典型雷达电磁环境效应特征数据模拟系统

针对雷达系统复杂电磁环境效应,在分析雷达面临复杂电磁环境的基础上,研究电磁环境要素表征方法,提出雷达信号处理和数据处理阶段电磁环境效应量化指标,建立雷达电磁环境要素信号模型、雷达信号接收与处理、雷达数据处理模型,给出雷达电磁环境效应数据模拟方法,支持不同复杂电磁环境要素的参数化输入,并动态仿真复杂电磁环境与雷达系统的作用过程,输出各个节点的效应表征参数瞬态和统计值。初步结果验证了研究思路的正确性,能够为建立复杂电磁环境要素与复杂电磁环境效应之间的映射关系提供大样本数据支撑。

基于GRNN和PNN的复杂电磁环境效应机理分析

复杂电磁环境效应机理分析对于提高电子信息系统的电磁环境适应性具有至关重要的作用。采用逆向思维方式,利用广义神经网络建立电子信息系统非线性模型,在对模型输出与系统真实输出的残差进行特征提取的基础上,利用概率神经网络进行效应和电磁环境因素分类,据此可对电子信息系统进行电磁环境效应的在线诊断。最后,以超外差接收机的复杂电磁环境效应分析作为案例进行研究,结果很好地验证了所提方法的有效性和实用性。

电子信息系统复杂电磁环境效应研究初探

电子信息系统复杂电磁环境效应是指复杂电磁环境对电子信息系统的影响,是一个涉及社会和国防多个应用领域的重要问题。从电子信息系统复杂电磁环境效应概念出发,首先与电磁环境效应概念进行了比较分析,继而将研究分解为复杂电磁环境特性与模拟、复杂电磁环境综合效应机理和电子信息系统效能评估理论三个方面,最后给出了这三个方面的具体研究思路,并探讨了开展研究的一般性方法。

复杂电磁环境效应分析及环境控制实现

针对复杂电磁环境对电子信息系统的影响,研究了基于效应的复杂电磁环境控制实现技术。首先,简要阐述了目前复杂电磁环境特性,重点描述了复杂电磁环境能量效应、信息效应和管控效应。然后,以实现各类电磁环境效应为目的,从背景信号监测及辐射源分析、电磁环境控制预测、电磁环境控制生成、电磁环境监测和电磁环境有效性评价等五大核心环节阐述复杂电磁环境控制实现过程以及关键步骤,以期对复杂电磁环境领域的研究及工程应用起到进一步推动作用。

基于人机结合的雷达电磁环境效应机理分析方法

随着用频装备数量的增加,战场电磁环境变得越来越复杂,雷达系统电磁环境适应能力已经成为影响其作战效能的重要因素,为理清电磁环境对雷达系统产生影响的内在机理,亟需开展效应机理分析研究。以试验数据为基础,结合领域专家知识研究效应表征特征集,借助贝叶斯网络等机器学习算法,提出基于人机结合的雷达电磁环境效应机理分析方法并进行了验证。

无人机数据链宽带白噪声电磁干扰效应研究

为评估无人机数据链在复杂电磁环境下的生存能力,对无人机数据链开展了宽带白噪声电磁干扰效应研究。基于数据链接收机的噪声干扰原理和评估方法,采用电磁干扰注入方法进行电磁敏感度试验。研究了数据链抗干扰系数随频率瞄准度和带宽覆盖比的变化规律,并分别从中频输出信号和数据链性能参数变化的角度分析了宽带白噪声干扰效应机理。研究结果表明,大功率的宽带白噪声压制式干扰在数据链射频前端产生非线性增益压缩效应,导致中频工作信号功率下降,其作用效果取决于干扰信号的频率瞄准度和带宽覆盖比;对于部分频带白噪声压制式干扰,存在一个使无人机数据链抗干扰性能最弱的干扰信号带宽覆盖比;在对数据链干扰效果相同的情况下,全频带白噪声压制干扰的带宽越宽,所需要的干信比就越高。

全向辐照电磁环境构建及与BPSK系统的干扰效应研究

目的分析某型通信电台在工作时所处的复杂电磁环境,构建基于混响室原理的全向辐照电磁环境。方法以一个采用标准BPSK信号的数字通信系统为例,研究干扰信号码速、频率偏移量、信干比等参数对系统误码率的影响。结果当干扰信号码速低于期望信号码速时,随着频率偏移量的增加,接收系统误码率也随之减小,且呈现周期性规律;当信干比相同时,在相同的频率偏移下,干扰信号的码速越高,其干扰效果越好;当干扰信号码速高于期望信号码速时,随着干扰信号码速的进一步增大,干扰效果将呈现逐渐降低的趋势。结论该研究在电子装备的复杂电磁环境适应性方面做出了有益探索,为今后的复杂电磁环境适应性理论的深入研究提供了借鉴。

基于TEM喇叭的电磁脉冲辐射天线优化设计

针对TEM喇叭天线终端反射大、低频辐射效率低的问题,对其进行了仿真优化设计。采用时域分析方法,分析了端部加载电阻与背部加载电阻的低频补偿方法,对TEM喇叭天线的尺寸、极板顶角等结构参数进行了优化,采用末端卷边结构,提升了辐射场的峰值场强与脉宽。根据仿真优化结果,研制了长度2.5 m、天线极板间张角45°、天线极板顶角45°的TEM喇叭天线,通过实测验证了仿真结果。结果表明,加载电阻可以有效降低反射,背部加载电阻方式的峰值场强和脉宽比端部加载电阻高,且采用4个电阻并联加载的效果较好;适当增加天线长度、极板顶角以及极板间夹角可以提高天线辐射性能。该研究结果为TEM喇叭天线在辐射式核电磁脉冲试验系统的应用提供了参考。

雷达带外三阶互调伪信号干扰效应预测模型

为评估雷达装备的抗电磁干扰性能,从电磁辐射伪信号干扰效应机理出发,理清带外多频三阶互调信号与带内单频伪信号干扰效应贡献度之间的关联关系,引入伪信号干扰效应指数的概念,建立了三阶互调伪信号干扰效应评估模型,并基于伪信号电平值的变化规律提出了模型修正方法和效应测试预测流程。以某型步进频连续波测距雷达为研究对象,采用差模注入等效替代电磁辐射的方法对受试雷达进行带外三阶互调临界伪信号干扰效应试验,结果表明:在雷达工作中心频率两侧,辐射频偏0.2~2.2 GHz的范围内,随着辐射频偏的增大,三阶互调伪信号干扰的影响呈现先增大而后降低的规律。通过改变干扰频点、场强组合和伪信号敏感电平的方式开展试验验证,证明了三阶互调伪信号干扰模型的准确度优于2 dB,能够客观评估雷达装备三阶互调伪信号干扰。

基于法兰同轴的材料电磁脉冲屏蔽效能测试改进方法

为合理评价材料对强电磁脉冲的屏蔽效能,分析了材料对电磁波的屏蔽机理,在此基础上,给出了一种基于法兰同轴的材料电磁脉冲屏蔽效能改进测试方法,实现了对测试波形、材料透射波形和材料反射波形的准确监测。利用该方法测试了厚度为80,100,200,300μm的某石墨烯材料的时域屏蔽效能,测试结果表明,反射波形以反射损耗为主,随材料厚度的增加透射脉冲波形前沿变缓,脉宽变宽,呈现出低通滤波特性。基于测试波形,进一步计算了材料的时域峰值和能量表征的屏蔽效能,计算结果表明,变化规律与平面型材料屏蔽效能理论模型的变化规律相吻合。该方法不仅可以直观评价材料的时域电磁脉冲屏蔽效能,而且能够准确变换得到材料的频域屏蔽效能曲线,并可以得到材料的时域反射损耗等细节信息,具有较好的普适性。

通信电台电磁辐射效应机理

为客观评价通信装备的抗电磁干扰能力,从电磁辐射试验装置构建、辐射场强测定、语音干扰效果评价方法、干扰检测和试验程序等方面,设计了通信电台电磁辐射效应试验方案。通过典型短波、超短波电台超宽带电磁脉冲和单频连续波辐射效应试验研究,验证了效应试验方案的可行性,确定了超宽带电磁脉冲辐射时通信装备的主要故障模式(显示异常、语音被压制、语音中断、死机或重启)和不同故障模式的临界干扰场强值以及单频连续波电磁辐射的效应规律和作用机理。试验结果表明:受试短波、超短波电台的单频连续波电磁辐射干扰敏感带宽分别为±4 kHz和±15 kHz左右,带内临界干扰场强在mV/m的数量级,而带外抗电磁干扰能力约为50 V/m以上。

强场电磁辐射效应测试方法研究进展与发展趋势

为解决强场电磁辐射效应测试的技术难题,把握不同测试方法的优缺点和适用范围,明确技术发展方向和研究重点,系统分析了均匀场全电平辐照、电磁混响室内整体辐照、共模电流注入和差模电流注入等电磁辐射效应测试方法的研究进展,分析了各类测试方法的适用范围,明确了等效测试方法必须与传统全电平辐照法测试结果相一致的技术发展要求。根据大尺寸设备强场电磁辐射效应准确测试的需要,指出了辐射效应测试方法今后的发展方向:发展强场电磁环境高效模拟技术,解决传统全电平辐照法的技术瓶颈;建立基于混响室的效应测试结果与传统辐照法测试结果间的等效关系;扩展电流注入法等效辐照法的适用范围,提高注入试验方法的工程实用性;将不同的等效测试方法结合,发展混合等效测试方法。

电磁环境复杂度等级评估模型

综合考虑靶场复杂电磁环境适应性试验的特点和实际需求,研究了电磁环境复杂度等级分类和评估方法。首先分析了电子装备类型及电磁环境适应性特点。其次提出基于电子装备类型的电磁环境复杂度等级评定方法,即对于雷达类和通信类设备基于信噪比、侦察类设备基于信号脉冲流分别制定复杂电磁环境等级。第三考虑用频装备天线扫描,给出了电磁环境复杂度等级动态统计分析表达式。该研究可为电磁环境适应性试验和作战指挥研究提供重要支撑。

某型通信装备带内多频电磁环境生存能力预测

针对复杂电磁环境下用频装备战场生存能力研究的不足,对某型通信装备在带内多频电磁环境下的生存能力进行了研究。通过对通信装备带内干扰效应原理分析,分别从不同的敏感参数角度出发,建立了2种通信装备带内多频电磁环境生存能力预测模型;并通过某型通信装备带内单频、双频、三频连续波电磁辐射效应试验,研究了受试装备在不同频率组合、不同强度组合下电磁辐射效应的变化规律。试验结果表明:受试装备的带内双频、三频电磁辐射效应试验的验证结果(即平均功率比值之和)基本都在1上下浮动,与平均功率敏感的模型十分相符;电场强度幅值敏感模型的验证结果(即电场强度幅值比值之和)双频电磁辐射为1.4左右,而三频达到了1.6。因此,受试装备带内电磁效应由干扰信号平均功率决定,第2种预测模型能够有效预测带内多频电磁环境下通信装备生存能力。

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。

战场电磁环境本质及可视化描述方法研究

为了正确认识战场电磁环境并将其可视化,提出战场电磁环境本质及可视化描述方法。在揭示战场电磁环境本质的基础上,分析了需求第一、客观真实和灵活高效的战场电磁环境描述原则,并对电子对抗态势图、统计报告、频谱显示和声音提示4种战场电磁环境可视化描述方法进行描述。该研究有助于指挥员准确把握战场态势,作出正确决策。

一种电磁环境量化分析方法

提出了一种电磁环境量化分析的新方法.该方法充分考虑了电磁环境信号的极化方式、调制方式,给出了极化因子、调制因子的内涵和定义.基于不同极化方式、调制方式之间影响特性的理论分析和仿真,给出了典型电磁环境的极化因子、调制因子及其变化特性.所得成果为深入研究复杂电磁环境的量化分析和评估方法提供了积极的理论探索.

典型雷达电磁辐射阻塞效应敏感判据

在武器装备电磁辐射效应预测研究的背景下,为提高试验可重复性,减小模型验证误差,给出一种雷达电磁辐射阻塞效应敏感判据.结合理论与试验,将有效干扰概率作为效应敏感参数,探究其变化规律,进而得到具体的敏感判据.结果表明,在不同频率正弦波干扰下,有效干扰概率的变化规律基本一致;理论上可将有效干扰概率50%作为电磁辐射阻塞效应敏感判据;实际试验中有效干扰概率为40%~60%时,即可认为受试雷达处于敏感状态,测试误差小于1dB.

复杂电磁环境对雷达与指控系统的影响

防空群雷达与指控系统在信息传输、融合与处理过程中的媒介是电磁波,其作战效能的发挥在复杂战场电磁环境下面临严峻挑战。结合部队维修保障经验,归纳了防空群雷达与指控系统在复杂电磁环境下演习和训练中反复出现的3类问题,设备出厂性能检验合格,实际投入系统使用效果不佳;雷达与指控系统内部不能同时开机,自扰互扰问题严重;敏感设备、单元及端口极易受高功率电磁能量损伤。由此总结出一类共性问题——缺乏系统级电磁环境效应综合评估方法。最终给出解决问题所需开展的关键技术研究。

电磁频谱特性探析

电磁频谱是按电磁波频率或波长分段排列的结构谱系。从电磁频谱的天然特性、社会特性和应用特性三个方面出发,比较系统完整地归纳出电磁频谱的各类基本特征属性,为更好地开发和利用电磁频谱提供基本的思维启发和参考借鉴。