數(shù)字化地理信息的電磁環(huán)境信號(hào)發(fā)生技術(shù)的思想、方法和發(fā)展現(xiàn)狀介紹

半實(shí)物模擬測(cè)試方法是目前電子戰(zhàn)武器裝備在復(fù)雜電磁環(huán)境下性能評(píng)估測(cè)試的研究熱點(diǎn)?；跀?shù)字化地理信息的復(fù)雜電磁環(huán)境信號(hào)發(fā)生技術(shù)是實(shí)現(xiàn)半實(shí)物模擬測(cè)試的一種有效技術(shù)途徑。本文從復(fù)雜電磁環(huán)境模擬建模、基于數(shù)字化地理信息的電磁信號(hào)傳播模擬以及復(fù)雜樣式信號(hào)發(fā)生等三個(gè)方面介紹分析了此技術(shù)的思路、方法和發(fā)展現(xiàn)狀。

1.引言

電子戰(zhàn)是現(xiàn)代化戰(zhàn)爭(zhēng)中的重要組成部分，在很多場(chǎng)合電子戰(zhàn)裝備性能指標(biāo)的高低直接決定了戰(zhàn)爭(zhēng)全局的勝敗。然而，電子戰(zhàn)裝備所在的實(shí)際戰(zhàn)區(qū)的電磁環(huán)境中，充斥著種類(lèi)繁多的復(fù)雜電磁信號(hào)，例如雷達(dá)、導(dǎo)航、通信、敵方干擾、自然噪聲等信號(hào)。同時(shí)由于各種電磁信號(hào)的傳播受到實(shí)際地理環(huán)境的顯著影響，導(dǎo)致戰(zhàn)區(qū)電磁環(huán)境異常復(fù)雜。電子戰(zhàn)武器裝備在復(fù)雜電磁環(huán)境下的性能測(cè)試成為其研制過(guò)程中的重要內(nèi)容[1]。

概括來(lái)說(shuō)，武器裝備的電磁性能測(cè)試按環(huán)境不同可分為三類(lèi)。第一是全實(shí)物測(cè)試，將待測(cè)裝備置于演習(xí)或?qū)嶋H戰(zhàn)區(qū)，利用實(shí)際存在的復(fù)雜電磁環(huán)境對(duì)裝備性能進(jìn)行測(cè)試。此種方式最具說(shuō)服力，通常作為成熟型號(hào)武器裝備的最終測(cè)試方法。但是，因?yàn)榇朔绞匠杀緲O高、風(fēng)險(xiǎn)大，很多場(chǎng)合是破壞性測(cè)試，并且所得到測(cè)試結(jié)果不具備遍歷性，無(wú)法滿(mǎn)足裝備研制過(guò)程中的絕大多數(shù)的常規(guī)測(cè)試需求。第二種是基于計(jì)算機(jī)、數(shù)據(jù)庫(kù)等技術(shù)的全數(shù)字仿真測(cè)試。這種技術(shù)是通過(guò)數(shù)據(jù)采集或者數(shù)學(xué)建模的方式，將實(shí)際電磁環(huán)境的主要特征信息以數(shù)字格式存儲(chǔ)于數(shù)據(jù)庫(kù)中，在某種特定仿真算法的驅(qū)動(dòng)下，對(duì)待測(cè)裝備的性能進(jìn)行全數(shù)字仿真測(cè)試。此方法運(yùn)行成本低、靈活便捷，通常用于裝備的前期開(kāi)發(fā)過(guò)程中，偏重于對(duì)軟件算法的測(cè)試。然而由于逼真度低，與實(shí)際環(huán)境差異過(guò)大，對(duì)于正式裝備的性能測(cè)試僅具有參考作用，大多數(shù)場(chǎng)合無(wú)法作為最終驗(yàn)證手段。第三種測(cè)試方法是半實(shí)物模擬測(cè)試，此方法是在前兩種方法有機(jī)結(jié)合的基礎(chǔ)上發(fā)展而來(lái)的。它利用數(shù)據(jù)采集或數(shù)學(xué)建模的方法組建數(shù)字化復(fù)雜電磁環(huán)境信息數(shù)據(jù)庫(kù)，根據(jù)實(shí)際測(cè)試場(chǎng)景需求，計(jì)算波形數(shù)據(jù)，基于復(fù)雜信號(hào)發(fā)生技術(shù)，通過(guò)波形發(fā)生的方式產(chǎn)生實(shí)際電磁信號(hào)，人為構(gòu)建高逼真度的復(fù)雜電磁環(huán)境，用于裝備性能測(cè)試。這種測(cè)試方法兼?zhèn)淞饲皟煞N方法的優(yōu)點(diǎn)，測(cè)試高效便捷，打破全實(shí)物測(cè)試中測(cè)試環(huán)境的時(shí)空限制;場(chǎng)景豐富，根據(jù)實(shí)戰(zhàn)環(huán)境需求任意構(gòu)建測(cè)試電磁環(huán)境信號(hào);高逼真度，基于數(shù)字地圖數(shù)據(jù)，綜合考慮輻射源種類(lèi)、裝備布局、傳播途徑、自然干擾等各種因素;成本低廉、結(jié)果全面，非損壞性測(cè)試，實(shí)現(xiàn)高度一致性的重復(fù)性測(cè)試，可評(píng)估裝備在各種極端條件下的性能。

基于數(shù)字化地理信息的復(fù)雜電磁環(huán)境信號(hào)發(fā)生技術(shù)是實(shí)現(xiàn)半實(shí)物模擬測(cè)試的一個(gè)有效技術(shù)途徑，具有場(chǎng)景快速便捷構(gòu)建、測(cè)試遠(yuǎn)程可控、干擾信號(hào)多參數(shù)可控、干擾效果可評(píng)的高效測(cè)試效果等優(yōu)點(diǎn)。其技術(shù)難題主要體現(xiàn)在三個(gè)方面：1)復(fù)雜電磁環(huán)境模擬建模，實(shí)際的戰(zhàn)場(chǎng)電磁環(huán)境極度復(fù)雜，包括了雷達(dá)、通信、導(dǎo)航、干擾、噪聲等多方面的復(fù)雜樣式信號(hào);傳播媒質(zhì)多變，涵蓋地海表面、大氣層、散射體等;發(fā)射機(jī)和接收機(jī)移動(dòng)式布局，拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)特征復(fù)雜。2)基于數(shù)字化地理信息的電磁信號(hào)傳播模擬，不同的地理環(huán)境，例如：淡水、海水、濕地、森林和建筑物等，對(duì)電磁波的傳播具有繞射、反射、阻礙等衰減作用。而且根據(jù)具體環(huán)境的特性差異(例如海水含鹽量的不同)，每種類(lèi)別地理環(huán)境所呈現(xiàn)的電氣性能各異，從而導(dǎo)致傳播模型參數(shù)變化繁復(fù)。3)復(fù)雜樣式信號(hào)發(fā)生技術(shù)，實(shí)際復(fù)雜電磁環(huán)境中信號(hào)樣式復(fù)雜多變，頻率覆蓋范圍大，涵蓋微波毫米波頻段，調(diào)制帶寬高達(dá)GHz量級(jí)，同時(shí)擁有捷變頻特性。因此，滿(mǎn)足上述性能指標(biāo)要求的復(fù)雜樣式信號(hào)發(fā)生技術(shù)是實(shí)現(xiàn)復(fù)雜電磁環(huán)境信號(hào)模擬，滿(mǎn)足半實(shí)物模擬測(cè)試的基礎(chǔ)。

本文將從以上三個(gè)方面介紹基于數(shù)字化地理信息的復(fù)雜電磁環(huán)境信號(hào)發(fā)生技術(shù)的思想、方法和發(fā)展現(xiàn)狀。

2.復(fù)雜電磁環(huán)境模擬建模

根據(jù)國(guó)軍標(biāo)(GJB6130-2007)給出的定義，復(fù)雜電磁環(huán)境是指在一定的空域、時(shí)域、頻域和功率域上，多種電磁信號(hào)同時(shí)存在，對(duì)用頻裝備運(yùn)用和作戰(zhàn)行動(dòng)產(chǎn)生一定影響的電磁環(huán)境。由此可知，復(fù)雜電磁環(huán)境是對(duì)某個(gè)實(shí)際場(chǎng)景中所含各種復(fù)雜電磁信號(hào)成分的泛稱(chēng)，其主要由電子對(duì)抗環(huán)境、雷達(dá)環(huán)境、通信環(huán)境、光電環(huán)境、敵我識(shí)別電磁環(huán)境、導(dǎo)航電磁環(huán)境、民用電磁環(huán)境、自然電磁環(huán)境等構(gòu)成[2]。每一類(lèi)型的電磁環(huán)境又由不同類(lèi)型的電磁輻射源生成，并對(duì)不同的信息化武器裝備產(chǎn)生影響，進(jìn)而影響整體作戰(zhàn)。對(duì)復(fù)雜電磁環(huán)境建模的前提是對(duì)一個(gè)場(chǎng)景中種類(lèi)繁復(fù)、特性復(fù)雜的信號(hào)成分進(jìn)行分類(lèi)、分析，進(jìn)而根據(jù)每種常規(guī)信號(hào)的表征和傳播媒質(zhì)進(jìn)行建模[3]。最后將關(guān)注的各信號(hào)綜合，完成對(duì)實(shí)際電磁環(huán)境模擬構(gòu)建。

2.1 復(fù)雜電磁環(huán)境的信號(hào)特點(diǎn)

復(fù)雜電磁環(huán)境所含信號(hào)成分主要分為兩類(lèi)：自然因素干擾信號(hào)和人為因素干擾信號(hào)，其中人為因素干擾信號(hào)包括了無(wú)意干擾信號(hào)和對(duì)抗干擾信號(hào)。自然因素干擾信號(hào)主要源于雷電和靜電，屬于實(shí)際環(huán)境中的非可控因素。用于半實(shí)物模擬測(cè)試的電磁環(huán)境構(gòu)建主要注重于特性可控的人為因素干擾信號(hào)的模擬。由于對(duì)抗干擾信號(hào)對(duì)電子武器裝備的影響顯著，形式多樣、樣式復(fù)雜，成為復(fù)雜電磁環(huán)境模擬的關(guān)鍵內(nèi)容。隨著電子戰(zhàn)裝備的快速發(fā)展升級(jí)，所用到的電磁信號(hào)主要呈現(xiàn)以下四個(gè)特點(diǎn)：1)信號(hào)樣式復(fù)雜多樣，種類(lèi)多，分布密度大。數(shù)字矢量調(diào)制技術(shù)的發(fā)展，使一系列復(fù)雜調(diào)制樣式的實(shí)現(xiàn)成為現(xiàn)實(shí)。在戰(zhàn)區(qū)廣泛密集分布的各種新體制雷達(dá)裝備所使用的調(diào)制格式涵蓋了線(xiàn)性調(diào)頻、非線(xiàn)性調(diào)頻、相位編碼、頻率編碼、噪聲調(diào)頻、巴克碼調(diào)制等脈內(nèi)調(diào)制格式，以及脈間頻率捷變、脈組頻率捷變、分時(shí)頻率分集、PRI參差/抖動(dòng)/組變/滑變、脈沖寬度組變/組合等脈間調(diào)制格式。2)信號(hào)頻率覆蓋范圍大幅度拓寬。電子裝備所用電磁信號(hào)所占用頻段不斷變寬，從高頻信號(hào)覆蓋到微波毫米波信號(hào)。3)信號(hào)調(diào)制帶寬不斷加大。例如新式合成孔徑雷達(dá)的調(diào)制帶寬達(dá)到GHz量級(jí)。4)捷變頻性能顯著提升，信號(hào)高度交疊。某些信號(hào)雷達(dá)所用的調(diào)制信號(hào)的中心頻率捷變頻時(shí)間達(dá)到百納秒量級(jí)，在1秒鐘時(shí)間內(nèi)可實(shí)現(xiàn)數(shù)百萬(wàn)次頻率捷變，對(duì)于常規(guī)接收機(jī)在同一時(shí)間可能有百萬(wàn)量級(jí)的信號(hào)同時(shí)出現(xiàn)，交疊嚴(yán)重。

由此可見(jiàn)，復(fù)雜電磁環(huán)境對(duì)電子裝備的正常工作影響顯著，對(duì)其作戰(zhàn)運(yùn)用和效能發(fā)揮提出了很大的挑戰(zhàn)。復(fù)雜電磁環(huán)境的逼真模擬構(gòu)建是半實(shí)物模擬測(cè)試的基礎(chǔ)，對(duì)裝備開(kāi)展復(fù)雜電磁環(huán)境試驗(yàn)、研究武器裝備的電磁兼容性、檢測(cè)其電磁環(huán)境適應(yīng)能力提供了便利，有利于提高武器裝備對(duì)電磁環(huán)境的適應(yīng)能力，具有重要的意義。

2.2 復(fù)雜電磁環(huán)境的信號(hào)建模

根據(jù)各類(lèi)輻射源對(duì)電子武器裝備的影響程度，戰(zhàn)區(qū)復(fù)雜電磁環(huán)境的模擬主要針對(duì)以下類(lèi)型輻射源的建模，包括脈沖雷達(dá)、干擾機(jī)、塔康(TACAN)、敵我識(shí)別器(IFF)、聯(lián)合戰(zhàn)術(shù)信息分發(fā)系統(tǒng)(JTIDS)等[4]。對(duì)輻射源進(jìn)行表征的基本內(nèi)容可歸納為：1)一般信息，包括標(biāo)識(shí)、型號(hào)、用途、體制、天線(xiàn)類(lèi)型、水平覆蓋范圍、垂直覆蓋范圍、偵察距離、最大跟蹤距離、綜合損耗、波束個(gè)數(shù)、最大波束數(shù)量、最小掃描步進(jìn)、增益最大功率、掃瞄時(shí)平臺(tái)類(lèi)型、平臺(tái)性能、指揮控制關(guān)系、信號(hào)樣式等;2)發(fā)射機(jī)信息，包括型號(hào)、工作頻段、帶寬、饋線(xiàn)損耗、發(fā)射機(jī)類(lèi)型等;3)接收機(jī)信息，包括型號(hào)、靈敏度、中心頻率、帶寬、中頻帶寬等。

在對(duì)輻射源信號(hào)建模中，通常采用脈沖描述字(PDW)對(duì)輻射源輻射信息進(jìn)行描述，具體包含：脈沖載頻、脈沖寬度、脈內(nèi)調(diào)制(相位編碼或頻率調(diào)制)、脈沖到達(dá)時(shí)間、脈沖到達(dá)角、脈沖幅度。電子戰(zhàn)環(huán)境下接收機(jī)接收到的雷達(dá)信號(hào)為各個(gè)輻射源所輻射的脈沖流的疊加。接收機(jī)接收的脈沖流以脈沖到達(dá)接收機(jī)的時(shí)間排序。輻射源脈沖流是接收機(jī)脈沖流構(gòu)成的基本元素，輻射源脈沖流及脈沖參數(shù)變化形式的復(fù)雜性決定了場(chǎng)景的復(fù)雜性。根據(jù)輻射源脈沖流可能出現(xiàn)的變化形式及針對(duì)性的處理方法，可以從時(shí)域、空域和調(diào)制域等幾個(gè)方面對(duì)輻射源脈沖流進(jìn)行建模。

(1)時(shí)域模型

脈沖到達(dá)時(shí)間(TOA)是脈沖流最重要的參數(shù)之一。TOA與輻射源和接收機(jī)的距離及輻射源的脈沖重復(fù)間隔(PRI)相關(guān)，輻射源類(lèi)型不同則其PRI也不盡相同。

(2)空域模型

脈沖到達(dá)角(DOA)是一個(gè)與輻射源位置密切相關(guān)的信息，取決于輻射源與接收機(jī)之間的相對(duì)角度。當(dāng)輻射源與接收機(jī)之間存在相對(duì)運(yùn)動(dòng)時(shí)，DOA是緩慢變化的。DOA參數(shù)不受輻射源本身的影響，是信號(hào)處理系統(tǒng)所依據(jù)的最重要、最可靠的特征。因此，有必要對(duì)DOA單獨(dú)建模和分析。

(3)調(diào)制域模型

調(diào)制域參數(shù)主要包括：脈沖載頻(RF)、脈沖寬度(PW)、脈沖幅度(PA)和脈內(nèi)調(diào)制樣式(PM)。輻射源類(lèi)型不同則其參數(shù)域參數(shù)也不盡相同。

根據(jù)戰(zhàn)情文件設(shè)置的輻射源參數(shù)，生成每個(gè)輻射源在當(dāng)前仿真時(shí)間間隔內(nèi)產(chǎn)生的PDW流，并根據(jù)每個(gè)仿真時(shí)間被動(dòng)雷達(dá)的狀態(tài)參數(shù)進(jìn)行信號(hào)稀釋?zhuān)詈髮?duì)所有輻射源的PDW流進(jìn)行排序輸出。

3.基于數(shù)字化地理信息的電磁信號(hào)傳播模擬

從電磁環(huán)境模擬的需要出發(fā)，無(wú)論是自然因素干擾信號(hào)和人為因素干擾信號(hào)，要全面地模擬電磁環(huán)境產(chǎn)生的物理基礎(chǔ)，都需將影響電磁環(huán)境產(chǎn)生和傳播的物理環(huán)境進(jìn)行詳細(xì)分解，建立基本的模擬對(duì)象，即戰(zhàn)場(chǎng)實(shí)體環(huán)境的地理信息，例如：地形、氣象、地質(zhì)、地磁等因素。根據(jù)復(fù)雜電磁環(huán)境中不同輻射源所發(fā)射的電磁信號(hào)的頻率覆蓋范圍不同，信號(hào)的傳播模式各異。例如：1)表面波傳播，是指電波沿著地球表面?zhèn)鞑サ那闆r。這時(shí)電波是緊靠著地面?zhèn)鞑サ?，地面的性質(zhì)、地貌、地物等都會(huì)影響電波的傳播。2)天波傳播，是指經(jīng)過(guò)電離層反射到地面的電波傳播。電離層是由圍繞地球的處于不同高度的4個(gè)導(dǎo)電層組成的，這4個(gè)導(dǎo)電層分別稱(chēng)為D層、E層、F1層和F2層，這些導(dǎo)電層對(duì)短波傳播具有重要影響。3)空間波傳播，是指當(dāng)發(fā)射和接收天線(xiàn)架設(shè)的較高時(shí)候，在視線(xiàn)范圍內(nèi)，電磁波直接從發(fā)射天線(xiàn)傳播到接收天線(xiàn)的傳播。此時(shí)，電磁波還可以經(jīng)地面反射到達(dá)接收天線(xiàn)，所以，接收天線(xiàn)處的場(chǎng)強(qiáng)是直射波和反射波的矢量和，形成的合成場(chǎng)強(qiáng)，直射波不受地面的影響，地面反射波要經(jīng)過(guò)地面的反射，因此要受到反射點(diǎn)地質(zhì)地形的影響。4)外層空間傳播，是指電磁波由地面發(fā)出，經(jīng)低空大氣層和電離層而到達(dá)外層空間的傳播及其相反過(guò)程的傳播。5)散射傳播，是指大氣對(duì)流層中，除了有規(guī)則的片狀或?qū)訝顨饬魍猓€存在著不規(guī)則的氣流，這類(lèi)似于水流中漩渦的不均勻體。相應(yīng)地，在電離層中則有電子密度的不均勻性。當(dāng)無(wú)線(xiàn)電波投射到這些不均勻體的時(shí)候，類(lèi)似于光的散射和反射現(xiàn)象，電波將發(fā)生散射或反射，一部分能量傳播到接收點(diǎn)，這種傳播方式稱(chēng)為散射傳播。6)大氣波導(dǎo)傳播，是指由于大氣對(duì)流層的不均勻性和電離層的存在，在一定的條件下，對(duì)某一特定的頻率形成大氣波導(dǎo)，使電波傳播的損耗大大減小，這種電波傳播的現(xiàn)象稱(chēng)為大氣波導(dǎo)傳播。根據(jù)實(shí)際戰(zhàn)場(chǎng)電磁環(huán)境的信號(hào)成分，電子戰(zhàn)裝備的信號(hào)傳播模式以表面波傳播和空間波傳播為主，其受實(shí)際地理環(huán)境影響顯著。地理信息系統(tǒng)(GIS)是實(shí)現(xiàn)基于地理信息電磁信號(hào)傳播模擬建模的有效工具。

GIS系統(tǒng)是在軟硬件支持下，對(duì)整個(gè)或者部分地球表層空間中的有關(guān)地理分布數(shù)據(jù)進(jìn)行采集、存儲(chǔ)、管理、運(yùn)算、分析、顯示和描述的技術(shù)系統(tǒng)[5]。GIS系統(tǒng)處理和管理的對(duì)象是多種地理空間實(shí)際數(shù)據(jù)及其關(guān)系，包括空間定位數(shù)據(jù)、圖形數(shù)據(jù)、遙感圖像數(shù)據(jù)、屬性數(shù)據(jù)等，用于分析和處理一定地理區(qū)域分布的各種現(xiàn)象和過(guò)程。GIS系統(tǒng)包括3種空間數(shù)據(jù)類(lèi)型：1)坐標(biāo)系，如經(jīng)緯度、平面直角坐標(biāo)和極坐標(biāo)等。2)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)，定義兩個(gè)物體之間接通和鄰接等關(guān)系。3)地理變量，如土壤種類(lèi)、地質(zhì)信息、氣候等。同時(shí)GIS系統(tǒng)支持2種數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)，1)柵格數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)，即像元陣列，可根據(jù)每個(gè)像元特有的行列號(hào)來(lái)卻確定位置。柵格數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)中的每個(gè)代碼明確的代表了對(duì)應(yīng)實(shí)體的屬性。它由3級(jí)機(jī)構(gòu)組成，即點(diǎn)實(shí)體，表示柵格數(shù)據(jù)中的一個(gè)像元;線(xiàn)實(shí)體，表示某方向上成串的相鄰像元集合;面實(shí)體，表示聚集在一起的相鄰像元的集合。2)矢量數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)，即通過(guò)記錄坐標(biāo)的方式，盡可能的將點(diǎn)、線(xiàn)、面地理實(shí)體準(zhǔn)確的反映出來(lái)。它具有比柵格數(shù)據(jù)更高的精確性。矢量數(shù)據(jù)可按一定的轉(zhuǎn)化規(guī)律轉(zhuǎn)化為柵格數(shù)據(jù)。柵格數(shù)據(jù)的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)有利于計(jì)算機(jī)處理，具有距離制圖、密度制圖、表面生成與分析、單元統(tǒng)計(jì)、領(lǐng)域統(tǒng)計(jì)、分類(lèi)區(qū)統(tǒng)計(jì)、重分類(lèi)和柵格計(jì)算等分析功能。

基于GIS系統(tǒng)的柵格數(shù)據(jù)，通過(guò)圖形的采集和矢量化處理建立起戰(zhàn)場(chǎng)區(qū)域的地形地貌圖和所要電磁輻射源的分布圖，采用數(shù)據(jù)庫(kù)技術(shù)建立電磁輻射源基礎(chǔ)地理信息數(shù)據(jù)庫(kù)，通過(guò)電子地圖和數(shù)據(jù)庫(kù)的連接，創(chuàng)建和查詢(xún)戰(zhàn)場(chǎng)電磁輻射源的特征、屬性、空間位置、探測(cè)能力及通信能力等信息。同時(shí)實(shí)現(xiàn)輻射源數(shù)量、空間分布、技戰(zhàn)術(shù)指標(biāo)、戰(zhàn)術(shù)應(yīng)用、組織序列以及電磁信號(hào)的傳播途徑、電磁輻射范圍、電磁頻譜分布全景等內(nèi)容可視化，為基于戰(zhàn)場(chǎng)實(shí)際地理環(huán)境的復(fù)雜環(huán)境模擬建模提供支持。

4.復(fù)雜樣式信號(hào)發(fā)生技術(shù)

復(fù)雜樣式信號(hào)發(fā)生技術(shù)是為了最終實(shí)現(xiàn)復(fù)雜電磁環(huán)境中信號(hào)樣式復(fù)雜多變的電磁信號(hào)，人為構(gòu)建高逼真度的復(fù)雜電磁環(huán)境，適應(yīng)于各種裝備的性能測(cè)試。理想的復(fù)雜樣式信號(hào)發(fā)生技術(shù)是基于數(shù)字化復(fù)雜電磁環(huán)境信息數(shù)據(jù)庫(kù)的復(fù)雜樣式模擬軟件系統(tǒng)與復(fù)雜樣式信號(hào)發(fā)生模擬硬件平臺(tái)的有機(jī)結(jié)合，這種技術(shù)的優(yōu)勢(shì)體現(xiàn)在：1)一個(gè)平臺(tái)可以根據(jù)不同武器裝備測(cè)試需求，搭載相適應(yīng)的復(fù)雜電磁環(huán)境信息數(shù)據(jù)庫(kù)和模擬發(fā)生軟件，實(shí)現(xiàn)符合該武器裝備作戰(zhàn)環(huán)境的輻射源及其環(huán)境模擬;2)一代平臺(tái)可以搭載同一武器裝備的多代復(fù)雜電磁環(huán)境模擬軟件，使其具備很強(qiáng)模擬仿真兼容性和適用性。這種復(fù)雜樣式信號(hào)發(fā)生技術(shù)可以通過(guò)靈活的配置，實(shí)現(xiàn)服務(wù)于多種、多代武器裝備的測(cè)試，提高測(cè)試效能，擺脫全實(shí)物測(cè)試環(huán)境的時(shí)域、空域及地域限制，在統(tǒng)一平臺(tái)上滿(mǎn)足武器裝備對(duì)環(huán)境模擬樣式、頻譜覆蓋、調(diào)制帶寬以及信號(hào)捷變等方面的測(cè)試要求。

基于復(fù)雜電磁環(huán)境信息數(shù)據(jù)庫(kù)的模擬軟件系統(tǒng)中的關(guān)鍵技術(shù)點(diǎn)就在于適應(yīng)各種裝備并包含符合裝備作戰(zhàn)區(qū)域地理化信息的數(shù)據(jù)庫(kù)及模型建立，這在文章的前面已重點(diǎn)介紹，不再贅述。而對(duì)于依賴(lài)硬件平臺(tái)來(lái)實(shí)現(xiàn)的復(fù)雜樣式信號(hào)發(fā)生技術(shù)關(guān)鍵指標(biāo)，其涉及到的技術(shù)指標(biāo)廣泛，性能指標(biāo)要求很高，例如：頻率覆蓋范圍大，涵蓋微波毫米波頻段，調(diào)制帶寬高達(dá)GHz量級(jí)，同時(shí)擁有捷變頻特性。能夠支持以上高性能技術(shù)指標(biāo)的復(fù)雜樣式信號(hào)發(fā)生，離不開(kāi)高性能信號(hào)發(fā)生硬件平臺(tái)的支撐。目前利用信號(hào)發(fā)生硬件平臺(tái)來(lái)實(shí)現(xiàn)復(fù)雜電磁環(huán)境中電磁信號(hào)生成，需要重點(diǎn)解決的關(guān)鍵技術(shù)點(diǎn)有以下幾個(gè)方面：1)大帶寬任意波基帶發(fā)生技術(shù)是實(shí)現(xiàn)復(fù)雜電磁環(huán)境信息數(shù)據(jù)由數(shù)據(jù)量向模擬量轉(zhuǎn)變的核心單元，其調(diào)制帶寬寬，通過(guò)數(shù)模轉(zhuǎn)換后形成已調(diào)的復(fù)雜中頻模擬信號(hào)。該模擬信號(hào)將被相應(yīng)的頻率合成技術(shù)搬移到所需的頻段，實(shí)現(xiàn)復(fù)雜樣式信號(hào)的最終輸出;2)復(fù)雜樣式信號(hào)多參數(shù)多域調(diào)制綜合仿真的數(shù)字信號(hào)合成技術(shù)，將復(fù)雜電磁環(huán)境信息數(shù)據(jù)庫(kù)中數(shù)據(jù)以數(shù)字的形式進(jìn)行信號(hào)的綜合計(jì)算及處理，完成所需信號(hào)在頻域、時(shí)域、調(diào)制域以及空域的疊加，最終實(shí)現(xiàn)大容量、多樣式、多調(diào)制參數(shù)復(fù)雜電磁信號(hào)的編輯、定義、數(shù)據(jù)存儲(chǔ)、調(diào)用等任務(wù)，最后完成復(fù)雜電磁信號(hào)模擬的載波及序列組構(gòu)建，為復(fù)雜樣式信號(hào)的向外發(fā)生做好準(zhǔn)備;3)覆蓋微波毫米波且能支持復(fù)雜樣式信號(hào)發(fā)生的頻率合成技術(shù)，利用直接模擬頻率合成(ADS)方式(如微波毫米波捷變頻信號(hào)發(fā)生器)或者間接頻率合成方式(如矢量信號(hào)發(fā)生器)實(shí)現(xiàn)已調(diào)復(fù)雜樣式載波信號(hào)向著更高頻段擴(kuò)展。

5.結(jié)論

基于數(shù)字化地理信息的復(fù)雜環(huán)境信號(hào)模擬技術(shù)是電子武器裝備半實(shí)物模擬測(cè)試的一種新的嘗試。基于此技術(shù)構(gòu)建的武器裝備在復(fù)雜電磁環(huán)境下的性能評(píng)估測(cè)試系統(tǒng)具有操作便捷、參數(shù)可控、成本低廉、高逼真度、結(jié)果全面、場(chǎng)景豐富等優(yōu)點(diǎn)。本文從復(fù)雜電磁環(huán)境模擬建模、基于數(shù)字化地理信息的電磁信號(hào)傳播模擬以及復(fù)雜樣式信號(hào)發(fā)生等三個(gè)方面介紹了此技術(shù)的思路、方法和發(fā)展現(xiàn)狀，對(duì)其可行性做了詳細(xì)分析。