复杂电磁环境监测评估系统实现
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摘 要：随着科学技术水平提高，军队信息化水平逐渐发展，同时多种电子战攻防设备发挥巨大效用，使得复杂电磁环境随之产生。形成复杂电磁环境的主要原因是战争双方的电子设备对抗、武器装备激发的电磁波等。以后的战争终将是信息化战争，夺取制电磁权就是取得胜利的关键因素，战场电磁环境具有变化多端、定性和定量分析不易的特征。因此在复杂电磁环境中取得胜利是现在的研究重点，本文通过对复杂电磁环境进行具体分析，为监测评估系统实现提供参考数据。
关键词：复杂电磁环境 检测评估 系统实现
中图分类号：TN710 文献标识码：A 文章编号：1674-098X（2019）03（b）-0123-02
1 复杂电磁环境的具体分析
1.1 复杂电磁环境的概述
复杂电磁环境主要由自然电磁环境和人为电磁环境组成，前者包含静电或雷电等，后者包含人为无意和有意电磁干扰两种。对电磁信号的掌握是探索电磁环境的基础，而电磁环境的监测是获取电磁信号数据的一个方法。对电磁信号的描述主要是频率、调剂、极化、功率等这几个方面。电磁环境监测主要是收集、截取、测量信号工作参数等，通过对电磁信号进行研究，使得电磁环境更加容易科学的被描述出来，具有较强的准确性和可靠性。
1.2 复杂电磁环境检测系统的应用
复杂电磁环境监测系统主要是对信号个数、类型、间距、出现的时间、频率、功率等的监测，复杂电磁环境监测系统主要应用在三个方面[1]：（1）对电磁环境的监测，即使检测出电磁信号的改变，比如对连续波雷达信号的監测和对脉冲瞬变信号的监测等。使电磁环境的相关数据可以被有效的实时监测。（2）处理监测到的有关数据，收集有关频率、功率、信号出现时间以及种类的数据，然后对这些收集到的数据进行科学合理的分析、统计和保存。（3）向外部系统传输相关监测信息，以便对电磁环境进行分析。
2 复杂电磁环境监测评估系统的相关技术
2.1 静态仿真技术
静态仿真技术是可以有效地对电磁频谱相关数据进行分析，将每一类装备激发的电磁信号在时间、空间、频率等几个维度实施仿真实验，实验所用到的技术主要是电磁仿真软件和地理信息系统等。电磁环境仿真软件为仿真实验提供多种仿真模型以及多种结果呈现，目前为止我国也有很多企业可以提供技术支持。但是地理信息系统的引用不是容易的，同时经过GIS引用的有关地理信息的精细度也成为了面临的问题，可以由地理环境信息系统得到实验场地的地理条件，依照不同环境条件有着不同的频率传播这一原理，构建电磁传播模型。设定发射点的相关信息，然后测算出实验地中每个地方的频谱信息。通过使用静态仿真技术，获取更加符合现实条件的数据分析[2]。
2.2 动态仿真技术
与静态仿真技术有很大差异，动态仿真技术主要是对处在复杂电磁环境中的装备存在位置周围的电磁环境的仿真分析，从而获取监测装备在复杂电磁环境中获取的电磁辐射信息。设置监测装备的位置，对这个位置的电磁频谱分布状况进行分析，将获取的信息用表单或是数据库的方式进行储存，以便于后面的分析和打算。动态仿真技术分为单点电磁环境仿真和多点路径电磁环境仿真，将要进行监测的装备激发的电磁信号进行模拟分析，计算出现的回波和其他杂乱波，然后在地图上表明特殊的位置，结合无源干扰设备的特征，对此设备进行仿真处理[3]。动态仿真技术最大的作用就是对监测装备的发射情况模拟分析，再模拟是将计算出来的回波杂乱波去除，为以后的复杂电磁环境监测时提供无干扰时的相关信息，有效的去除干扰频谱。动态仿真技术不仅能对电磁环境进行仿真模拟，还可以对雷达回波以及杂波进行模拟分析，此方法较为方便并且有较高的准确性，但是计算量比较大。
2.3 真实电磁环境监测
在飞行区域多设置一些无线电监测接收机，对此区域的电磁环境准确监测，对收集分析的数据进行分析，需要保留时对数据进行储存，发现干扰信号的时候，接收机需对干扰信号进行准确定位并分析处理。为了符合试验区的较高要求，在信息分析方面加上了雷达信号识别功能，这项功能可以参照实际情况对收集到的数据进行科学分析，在对信号特征加以融合，就能达到对干扰信号判别分类的目的。接收机网络对试验区的电磁环境科学分析，较为准确的判断出电磁环境的分布以及变化状况，可以较快的获取干扰信号关于频率、时间间隔、方向等相关数据。
3 复杂电磁环境监测系统相关设计
3.1 复杂电磁环境监测系统的硬件组成
复杂电磁环境监测系统要想准确对相关电磁环境信息分析，一定要具有对电磁环境的监测能力、信息存储能力、数据还原能力等，因此要想达到这3个功能，硬件条件必须符合要求。频率探测以及数据采集系统是电磁环境监测能力得以实现的基础，主要设备是宽带接收天线和高速频谱分析仪等。存储空间以及数据记录系统是电磁环境监测系统具有存储能力的基础，主要设备是测控计算机和数据接口卡等。频谱自由解调和数据信息还原系统是电磁环境检测系统的数据还原能力的基础，主要设备是测控计算机、宽带接收天线、射频分析仪等[4]。
3.2 复杂电磁环境监测系统的软件组成
监测系统软件是根据LabVIEW软件研究出的自动监测系统。LabVIEW作为一种功能性强同时非常灵活的仪器分析软件应用开发设备，可以完成对仪器的控制以及功能的再开发。复杂电磁环境系统软件的设计可以依照模块化的设计思想，将较为复杂的任务进行分类和分解，进而完成这种复杂的任务，每一层次的调用都是无限的，各层次之间还存在着一定的联系，并且关系都较为复杂[5]。
监测系统软件的特点主要在四个方面：（1）参数设置方面；（2）在监测中收集到的信息数据可以自动保存并且文件名就是监测数据的内容，结果可以是以表格的形式呈现出来；（3）将监测到的数据加以解调，并且可以对收集到的信息还原和记录；（4）测试结果可以通过多种形式表现出来。
3.3 信号的分离以及识别
对于电磁信号的分离通常使用独立分量的方法，此方法是依照盲源分离技术改善而成，独立分量发的准则就是统计独立通过一些计算方法有效的将多路观测信号分解成为多种相互独立的源信号，这种方法可以有效的发现很隐蔽的样本高阶统计量中的信息。信号识别主要分为雷达信号以及通信信号的识别，对监测收集到的雷达信号进行科学的处理以及分析，准确判断信号脉内调制种类和检测信号脉内调制的相关数据。对于通信信号的识别可以采用归一化瞬时幅度谱密度最大值的通信信号算法，再加以融合通信信号的独特特征，就可以较为准确的对通信信号进行分析处理。
4 结语
总之，信息化战场所具有的最大特点就是复杂电磁环境，复杂电磁环境的形成主要是自然因素以及人为因素，想要在信息化方面取得成就，需要具备复杂电磁环境检测系统，使得电磁信息可以被实时监测，并且可以对电磁环境数据进行具体分析。在系统设计时要多关注硬件设备的选取以及软件中指令控制的匹配性，将复杂电磁环境监测系统发挥最大效用。
参考文献
[1] 李其勤，朱劼昊，方剑.基于半实物仿真平台的复杂电磁环境评估方法[J].电子信息对抗技术，2015（3）：48-53.
[2] 姜艳.复杂通信电磁环境构设应遵循的几个原则[J].现代导航，2015（1）：76-78.
[3] 刘军.信息化战场复杂电磁环境对作战的影响[J].西安政治学院学报，2007（4）：81-85.
[4] 汪伟.超短波通信设备复杂电磁环境适应能力评估分析[J].信息通信，2018（10）：12-13.
[5] 刘江波.雷达装备在复杂电磁环境下适应性试验研究[J].舰船电子工程，2017（3）：74-77.
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