电子对抗试验电磁环境复杂度要素研究

田益明

摘 要：文章利用面向对象的电磁环境复杂度度量的思路，提出了电磁环境相关性和相关度的概念，并对新概念的物理意义进行了阐述，提出了有感环境和无感环境的概念，以电磁环境相关度为基础，分析了电子对抗试验电磁环境复杂度控制要素，论述了控制方法。

关键词：电磁环境；复杂度；相关度；控制要素

中图分类号：TN97 文献标志码：A 文章编号：2095-2945（2017）35-0176-02

1 概述

电磁环境是一个复杂系统，它具有动态性、对抗性、不确定性、敏感性、可控性和复杂性等复杂系统所具有的特征，“复杂性”是其最本质特征的概括。电磁环境复杂度控制，是复杂电磁环境下电子对抗训练必须解决的重大理论问题。本文研究了电子对抗训练电磁环境复杂度控制要素，首先定义了电磁环境相关性和相关度，提出了有感环境和无感环境的概念，从时域、频域、空域和能域四个方面论述了电磁环境复杂度的影响因素，给出了电子对抗试验的电磁环境复杂度控制方法。

2 电磁环境相关性

在电子对抗系统试验中，由于受体的物理特性不同，其对电磁环境的感知有非常大的差别。电磁环境的相关性是战场电磁环境的特定复杂性描述和度量，即受体对电磁环境的响应程度。

电磁辐射的能量是以电磁波的形式传播到空间的，复杂电磁环境就是各种电磁活动的电磁波在时间、空间、频谱和功率分布变化情况的一种综合反映。因此，为有效对复杂电磁环境相关性进行度量，可以采用以下四个度量参数：时间相关度、频率相关度、空间相关度和能量相关度，来对复杂电磁环境相关性从时间、空间、频谱和强度上的表现进行整体描述。

电磁环境时间相关度（TR）是指在空间？赘和频率范围（f1～f2）内，电磁环境的功率谱密度的统计平均值超过受体能感知的电磁环境的功率谱密度门限的时间长度与时间段（t1～t2）的比值。

电磁环境频率相关度（FR）是指在时间范围（t1～t2）和空间范围内，电磁环境的功率谱密度的统计平均值超过受体能感知的电磁环境的功率谱密度门限的频带与用频范围的比值。

电磁环境空间相关度（SR）是指在时间（t1～t2）和频率范围（f1～f2）内，电磁环境的功率谱密度的平均值超过受体能感知的电磁环境的功率谱密度门限的空间范围与空间范围的比值。

电磁环境方向相关度（SR）是指在时间和频率范围内，电磁环境的功率谱密度的平均值超过受体能感知的电磁环境的功率谱密度门限的方向范围与方向范围的比值，也可以称为方向系数。

电磁环境能量相关度（ER）是指在时间、空间和频率范围内，受体能感知的电磁环境的功率门限与电磁环境信号功率的平均值的比值。

3 电磁环境控制要素

电磁环境相关度分析和计算为电磁环境构设、下达控制要素、预估构设效果，进行资源调度提供了理论依据。电磁环境的复杂程度是面向对象的，因而电磁环境控制要素分析有助于有针对性地设置不同等级的复杂电磁环境，进而达到提高试验质量与效益的目的。

在某一物理属性域内，受体的电磁环境相关度大于一定的门限，则称电磁环境为有感环境或电磁威胁环境，否则为无感环境。有感环境和無感环境的判断是电磁环境复杂度控制效果评估标准。

3.1 时间持续控制

雷达和通信装备要正常工作，如发射、接收信号，其工作时段与电磁环境中干扰源的工作时段相关度必须小。通过控制电磁环境信号的工作时段与受体的工作时段匹配程度，就可以实现构建复杂度可控制的电磁环境。如通过控制干扰天线的工作时段与雷达天线的工作时段的匹配程度，就可以实现不同程度的对雷达的干扰。受体的电磁环境时域相关度大于一定的门限，则称电磁环境为时域有感环境，否则为无感环境。由时间相关度的定义可知，通过改变电磁环境信号的通断或脉冲密度，可以控制时间相关度。

时间持续控制通常应用于部署位置相对固定、对抗试验中目标来袭方向不明确，电磁环境使用集中连续，并难以按空域区分的情况下，尤其以防空电子对抗试验中最为突出。此时，应当根据各试验活动在时域上的优先等级进行合理区分，并充分利用各种电子信息系统工作时序与时间反应能力上的差异，合理区分工作时序与持续工作时间，通过电磁信号持续时间的控制，构建时域有感环境。

3.2 频率选择控制

雷达和通信装备要正常工作，如发射、接收信号，其工作频率与电磁环境中干扰信号的频率相关度必须小。通过控制电磁环境信号的工作频率与受体的工作频率匹配程度，就可以实现构建复杂度可控制的电磁环境。如通过控制干扰天线的工作频率与雷达天线的工作频率的匹配程度，就可以实现不同程度的对雷达的干扰。受体的电磁环境频域相关度大于一定的门限，则称电磁环境为频域有感环境，否则为无感环境。由频率相关度的定义可知，通过改变电磁环境信号的频率分布和频带宽度，可以控制频率相关度频率选择控制是电磁环境控制最常用的方法，也是较为成熟并与其他指挥控制行动相对独立的方法。传统上的电磁频谱管理主要集中于无线电通信的短波、超短波频段，是以侦察监测为前提，通过用频计划和实时的调整安排来实现对电磁频谱的管理，并以计划管理为主。但是，雷达和通信装备的功能不断增强，能完成目标搜索、警戒，导弹制导和舰船导航等任务，雷达和通信装备的工作频率选择与雷达的使命、工作环境、所装载平台、发射功率、波束宽度、大气衰减以及成本等密切相关。

3.3 空间扫描控制

雷达和通信装备要正常工作，如发射、接收信号，其天线方位与电磁环境中干扰信号的空间相关度必须小。通过控制电磁环境信号辐射的空间或方位与受体的方位匹配程度，就可以实现构建可控制的电磁环境。如通过控制干扰天线的主波瓣对准雷达天线的主波瓣程度，就可以实现不同程度的对雷达的干扰。受体的电磁环境空域相关度大于一定的门限，则称电磁环境为空域有感环境，否则为无感环境。由空间相关度的定义可知，通过改变电磁环境信号辐射源的分布和空间扫描角度，可以控制空间相关度。

由电磁环境的空域相关性分析可知，电磁环境的空域控制方法需要以辐射源的辐射方向控制为基础，根据辐射源及其所配套的平台或单元的任务、责任范围，以及电子对抗试验中各自所面对的对象的可能活动范围，来明确各辐射源在空域上的工作范围。

3.4 辐射功率控制

雷达要正常工作，如发射、接收信号，其辐射功率与电磁环境中干扰信号的辐射功率相关度ER必须小。通过控制电磁环境信号的辐射功率与受体的辐射功率匹配程度，就可以实现构建可控制的电磁环境。如通过控制干扰天线的辐射功率与雷达天线的辐射功率的匹配程度，就可以实现不同程度的对雷达的干扰。受体的电磁环境能量相关度大于一定的门限，则称电磁环境为能域有感环境，否则为无感环境。由能量相关度的定义可知，通过改变电磁环境信号的辐射强度和功率，可以控制能量相关度。

由于能量从根本上决定了干扰强度，能量大小的控制也就成为最为基本的电磁资源控制方法。在电子对抗试验时，由于目标、行动的变化，电磁资源辐射能量的大小往往也需要应机而变，比如，在对敌干扰时，增大发射功率就是最简单方便的手段。

4 结束语

本文研究以电磁环境相关性和相关度的概念为基础，提出了有感环境和无感环境的概念，从时域、频域、空域和能域四个方面论述了电磁环境复杂度的影响因素，给出了电子对抗试验的电磁环境复杂度控制方法。由于电子对抗试验的受体通常由多个装备组成，多个受体的电磁环境相关度分析以及复杂度控制具有重要意义，是后续研究的主要内容。

参考文献：

[1]董志勇，栗强.基于层次分析法的人为电磁环境复杂程度评估[J].指挥控制与仿真，2008，30（5）：106-110.

[2]何祥，许斌，王国民，等.基于模糊数学的电磁环境复杂程度评估[J].舰船电子工程，2009，29（3）：157-159.

[3]王汝群.电磁环境[M].北京：解放军出版社，2005.

[4]尹成友.电磁环境分类与复杂性评估[J].信息对抗学术，2007，18（4）：4-6.

[5]罗冰.自混频技术及其在电子对抗中的应用分析[J].科技创新与应用，2014（21）：75-76.endprint