的復雜電磁環境監測時提供無干擾時的相關信息，有效的去除干擾頻譜。動態仿真技術不僅能對電磁環境進行仿真模擬，還可以對雷達回波以及雜波進行模擬分析，此方法較為方便并且有較高的準確性，但是計算量比較大。

2.3 真實電磁環境監測

在飛行區域多設置一些無線電監測接收機，對此區域的電磁環境準確監測，對收集分析的數據進行分析，需要保留時對數據進行儲存，發現干擾信號的時候，接收機需對干擾信號進行準確定位并分析處理。為了符合試驗區的較高要求，在信息分析方面加上了雷達信號識別功能，這項功能可以參照實際情況對收集到的數據進行科學分析，在對信號特征加以融合，就能達到對干擾信號判別分類的目的。接收機網絡對試驗區的電磁環境科學分析，較為準確的判斷出電磁環境的分布以及變化狀況，可以較快的獲取干擾信號關于頻率、時間間隔、方向等相關數據。

3 復雜電磁環境監測系統相關設計

3.1 復雜電磁環境監測系統的硬件組成

復雜電磁環境監測系統要想準確對相關電磁環境信息分析，一定要具有對電磁環境的監測能力、信息存儲能力、數據還原能力等，因此要想達到這3個功能，硬件條件必須符合要求。頻率探測以及數據采集系統是電磁環境監測能力得以實現的基礎，主要設備是寬帶接收天線和高速頻譜分析儀等。存儲空間以及數據記錄系統是電磁環境監測系統具有存儲能力的基礎，主要設備是測控計算機和數據接口卡等。頻譜自由解調和數據信息還原系統是電磁環境檢測系統的數據還原能力的基礎，主要設備是測控計算機、寬帶接收天線、射頻分析儀等[4]。

3.2 復雜電磁環境監測系統的軟件組成

監測系統軟件是根據LabVIEW軟件研究出的自動監測系統。LabVIEW作為一種功能性強同時非常靈活的儀器分析軟件應用開發設備，可以完成對儀器的控制以及功能的再開發。復雜電磁環境系統軟件的設計可以依照模塊化的設計思想，將較為復雜的任務進行分類和分解，進而完成這種復雜的任務，每一層次的調用都是無限的，各層次之間還存在著一定的聯系，并且關系都較為復雜[5]。

監測系統軟件的特點主要在四個方面：（1）參數設置方面；（2）在監測中收集到的信息數據可以自動保存并且文件名就是監測數據的內容，結果可以是以表格的形式呈現出來；（3）將監測到的數據加以解調，并且可以對收集到的信息還原和記錄；（4）測試結果可以通過多種形式表現出來。

3.3 信號的分離以及識別

對于電磁信號的分離通常使用獨立分量的方法，此方法是依照盲源分離技術改善而成，獨立分量發的準則就是統計獨立通過一些計算方法有效的將多路觀測信號分解成為多種相互獨立的源信號，這種方法可以有效的發現很隱蔽的樣本高階統計量中的信息。信號識別主要分為雷達信號以及通信信號的識別，對監測收集到的雷達信號進行科學的處理以及分析，準確判斷信號脈內調制種類和檢測信號脈內調制的相關數據。對于通信信號的識別可以采用歸一化瞬時幅度譜密度最大值的通信信號算法，再加以融合通信信號的獨特特征，就可以較為準確的對通信信號進行分析處理。

4 結語

總之，信息化戰場所具有的最大特點就是復雜電磁環境，復雜電磁環境的形成主要是自然因素以及人為因素，想要在信息化方面取得成就，需要具備復雜電磁環境檢測系統，使得電磁信息可以被實時監測，并且可以對電磁環境數據進行具體分析。在系統設計時要多關注硬件設備的選取以及軟件中指令控制的匹配性，將復雜電磁環境監測系統發揮最大效用。

參考文獻

[1] 李其勤，朱劼昊，方劍.基于半實物仿真平臺的復雜電磁環境評估方法[J].電子信息對抗技術，2015（3）：48-53.

[2] 姜艷.復雜通信電磁環境構設應遵循的幾個原則[J].現代導航，2015（1）：76-78.

[3] 劉軍.信息化戰場復雜電磁環境對作戰的影響[J].西安政治學院學報，2007（4）：81-85.

[4] 汪偉.超短波通信設備復雜電磁環境適應能力評估分析[J].信息通信，2018（10）：12-13.

[5] 劉江波.雷達裝備在復雜電磁環境下適應性試驗研究[J].艦船電子工程，2017（3）：74-77.