電子對抗試驗電磁環(huán)境復(fù)雜度要素研究

田益明

摘 要：文章利用面向?qū)ο蟮碾姶怒h(huán)境復(fù)雜度度量的思路，提出了電磁環(huán)境相關(guān)性和相關(guān)度的概念，并對新概念的物理意義進(jìn)行了闡述，提出了有感環(huán)境和無感環(huán)境的概念，以電磁環(huán)境相關(guān)度為基礎(chǔ)，分析了電子對抗試驗電磁環(huán)境復(fù)雜度控制要素，論述了控制方法。

關(guān)鍵詞：電磁環(huán)境；復(fù)雜度；相關(guān)度；控制要素

中圖分類號：TN97 文獻(xiàn)標(biāo)志碼：A 文章編號：2095-2945（2017）35-0176-02

1 概述

電磁環(huán)境是一個復(fù)雜系統(tǒng)，它具有動態(tài)性、對抗性、不確定性、敏感性、可控性和復(fù)雜性等復(fù)雜系統(tǒng)所具有的特征，“復(fù)雜性”是其最本質(zhì)特征的概括。電磁環(huán)境復(fù)雜度控制，是復(fù)雜電磁環(huán)境下電子對抗訓(xùn)練必須解決的重大理論問題。本文研究了電子對抗訓(xùn)練電磁環(huán)境復(fù)雜度控制要素，首先定義了電磁環(huán)境相關(guān)性和相關(guān)度，提出了有感環(huán)境和無感環(huán)境的概念，從時域、頻域、空域和能域四個方面論述了電磁環(huán)境復(fù)雜度的影響因素，給出了電子對抗試驗的電磁環(huán)境復(fù)雜度控制方法。

2 電磁環(huán)境相關(guān)性

在電子對抗系統(tǒng)試驗中，由于受體的物理特性不同，其對電磁環(huán)境的感知有非常大的差別。電磁環(huán)境的相關(guān)性是戰(zhàn)場電磁環(huán)境的特定復(fù)雜性描述和度量，即受體對電磁環(huán)境的響應(yīng)程度。

電磁輻射的能量是以電磁波的形式傳播到空間的，復(fù)雜電磁環(huán)境就是各種電磁活動的電磁波在時間、空間、頻譜和功率分布變化情況的一種綜合反映。因此，為有效對復(fù)雜電磁環(huán)境相關(guān)性進(jìn)行度量，可以采用以下四個度量參數(shù)：時間相關(guān)度、頻率相關(guān)度、空間相關(guān)度和能量相關(guān)度，來對復(fù)雜電磁環(huán)境相關(guān)性從時間、空間、頻譜和強(qiáng)度上的表現(xiàn)進(jìn)行整體描述。

電磁環(huán)境時間相關(guān)度（TR）是指在空間？贅和頻率范圍（f1～f2）內(nèi)，電磁環(huán)境的功率譜密度的統(tǒng)計平均值超過受體能感知的電磁環(huán)境的功率譜密度門限的時間長度與時間段（t1～t2）的比值。

電磁環(huán)境頻率相關(guān)度（FR）是指在時間范圍（t1～t2）和空間范圍內(nèi)，電磁環(huán)境的功率譜密度的統(tǒng)計平均值超過受體能感知的電磁環(huán)境的功率譜密度門限的頻帶與用頻范圍的比值。

電磁環(huán)境空間相關(guān)度（SR）是指在時間（t1～t2）和頻率范圍（f1～f2）內(nèi)，電磁環(huán)境的功率譜密度的平均值超過受體能感知的電磁環(huán)境的功率譜密度門限的空間范圍與空間范圍的比值。

電磁環(huán)境方向相關(guān)度（SR）是指在時間和頻率范圍內(nèi)，電磁環(huán)境的功率譜密度的平均值超過受體能感知的電磁環(huán)境的功率譜密度門限的方向范圍與方向范圍的比值，也可以稱為方向系數(shù)。

電磁環(huán)境能量相關(guān)度（ER）是指在時間、空間和頻率范圍內(nèi)，受體能感知的電磁環(huán)境的功率門限與電磁環(huán)境信號功率的平均值的比值。

3 電磁環(huán)境控制要素

電磁環(huán)境相關(guān)度分析和計算為電磁環(huán)境構(gòu)設(shè)、下達(dá)控制要素、預(yù)估構(gòu)設(shè)效果，進(jìn)行資源調(diào)度提供了理論依據(jù)。電磁環(huán)境的復(fù)雜程度是面向?qū)ο蟮?，因而電磁環(huán)境控制要素分析有助于有針對性地設(shè)置不同等級的復(fù)雜電磁環(huán)境，進(jìn)而達(dá)到提高試驗質(zhì)量與效益的目的。

在某一物理屬性域內(nèi)，受體的電磁環(huán)境相關(guān)度大于一定的門限，則稱電磁環(huán)境為有感環(huán)境或電磁威脅環(huán)境，否則為無感環(huán)境。有感環(huán)境和無感環(huán)境的判斷是電磁環(huán)境復(fù)雜度控制效果評估標(biāo)準(zhǔn)。

3.1 時間持續(xù)控制

雷達(dá)和通信裝備要正常工作，如發(fā)射、接收信號，其工作時段與電磁環(huán)境中干擾源的工作時段相關(guān)度必須小。通過控制電磁環(huán)境信號的工作時段與受體的工作時段匹配程度，就可以實現(xiàn)構(gòu)建復(fù)雜度可控制的電磁環(huán)境。如通過控制干擾天線的工作時段與雷達(dá)天線的工作時段的匹配程度，就可以實現(xiàn)不同程度的對雷達(dá)的干擾。受體的電磁環(huán)境時域相關(guān)度大于一定的門限，則稱電磁環(huán)境為時域有感環(huán)境，否則為無感環(huán)境。由時間相關(guān)度的定義可知，通過改變電磁環(huán)境信號的通斷或脈沖密度，可以控制時間相關(guān)度。

時間持續(xù)控制通常應(yīng)用于部署位置相對固定、對抗試驗中目標(biāo)來襲方向不明確，電磁環(huán)境使用集中連續(xù)，并難以按空域區(qū)分的情況下，尤其以防空電子對抗試驗中最為突出。此時，應(yīng)當(dāng)根據(jù)各試驗活動在時域上的優(yōu)先等級進(jìn)行合理區(qū)分，并充分利用各種電子信息系統(tǒng)工作時序與時間反應(yīng)能力上的差異，合理區(qū)分工作時序與持續(xù)工作時間，通過電磁信號持續(xù)時間的控制，構(gòu)建時域有感環(huán)境。

3.2 頻率選擇控制

雷達(dá)和通信裝備要正常工作，如發(fā)射、接收信號，其工作頻率與電磁環(huán)境中干擾信號的頻率相關(guān)度必須小。通過控制電磁環(huán)境信號的工作頻率與受體的工作頻率匹配程度，就可以實現(xiàn)構(gòu)建復(fù)雜度可控制的電磁環(huán)境。如通過控制干擾天線的工作頻率與雷達(dá)天線的工作頻率的匹配程度，就可以實現(xiàn)不同程度的對雷達(dá)的干擾。受體的電磁環(huán)境頻域相關(guān)度大于一定的門限，則稱電磁環(huán)境為頻域有感環(huán)境，否則為無感環(huán)境。由頻率相關(guān)度的定義可知，通過改變電磁環(huán)境信號的頻率分布和頻帶寬度，可以控制頻率相關(guān)度頻率選擇控制是電磁環(huán)境控制最常用的方法，也是較為成熟并與其他指揮控制行動相對獨立的方法。傳統(tǒng)上的電磁頻譜管理主要集中于無線電通信的短波、超短波頻段，是以偵察監(jiān)測為前提，通過用頻計劃和實時的調(diào)整安排來實現(xiàn)對電磁頻譜的管理，并以計劃管理為主。但是，雷達(dá)和通信裝備的功能不斷增強(qiáng)，能完成目標(biāo)搜索、警戒，導(dǎo)彈制導(dǎo)和艦船導(dǎo)航等任務(wù)，雷達(dá)和通信裝備的工作頻率選擇與雷達(dá)的使命、工作環(huán)境、所裝載平臺、發(fā)射功率、波束寬度、大氣衰減以及成本等密切相關(guān)。

3.3 空間掃描控制

雷達(dá)和通信裝備要正常工作，如發(fā)射、接收信號，其天線方位與電磁環(huán)境中干擾信號的空間相關(guān)度必須小。通過控制電磁環(huán)境信號輻射的空間或方位與受體的方位匹配程度，就可以實現(xiàn)構(gòu)建可控制的電磁環(huán)境。如通過控制干擾天線的主波瓣對準(zhǔn)雷達(dá)天線的主波瓣程度，就可以實現(xiàn)不同程度的對雷達(dá)的干擾。受體的電磁環(huán)境空域相關(guān)度大于一定的門限，則稱電磁環(huán)境為空域有感環(huán)境，否則為無感環(huán)境。由空間相關(guān)度的定義可知，通過改變電磁環(huán)境信號輻射源的分布和空間掃描角度，可以控制空間相關(guān)度。

由電磁環(huán)境的空域相關(guān)性分析可知，電磁環(huán)境的空域控制方法需要以輻射源的輻射方向控制為基礎(chǔ)，根據(jù)輻射源及其所配套的平臺或單元的任務(wù)、責(zé)任范圍，以及電子對抗試驗中各自所面對的對象的可能活動范圍，來明確各輻射源在空域上的工作范圍。

3.4 輻射功率控制

雷達(dá)要正常工作，如發(fā)射、接收信號，其輻射功率與電磁環(huán)境中干擾信號的輻射功率相關(guān)度ER必須小。通過控制電磁環(huán)境信號的輻射功率與受體的輻射功率匹配程度，就可以實現(xiàn)構(gòu)建可控制的電磁環(huán)境。如通過控制干擾天線的輻射功率與雷達(dá)天線的輻射功率的匹配程度，就可以實現(xiàn)不同程度的對雷達(dá)的干擾。受體的電磁環(huán)境能量相關(guān)度大于一定的門限，則稱電磁環(huán)境為能域有感環(huán)境，否則為無感環(huán)境。由能量相關(guān)度的定義可知，通過改變電磁環(huán)境信號的輻射強(qiáng)度和功率，可以控制能量相關(guān)度。

由于能量從根本上決定了干擾強(qiáng)度，能量大小的控制也就成為最為基本的電磁資源控制方法。在電子對抗試驗時，由于目標(biāo)、行動的變化，電磁資源輻射能量的大小往往也需要應(yīng)機(jī)而變，比如，在對敵干擾時，增大發(fā)射功率就是最簡單方便的手段。

4 結(jié)束語

本文研究以電磁環(huán)境相關(guān)性和相關(guān)度的概念為基礎(chǔ)，提出了有感環(huán)境和無感環(huán)境的概念，從時域、頻域、空域和能域四個方面論述了電磁環(huán)境復(fù)雜度的影響因素，給出了電子對抗試驗的電磁環(huán)境復(fù)雜度控制方法。由于電子對抗試驗的受體通常由多個裝備組成，多個受體的電磁環(huán)境相關(guān)度分析以及復(fù)雜度控制具有重要意義，是后續(xù)研究的主要內(nèi)容。

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