电子靶场复杂电磁环境构建思考及实现

明文华 张永杭

摘  要：以电子装备感知的电磁环境为关注点，基于战场复杂电磁环境的基本内涵和特性，探讨了复杂电磁环境对作战效能的影响，根据电子靶场当前职能定位，提出了电子靶场复杂电磁环境装备建设的构想。最后介绍了利用软件化技术构建的能够模拟不同类型的某型复杂电磁信号的实验装备，该实验装备的试验测试结果表明，该技术合理可行、多功能一体化优势明显，是未来电子靶场构建复杂电磁环境装备的重要发展方向。

关键词：电子靶场;复杂电磁环境;作战效能

中图分类号：TN06           文献标识码：A文章编号：2096-4706（2022）03-0058-03

Thinking and Realization of Complex Electromagnetic Environment Construction in Electronic Target Range

MING Wenhua， ZHANG Yonghang

（No.38th Research Institute， China Electronic Technology Group Corporation， Hefei  230031， China）

Abstract： Focusing on the electromagnetic environment perceived by the electronic equipment， based on the basic connotation and characteristics of the complex electromagnetic environment on the battlefield， this paper discusses the influence of complex electromagnetic environment on fighting efficiency， and proposes the concept of the complex electromagnetic environment equipment construction in electronic target range according to the current functional position of the electronic target range. Finally， the experimental equipment built by using software technology which can simulate different types of complex electromagnetic signal is introduced. The equipments test results show that the technology is reasonable and feasible， and the multi-functional integration advantages are obvious. It is an important development direction that the electronic target range construct complex electromagnetic environment and equipment in the future.

Keywords： electronic target range; complex electromagnetic environment; fighting efficiency

0  引  言

随着电子信息技术和电子对抗技术的迅速发展，众多信息化程度高的雷达、导航、通信等电子站装备以及新型高效的作戰方式将广泛应用在真实作战中，未来战场中的电磁环境呈现愈加复杂和恶劣的趋势。在信息化战场中，武器装备需要依靠电磁信号完成作战任务，作战效能受到复杂电磁环境的制约;在部队实战演练中，只有在与实际战场逼近的环境中才能有效监测出电子装备的实战效能和在电磁环境中的生存与适应能力。因此，如何利用电子设备、仿真技术和模拟器材构建逼近实际战场环境的复杂电磁空间，对于提高军队信息化作战能力具有重要的战略意义[1]。

复杂电磁环境逼真构建的方法除了利用真实的武器装备（敌方的武器装备实体一般是通过第三国购买的方式或战场中缴获所得），还可以利用各类电子设备、信号模拟器以及计算机模拟仿真技术。随着现代化计算机模拟技术以及仿真技术的突破性发展，通过计算机系统可以逼近模拟战场的电磁环境。而介于实装和计算机软件仿真之间的多功能一体化信号模拟器则是效费比较高的一种电磁环境构建方式，特别是具备多功能一体化的靶场信号模拟装备正愈来愈多受到重视[2]。

1  复杂电磁环境的基本内涵

复杂电磁环境是指在有限的空间内，人为电磁波辐射、自然电磁辐射以及辐射传输因素的总和。复杂电磁环境的组成框图如图1所示。

信息化战争中，敌我双方的各种信息化装备施放多类型、多频谱、高密度、高强度，干扰与反干扰共存，包含通信、雷达、导航、光电等业务的电磁波，造成了复杂电磁环境在时、空、频域以及能量分布上类型繁杂、密集重叠、随机无序、动态起伏的特征。战场复杂电磁环境在类型表现上众多繁杂，在时域上表现变幻莫测，在空域上表现密集重叠，在频域上表现纵横交错，在能量上表现分布不均。

2  复杂电磁环境对作战效能的影响

武器装备的作战效能是通过准确获取电磁信号为基础的，信息化战中，电磁环境的复杂性造成作战信息获取渠道不畅，准确获取信息难度增大，从而导致指挥控制困难，火力拦截的准确性和可靠性下降。具体内容有：6F3FB6A2-CC88-490B-9492-C65D053B8738

2.1  影响战场感知的准确性

未来的作战是在复杂的电磁环境下进行的电子战。雷达探测、光电探测和电子侦察是电子战中人们感知、探测战场目标的三种基本手段，观测与感知战场的过程本质上就是从电磁环境中获取有用信号的过程。在电子战中，敌我双方都会使用大量的电子信息系统，而这些系统的正常工作均需依赖电磁活动。信号的复杂多变性增加了跟踪的准确性和干扰的难度，极有可能导致电子设备传感器受到干扰，战场感知错乱，从而降低作战指挥的准确性。

2.2  影响作战指挥的可靠性

信息化战争中，各种作战平台以及作战平台与指挥机构之间，都需要通过复杂的电磁环境传递数据、指令以及协同信息。在相对有限的战场空间中，电磁干扰都会制约无线电通信的能力，可能会导致通讯中断、数据不连续、误码率高，影响协同作战效能，作战指挥的可靠性和稳定性都面临威胁。

2.3  影响电子装备的保障性

武器装备和作战行动依赖电磁信号，但复杂电磁环境中的强电磁脉冲干扰可能会通过耦合进入电子设备的内部，影响设备的正常工作，甚至会对装备电路产生毁灭性损害，电子设备的生存能力受到考验。电子信息系统的装备种类繁杂，机制各异，需求多样，战场设备维护和检修要求极高，电子装备的保障十分困难。

3  电子靶场复杂电磁环境构建

要想构建电子靶场复杂电磁环境，首先要理解复杂电磁环境的概念和特点，其次要对电子靶场的职能定位及功能要求有明确的认识，在此基础上进行复杂电磁环境建设，最终落实到具体的装备建设。前文简述了复杂电磁环境的概念和特点，以下主要从工程实现的角度对后续几个问题进行探讨。

3.1  职能定位

结合国外电子靶场发展趋势，根据对我国各类电子靶场承担的各种任务进行梳理总结，我们认为目前我国电子靶场主要职能有四点，即“试”“训”“研”“评”，具体内容有：

（1）靶场试验。主要指雷达、通信和电子对抗等众多类型的电子装备产品定型试验，包括单装产品性能试验和体系作战试验，当前形势下更强调各类电子装备的复杂电磁环境适应性试验。（2）靶场训练。主要是指为雷达和电子对抗部队提供战训条件和环境，特别强调为作战演习和训练提供逼真战场电磁环境。（3）靶场科研。试验理论和试验技术研究、电子战作战应用研究。（4）装备评估。评估武器装备在复杂电磁环境下的作战效能等。

从上述电子靶场的职能定位来看，每一项都与复杂电磁环境有关。因此，电子靶场复杂电磁环境建设是电子靶场自身发展的需要。

3.2  构建目的

3.2.1  典型作战目标模拟

电子靶场通常扮演电子蓝军角色，因此其装备建设主要目的是模拟敌方典型的雷达、通信、电子对抗等装备。

3.2.2  战场电磁环境模拟

构建敌我双方军用和民用电子设备发射机辐射产生的电磁环境，主要包括：

（1）威胁电磁环境：由敌方电子装备辐射产生的，直接针对我方电子装备的干扰电磁信号环境;（2）目标电磁环境：作为我方电子装备作战规划的侦察目标，由敌方电子装备辐射产生的电磁信号环境;（3）背景电磁环境：威胁电磁环境、目标电磁环境之外，由敌方、我方电子装备及民用电子设备辐射等产生的电磁环境。

3.2.3  试验、训练条件构建

针对电子装备试验或部队训练，构建试验和作战环境。

3.2.4  作战效能评估

电子装备作战效能、抗干扰性能评估。其评估方法的客观性和有效性将直接关系到雷达对抗实战化训练效益的发挥程度，其评估结果将是牵引和推动训练手段持续改进，提升部队战备能力的重要依据[3]。

3.3  构建目标及指导原则

3.3.1  建設目标

以形成武器装备复杂电磁环境适应性试验能力为根本目标，突出试验装备的实战化特征，从导弹突防、陆战场、海战场等对抗试验任务需求入手，重点关注复杂电磁环境的生成和评估。

3.3.2  指导原则

电磁环境生成系统主要包括目标信号、干扰信号、通信信号等，其装备具备雷达-通信-电子战一体化功能，并按照软件化思想设计，确保装备的通用性和互换性。

电磁环境试验系统评估主要用于武器系统测试、试验、校正、鉴定、评估、训练等，其重点建设内容包括定标测试系统、靶标系统、作战训练系统、定型试验检验系统等。

3.4  系统组成

复杂电磁环境试验系统构建由四大基本模块组成，包括电磁环境控制、电磁环境模拟、电磁环境监测、电磁环境评估。

复杂电磁环境试验系统的组成框图如图2所示。

3.5  建设要点

复杂电磁环境试验系统要求能够贴近战场环境的电磁环境系统，检验武器装备实战效能。因此其装备建设要点有如下几个方面：

（1）客观针对性，贴近战场实际环境。模拟重点作战对手导弹预警、制导火控骨干雷达及其作战样式。

（2）极高灵活性，适应战场变化需要。采用软件化装备建设方式，以数字阵列+高速数据传输+高性能计算平台为统一系统架构。软件化、开放式架构能够提供可重用技术，促进商用现货部件的使用，实现灵活与快速的技术更新，降低新型系统的开发和维护费用。

（3）发展渐进性，按照轻重缓急建设。建议以成熟的某波段开展建设，逐步扩充建设其他波段，形成对外军防御雷达网的模拟能力。

4  复杂电磁环境模拟装备实现方法

目前国内对于电子靶场复杂电磁环境的构建主要集中在电磁环境评估系统[4，5]。6F3FB6A2-CC88-490B-9492-C65D053B8738

依据战场复杂电磁环境的特点，通过梳理电子靶场所面临的复杂电磁环境干扰信号类型主要包括以下幾种，雷达信号、通信信号和电子干扰信号[6]。

为了将以上不同种类的信号产生出来并能够正确接收和处理，利用软件化雷达的优势[7]，设计了一个雷达、通信、电子战一体化实验系统。采用了“宽带数字化射频前端+高速大容量数据传输系统+软件化高性能后端处理”的总体架构，如图3所示。

雷达、通信、电子战后端从信号处理开始均采用服务器软件处理，因此后端硬件完全共用。而前端的发射机、接收机、天线单元、DBF分机等硬件也是完全共用的。为确保雷达性能指标，雷达模式工作时使得GaN功率管工作在饱和放大区。在通信和对抗模式下，使功率管退出饱和状态，满足通信及对抗对线性功放应用的需求。

波形产生则采用了DDS和DAC兼容的任意波形产生方式。对于常用的雷达信号形式，后端发出信号参数至DAM，产生参数化波形。对于非参数化雷达波形，使用服务器实现将波形存储于系统参数数据库中，在工作模式初始化时加载至射频前端;对于通信信号形式，后端服务器进行信源编码、调制、滤波后将波形实时传送到DAM，通过DAC方式产生通信信号;对于电子战信号，也是后端将处理好的干扰信号实时送往DAM，通过DAC方式完成射频信号产生。

测试结果表明，该平台具备雷达、通信、电子战一体化工作能力，系统采用了软件化设计思想，实现了功能软件可定义、系统模式可重构，支持高级语言进行二次开放，具有良好的灵活性和极强的系统升级能力，符合国内外发展趋势[3]，是靶场建设复杂电磁环境装备的重要发展方向。

5  结  论

战场电磁环境的日益复杂，严重制约武器装备的作战效能。文章从复杂电磁环境的特性出发，分析了复杂电磁环境对电子装备作战效能的影响，在此基础上提出了电子靶场复杂电磁环境建设的构想。该构想利用软件化雷达技术，采用参数可重构、可定义的模式进行模拟装备建设，通过少量型谱装备就能够模拟不同战场条件下的电磁环境，对于开展逼近实战的电磁环境下的装备定型试验，提高武器装备在复杂战场电磁环境的适应能力、生存能力和作战效能，具有重要的战略意义。

参考文献：

[1] 戎建刚，王鑫，陈飞，等.复杂电磁环境逼真构建的评价指标 [J].航天电子对抗，2016，32（1）：1-3+38.

[2] 孙国政.试验靶场多功能一体化技术的应用与发展 [J].现代雷达，2015，37（10）：1-4+10.

[3] 耿涛.复杂电磁环境下雷达对抗训练效果评估方法 [J].现代导航，2021，12（3）：221-226.

[4] 陈文东，汤斌.复杂电磁环境下雷达抗干扰性能评估方法 [J].雷达科学与技术，2017，15（1）：73-80.

[5] 孙希东.对空情报雷达复杂电磁环境适应性考核指标体系 [J].现代雷达，2016，38（6）：78-82.

[6] 邵康，刘姜玲.基于半实物平台的战场复杂电磁环境信号生成与实现 [J].中国电子科学研究院学报，2017，12（2）：176-180.

[7] 包宽.软件化雷达技术发展趋势与挑战 [J].现代信息科技，2017，1（1）：58-61.

作者简介：明文华（1975—），男，汉族，安徽宁国人，高级工程师，硕士，研究方向：雷达系统设计。6F3FB6A2-CC88-490B-9492-C65D053B8738