战场电磁环境的基本概念
1 战场电磁环境的基本概念
电磁环境通常是指存在于给定场所电磁现象的
总和。战场电磁环境则是指一定的战场空间内对作
战有影响的电磁活动和现象的总和,即在一定的战
场空间内,由空域、时域、频域、能量上分布的数量繁
多、样式复杂、密集重叠、动态交迭的电磁信号构成
的电磁环境。
和战场其它诸多环境相比,电磁环境是战场环
境中更为重要的组成部分。战场电磁环境不仅是战
场上通信、雷达、计算机、光电设备的信号环境,而且
也是电子对抗的信号环境。由于电子信息化设备的
普及和使用,现代战场上电磁辐射源及电磁信号变
得高度密集,电磁辐射源多样,电磁辐射信号种类繁
多,导致电磁环境趋于复杂。此外,还有民用广播、电视、通信及雷达形成的电磁环境,都可能对战场电
磁环境产生重要影响。
战场电磁环境已经成为信息化战场区别于传统
战场的最突出标志。信息化条件下,战场环境突显
出电磁环境这一要素,对军队建设、国防建设及军事
斗争活动都将产生广泛而深刻的影响。2 战场电磁环境的基本构成
战场上诸多电子设备,特别是无线电通信、侦察
等设备,通过天线或其它辐射体把电能转换为电磁
能,然后向外传递,通常把这种过程或现象称为电磁
波辐射。产生电磁辐射的设备都可视为辐射电磁源。
通常辐射电磁源被分为自然辐射电磁源和人为
辐射电磁源,其电磁波辐射分别称为自然辐射和人
为辐射。根据战场电磁环境的性质和形成机理,一
般认为战场电磁环境主要由人为电磁辐射、自然电
磁辐射和辐射传输因素3个部分组成。2. 1 人为电磁辐射
人为电磁辐射是由人工操控条件下各种电子或
其它电器设备向空间发射电磁能量的电磁辐射。它
是战场电磁环境的主体,包括有意电磁辐射和无意
电磁辐射。
2. 1. 1 有意电磁辐射
有意电磁辐射是为着特定的电磁活动目的而人
为向空中特定区域发生的电磁辐射,通常通过天线
向外辐射。有意电磁辐射源主要包括通信设备、雷
达、光电设备、制导设备、导航设备、敌我识别系统、
测控系统、电子干扰系统、无线电引信,以及广播电
视设备等。
有意电磁辐射源的部署位置、工作状态及战术运用规律等都会对战场环境和电磁态势产生影响,
作战的指挥者必须掌握战场上敌我双方以及民用辐
射电磁源的配置情况,这样不仅可以预测己方电磁
信号情况,有针对性地调整己方电子设备的部署,制
定合理的作战方案。还可通过查找敌方辐射源的密
集区和信息交换的频繁区,判断敌方通信、指挥中枢
等情况,进而确定作战尤其是电子对抗行动的主要
方向。
在现代战争中,就己方而言,电磁辐射源已相当
密集,所形成的电磁环境已相当复杂。例如一个师部署的典型地域面积为(50 ×60) km2 ,地域内通信
电台的数量可达3000 部,由于电台部署的不均匀
性,使得一些地域电台的数量可达每平方公里几十
部[ 1 ] 。通常情况下,人为电磁辐射源又需组合工
作,由若干通信台站、通信枢纽、传输信道或通信干
扰设备等组成通信类辐射源的组网。当然,在电磁
环境中,重点关注的无线网,其结构复杂,基本覆盖
了整个战场地域和空间。指挥员所关注的是网络的
相对稳定性、计划性。尤其是战场无线电通信频谱
的有效管理,是战场电磁环境的构成基础。事实上,
战场上雷达类设备组网后的电磁辐射往往是战场电
磁环境构成的主体,这样就对战场电磁环境产生十
分复杂的影响。2. 1. 2 无意电磁辐射
无意电磁辐射是电子或电器设备在工作时非期
望的电磁辐射,是无意且没有任何目的性的,它一般
不通过天线辐射,是人们所不需要的一种电磁辐射。
包括:计算机、家用电器、医疗器械等电磁辐射;电气
化铁路、汽车发动机、电动机产生的辐射;传导电磁
辐射,例如电力线辐射、变压器辐射等;工频交变电
磁场,例如在大功率电机、变压器以及电力线等附近
的电磁场,它以电磁波形式向外辐射的场强虽不大,
但在近场区会产生严重电磁干扰;脉冲放电,例如在
切断大电流电路时产生火花放电,其瞬时电流变化
率很大,会产生很强的电磁干扰。
由于信息社会对电磁信息的依赖程度加大,各
种无意电磁辐射会越来越多,对战场电磁环境也将
带来越来越严重的影响。尤其武器装备由于电磁兼
容特性不良所产生的无意电磁辐射不容忽略,这些
无意电磁辐射将使得电磁环境更加复杂。人为电磁辐射是21世纪电磁环境科学领域面
临的重大问题。有关专家曾经预言,随着电子、通
信、计算机、汽车与电器设备等大量进入城市和家
庭,城市空间人为电磁能量每年增长7% ～14% ,也
就是说在25年之内,环境电磁能量会增加25倍, 50
年内会增加700倍[ 1 ] 。因此, 21世纪的城市电磁环
境会变得更加复杂与恶化,也使得未来战场的电磁
环境越来越复杂。
2. 2 自然电磁辐射
自然电磁辐射是非人为因素产生的电磁波辐
射。在自然电磁环境中,静电、雷电和地磁场等自然辐射是几种最主要的电磁辐射。
静电是自然环境中最普遍的电磁辐射源。特别
是干燥地区,物体所带的静电可能会达数千伏,静电
的潜在危害无处不在。静电场的强度取决于充电物
体上的电荷数量和与它的电荷量不同的物体之间的
距离。如果一个元件的两个针脚或更多针脚之间的
电压超过元件的击穿强度,元件就会造成损坏。静
电放电脉冲的能量还可以产生局部发热,使半导体
器件熔断损坏。
雷电是自然界中最为强烈的一种瞬间电磁辐
射。雷电发生在从对流层以下大气层范围直至地表
之下的整个空间范围内,雷电对电磁环境的影响是
全方位的。雷电对电子信息系统和武器系统的影响
分为直击雷与电磁脉冲的两种损害,雷电电磁脉冲
记为LEMP (即Lightning Electromegnetic Pulse) 。直
击雷是带电的云层与大地上某一点之间发生迅猛的
放电现象,直击雷防护通常采用设置避雷针的办法。与直击雷造成的损害相比,电磁脉冲所引起的新技
术设备的损坏可能会更严重。无论是闪电在空间的
先导通道或回击通道中产生的迅变电磁场,还是闪
电通过避雷系统以后所产生的迅变电磁场,都会在
空间一定范围内产生电磁作用。它可以是电磁感应
作用,其值可用法拉第电磁感应定律确定,也可以是
脉冲电磁辐射。它在三维空间范围内将对一切电子
设备发生作用,既可以对闭合的金属回路产生感应
电流,也可以在不闭合的导体回路产生感应电动势,
且由于其迅变时间极短,感应电压会很高。
现代军事电子信息系统和武器系统都采用大量
微电子技术,在现代超大规模集成电路(VLSI)中,
数十万元件集成在一个小小的芯片上。它的能耗极
小、灵敏度极高、体积很小,使得LEMP足以对它发
生作用,甚至毁坏它。据文献[ 2 ]介绍:当雷电电磁
场脉冲超过0. 07 Gs时就会引起微机失效;当雷电
电磁场脉冲超过2. 4 Gs时,集成电路将发生永久性
损坏,电子信息系统和武器系统大量采用VLSI,使
得系统被损坏的概率极大增加。
自然界电磁辐射源的种类还非常多,除了上述
静电、雷电之外,还有电子噪声、大地表面磁场与电
场、宇宙辐射和太阳活动引起的电场等。
2. 3 辐射传播因素
辐射传播因素是电磁环境的重要构成要素,它对人为电磁辐射和自然电磁辐射都
会发生作用,从
而改变电磁环境的形态。它主要包括:电离层、地理
环境、气象环境以及人为因素构成的各种传播媒介。
3 战场电磁环境构成的复杂性分析
信息化作战作为一种全新的作战方式,其战场
较量方式是以信息化战场为依托,以战场电子信息
系统、武器系统、支援保障系统为支撑构成的作战体
系间的整体较量。信息化战场上,围绕电磁频谱的
控制和利用而形成的制电磁权,已经成为作战双方
激烈争夺的新的战争“制高点”。充分认识复杂电
磁环境对作战的影响,合理运用己方的电子信息武
器,构建有利于己而不利于敌的复杂电磁环境,是夺
取制电磁权乃至夺取战争主动权的前提和基础。
频谱是电磁信号在频域的表现形态。一方面由
于信息技术的迅猛发展和电子信息装备的大量使
用,战场上电磁信号越来越多,所占频谱越来越宽,
几乎覆盖了全部电磁信号频段。另一方面,由于大
气衰减、电离层反射和吸收等传播因素影响,在实际
应用过程中,能够使用的电磁频谱范围有限,军用频
段更少,在某一局部频率区间,电磁信号呈现密集重
叠的现象。如雷达频段通常在3MHz～300 GHz,但
实际装备只在有限的不连续的频率区间内工作,并
非覆盖整个雷达频段。所有这一切都使得己方的电
磁环境已相当复杂,必须有严格的无线电频谱管理
才行。
现代战争利用先进的信息技术,通过计算机和
通信网,把战场所有战斗单元同指控系统和国家的
信息基础设施联结成一个电子信息网络(即通常所
说的“指挥自动化系统”或“自动化作战指挥系统”,
简称“C4 ISR 系统”) ,充分而及时地获取、传输、处
理和共享所需信息,使指挥更加便捷通畅,大大提高
各战斗单元的战斗力, 体现联合作战的巨大威
力[ 3 ] 。与此同时,电磁环境覆盖的地域和空间范围
进一步延伸和扩大。
在整个战场上,我军各种通信系统、雷达系统、
光电系统、武器控制与制导系统、电子对抗系统等门
类繁多的电子信息设备和系统已渗透到各兵种部
队,它们的使用能对整体作战能力发挥重要作用,成
为高效发挥军队战斗力整体效能的“聚合剂”和“倍增器”[ 4 ] 。然而,电子信息网络和电子设备与系统,
只有首先使其适应战场电磁环境,才能发挥其自身
作用。因此,既要考虑通信电磁环境,又要考虑雷达
和光电等电磁环境;既要考虑信息系统工作,又要考
虑武器系统的电磁环境;既要考虑电子信息系统的
正常工作,还要考虑其相互影响,相互制约的情况。
使所有电子信息系统和武器系统的分系统和设备之
间具有良好的电磁兼容性。
电子对抗系统运用于军事领域,使战场电磁环
境呈现出显著的对抗性特征。战场电磁环境信息和
战场态势密不可分,是纷繁复杂动态多变的。而所
有的电子对抗行为,都是通过战场电磁环境实现的。
以美国为例,每次战争前总是使用侦察卫星、侦
察飞机、侦察船和分布在世界各地的侦察站,对对方
的军事目标、通信枢纽、指控中心、雷达阵地、机场和
港口等进行详细的侦察和定位,为远距离精确轰炸
和导弹打击提供准确的坐标数据。在随后的每次军
事行动中,又以电子战飞机、反辐射武器和其它电子
战手段,进行长时间压制干扰,并配以信息欺骗,严
重破坏以至瘫痪敌对方的指控体制、防空系统和通
信设施,牢牢控制着战场复杂电磁环境下的“制电
磁频谱权”。电子战作为一种重要的电子信息装备
和作战手段,不仅拉开每场战争的序幕,而且贯穿战
争始终,成为赢得战争的重要因素。
战场上大量的电磁信号是在人为控制下产生
的,或者说是交战双方有目的地控制电子设备实施
有意辐射所产生的。因此,在不同的作战时间,交战
双方因作战目的不同,所产生的电磁信号数量、种
类、密集程度将随时间而变化,其变化的方式难以预
测。从时间域上看,有时表现为相对静默,有时表现
为非常密集。时间密集的电磁信号环境是现代战场
电磁环境的显著特征。
能量密度也是电磁辐射强度的一种表现形态。
因电磁波传播因素的影响,战场空间的电磁信号能
量不均匀,在有些地方能量集中,可能很强,有些地
方能量分散,可能很弱。电磁能量密度的高低直接
决定着对电子设备的影响程度。如强烈电子干扰可
以使雷达迷茫,通信中断,连续强激光照射可以使光
电探测器烧毁。目前美军正积极利用电磁能发展高
功率微波武器、电磁脉冲弹、高能激光武器等。
在现代战争条件下,电子信息系统易受到电磁
炸弹( E - bomb)的打击。电磁炸弹是一种爆炸时产生强电磁脉辐射的炸弹,此电磁辐射具有持续时间
短、电磁能量高度集中的特点[ 5 ] 。它通常可用炮
弹、战术导弹运载或空投等方式将电磁炸弹掷向目
标附近爆炸。电磁炸弹根据产生电磁脉冲的频段分
为两类:一类是辐射的电磁波在微波波段称为微波
弹,这种炸弹由飞机投放或由导弹发射出去,在空中
爆炸后,能烧毁某一区域内的电子器件,爆炸时释放
的大能量电磁脉冲还能扰乱人的大脑神经系统,使
人暂时失去知觉;另一类是辐射的频谱较宽(含微
波) ,称为电磁脉冲弹,它是一种以增强核爆炸电磁
脉冲破坏效应为主要特征的武器,也是一种新兴的
电磁压制武器,可用于战略、战役纵深对电子设备的
压制。电磁炸弹的主要特点有:具有全天候作战能
力,具有“非致命”和“致命”的双重性;能杀伤多个、
多种目标和隐形武器;以大功率电磁脉冲攻击电子
设备的武器,对瞄准的精度要求不太高。
电磁炸弹将超过本地雷电电磁脉冲的威力,摧
毁计算机或其他电子设备内部的大规模集成电路,
或干扰计算机及电子设备的正常工作,误触发信息
设备的关键部位或敏感部位,使系统混乱、中断或闭
锁,导致局部战区的指挥系统陷于瘫痪状态。
战场复杂电磁环境的直接影响是战场感知的真
实性。由于受复杂电磁环境的影响,可能导致侦察
预警系统听不清、看不远、辨不明,全面影响各级指
挥员和作战人员判断决策的准确性。所谓战场感
知,实质上是从复杂的电磁活动中筛选出有价值的
电磁信号,然后加以判断。而一旦敌方实施强力干
扰,电磁活动便可能陷入混乱,继而引起传感器迷
茫、战场感知错乱,影响指挥控制的稳定性。在复杂
电磁环境下,无线电通信在参与形成战场电磁环境
的同时,也将受到多方面影响,这不仅降低了信息感
知和传输能力,使指挥机构难以作出正确判断和指
挥,同时也会对通信网络造成严重影响。
4 结语
当前,要充分认识、高度关注战场复杂电磁环
境,并进行深入研究,弄清其本质规律与影响,提高
驾驭复杂电磁环境的能力,正确指导当前与未来各
项军事活动,推动信息化战争理论和实践的创新发
展。重视战场复杂电磁环境下的军事训练,是军事训练面临的新课题和新任务,也是推进训练转变的
“抓手”和切入点,更是创新训练实践的关键点,必
须全力做好。
战场电磁环境
战场电磁环境 摘要：电磁波已经成为战场信息的最佳载体和重要媒介，电磁环境成为从根本上决定和影响其他战场环境要素发挥作用的锁钥。在着重分析了当前复杂电磁环境下战争的特点的前提下，分析其发展趋势。进而根据自己的观点提出了应对的方法。指出了为应对复杂战场电磁环境，军队的发展方向。 关键词：战场；电磁；通信；对抗；信息化 一、复杂电磁环境的概念 复杂电磁环境，是在有限的时空里，一定的频段上，多种电磁信号密集、交叠，妨碍信息系统和电子设备正常工作，对武器装备运用和作战行动产生显著影响的战场电磁环境。 二、复杂电磁环境的形成 （一）电磁应用活动是电磁环境形成的基础 电磁应用活动是以电磁波辐射、传播、接收为基础的各类使用电磁波的军用、民用活动，以及科学实验与研究行为。在电磁应用领域，将电磁波按频率或波长的顺序排列起来就构成了电磁频谱。无线电波和光波，包括X射线等都是电磁波，只是频率或波长有很大不同。 无线电波主要用于通信，是人类电磁应用活动最早涉足的领域。1904年日俄战争双方都使用了无线电。 雷达广泛应用于军事、国民经济和科学研究等领域的电子技术设备。1935年英国设计了世界上第一部实用雷达。 70年代以来，光波通信和激光制导、测距等广泛应用于战场，拓展了战场电磁环境的范畴，尤其是大功率激光的运用，使战场电磁环境向更深层次发展。 （二）电子对抗活动促使战场电磁环境向复杂演变 通信对抗、雷达对抗、光电对抗是电子对抗最基本也是应用最为广泛的三个专业。通信对抗是采用干扰信号或干扰噪音减弱敌方的通信能力，或施放假信号欺骗迷惑敌人的通信联络。它的原理如同日常生活中当一个人在不太嘈杂的场合和你说话时，你就能听得见；但是当若个人同时和你说话或者环境噪声很大时，你就很难听清。雷达对抗主要有以下方式：有源干扰、无源干扰、目标隐身、反辐射摧毁。光电对抗主要方法有激光干扰、激光毁坏，施放烟幕、水幕，进行光电隐身和施放红外诱饵等等。
战场电磁环境对作战行动的影响及对策
战场电磁环境对作战行动的影响及对策 摘要： 信息化战场构成复杂电磁环境的主要因素有：敌、我双方的电子对抗，各种武器装备所释放的高密度、高强度、多频谱的电磁波，民用电磁设备的辐射和自然界产生的电磁波等。这些电磁辐射体的共同作用，将给战场空间状态、时间分布、频谱范围和能量密度带来巨大影响，使战场电磁环境日趋复杂和恶化。在信息化战争时代，我们必须采取有效措施趋利避害，才能在复杂电磁环境下打赢未来信息化战争。 The Influence and Countermeasures of Battlefield electromagnetic environment on the operations Abstract: The information battlefield constitute the main factors of the complex electromagnetic environment: the enemy, both electronic confrontation, release a variety of weapons and equipment of high-density, high strength, multi-spectral electromagnetic radiation of civilian electromagnetic devices and nature of electromagnetic waves. The common role of the electromagnetic radiation, the state will give the battle space, time distribution, the spectral range and energy density of a tremendous impact on the battlefield electromagnetic
复杂电磁环境中雷达目标识别
复杂电磁环境中雷达目标识别 1.1复杂电磁环境的定义以及与信息化条件的关系信息化作战背景主要是指复杂电磁干扰环境下的作战环境，即所谓的复杂电磁环境。对复杂电磁环境的严格定义目前还没有统一，但各种非学术性的刊物上出现了不少对复杂电磁环境的定义。所谓复杂电磁环境，概括的说，就是在一定的作战时期内人为电磁发射和多种电磁现象的总和。构成复杂电磁环境的主要因素主要有敌、我双方的电子对抗，各种武器装备所释放的高密度、高强度、多频谱的电磁波，民用电磁设备的辐射和自然界产生的电磁波等。具体地说，所谓的复杂电磁环境是指信息化战场上在交战双方激烈对抗条件下所产生的多类型、全频谱、高密度的电磁辐射信号，以及己方大量使用电子设备引起的相互影响和干扰，从而造成在时域上突发多变、空域上纵横交错、频域上拥挤重叠，严重影响武器装备效能、作战指挥和部队作战行动的无形战场环境。复杂电磁环境主要包括军用装备电磁辐射及侦搜环境、民用电子设备电磁辐射环境、自然电磁辐射环境。 1.2复杂电磁环境的特点 电磁环境的复杂化是随着电子技术的发展和电子技术在武器装备的不断运用而随之产生的。复杂化主要体现在军用、民用的电磁使用活动增多;交战双方对电磁频谱的依赖使得双方为争夺制电磁权而使用的干扰和反干扰的装备和技术手段增多;电磁频谱波段增多，几乎涵盖了整个电磁频谱波段等等。除了这些人为的电磁活动以外，还存在自然电磁活动，主要有太阳系和星际电磁辐射，地球和大气层电磁场，雷电及其电磁脉冲等。所有这些共同构成了复杂的电磁环境，其中人为的有意干扰造成的电磁环境是主要部分，也是对信息化条件下作战影响最大的部分。其主要特征是： （1）广泛性 交战双方为削弱对方电子战能力、降低或破坏对方电子设备的使用效能，同时保障己方设备效能的正常发挥，将会采取各种措施，在陆地、海上、空中乃至太空等多维空间展开争夺电磁频谱主导权的斗争，对象涉及无线电通信、雷达、制导、导航、声纳和电信、广播、电视等各种电子设备，范围遍及整个电磁频谱空间。
论战场电磁环境对作战的影响
论战场电磁环境对作战的影响 电磁波是联系陆海空天各个战场的信息纽带，在作战过程中，雷达探测、光电探测和电子侦察等电子信息系统，无不依靠电磁活动来实现其功能。指挥员对战场的感知，实质上是从复杂的电磁活动中筛选出有价值的电磁信号，然后加以判断。而一旦敌方实施强力干扰，电磁活动便会陷入混乱，继而引起传感器迷茫、战场感知错乱。在伊拉克战争中，伊军将小型GPS干扰机摆放在高楼和高山上，使美军发射的多枚巡航导弹因迷航而坠落在伊朗和土耳其境内。伊拉克战争中所发生的多起美英军队误击事件，大多与传感器识别失效有关。 联合作战，各种作战平台及其与指挥机构之间，都要依靠无线电通信来传输情报、指令与协同信息。无线电通信信号的传播和接收，属于“开放”方式，既是电磁环境的组成部分，又受到电磁环境的影响。信息化战场上，通信系统广泛用于武器装备、作战平台和各类人员，如此密集的通信系统拥挤在狭窄的战场，传递数据中断、差错率频发、协同效能下降，在所难免。 信息化武器装备所辐射的电磁信号，时刻处于敌方监视之下，稍有不慎，就可能招致“杀身之祸”。信息化武器装备通过辐射和接收电磁信号获取信息，这就为干扰信号的进入留了“后门”，埋下失效甚至失能的隐患。这种干扰源很多，有敌方的电子压制和欺骗，有双方民用电子设备的无意电磁辐射，还有自然电磁辐射，颇有点防不胜防。如果使用反辐射、定向能武器，甚至可以直接摧毁武器装备的电子信息系统，让这类高技术兵器变成一堆废铁。 所谓复杂电磁环境，是指在一定的战场空间内，由空域、时域、频域、能量上分布的数量繁多、样式复杂、密集重叠、动态交迭的电磁信号构成的电磁环境，其形成与发展及其对信息化战争的影响，当前十分引人注目。 战场电磁环境的形成，是以电磁空间的发展和战场电磁应用与反应用活动的开展为基础的。它的发展依赖于电磁应用的发明及其在军事领域的广泛运用。 人类认识电磁波的过程是一个漫长而不断发展的历程。早在两千多年前，人们就发现了电现象和磁现象，而人类对于电磁的真正认识和应用，迄今还只有一百多年的历史。从1785年，法国物理学家库仑在总结前人对于电磁现象认识的基础上，提出了后人所称的“库仑定律”，到1895年，意大利发明家马可尼和俄
复杂电磁环境作战分析
复杂电磁环境作战分析 任何作战行动都在一定的空间和环境中进行。作战空间和作战环境是一个时代的科学技术、武器装备、作战方式和自然因素有机结合的产物。当今时代，信息技术的迅猛发展及其在军事领域的广泛应用，孕育了新的战争形态—信息化战争，开辟了与陆海空天相并列的“第五维战争空间”—电磁空间，形成了与传统的社会、地理、气象、水文等并重的新的战场环境—战场电磁环境。随着军队信息化进程的加快，战场电磁环境日益复杂，电磁空间的斗争空前加剧，并对军事活动产生着深刻的影响。夺取制电磁权，成为夺取制信息权，进而夺取战争主动权的关键。电磁空间是各种电磁场和电磁波组成的物理空间。战场电磁环境定义为:一定的战场空间中对作战有影响的电磁活动、现象、及其相关条件的总和。战场电磁环境直接表现为在特定的作战时间和空间内，为完成特定的作战任务, 在自然电磁辐射影响的基础上，由各种电子设备产生的电磁辐射和信号密度的总体状态。战场电磁环境具有主观性、动态性、随机性和复杂性等特点，而复杂性是其最本质的特性描述。 通常把战场电磁环境的构成分解为人为电磁辐射、自然电磁辐射和辐射传播因素等三个组成部分。考虑到构建战场电磁环境时，在人为电磁辐射中, 我们特别关心军用有意电磁辐射，又考虑到建模方法的不同归类，在一定条件下，可进一步将用于军事训练的战场电磁环境的构成作如图1所示。 图1 战场电磁环境模拟构建示意图
作战双方的军用有意电磁辐射, 是战场电磁环境中最主动，对抗最激烈的部分，它随着作战样式和作战进程而不断能动的变化，因此应该详细描述。而背景电磁辐射一般与作战和争夺制电磁权的斗争相关较小且变化不大，应该比较粗略地描述。 电磁环境模拟构建是以实战电磁环境为参照，是战场电磁环境在训练场上的临场复现。为使模拟能够逼真、复现能够真实，构建运行过程应与实际作战运用过程相对应，且必须遵守作战样式、作战规模、作战过程的制约和规范，电磁环境设置必须符合信息条件下战场电磁环境的实际，体现作战意图。构建效果是否贴近实战，需要将模拟环境的能效数据、现象和规律与实战环境的情况进行比较分析，对构建全过程全系统进行评估，以确定模拟电磁环境相对于实战电磁环境而言的逼真性。在具体实施中，电磁环境构建首先应深入分析训练任务、受训对象、作战任务和作战对手等因素，在此基础之上，分析电磁环境的构建方法、约束条件和技术要求，以此来指导电磁环境构建。在构建方案设计阶段，以相似度评估模型为依据，将模拟电磁环境与实战电磁环境进行比对分析，评估模拟电磁环境的逼真度，通过调整辐射源工作参数和工作状态直至达到实战化训练需求。 分析训练目标、要求和条件，以及参训部队装备、人员及技术能力等因素，明确训练需求;以实战需求为出发点，全面把握作战目标、作战使命及作战行动的要求和特点，掌握可能作战对手的作战思想和主要战法，搞清对手的兵力构成、主要武器装备战技性能及作战运用，为电磁环境构建及实战电磁环境分析提供支撑。 分析电磁环境的构建方法、约束条件和技术要求，建立电磁环境构建方案，确定模拟装备数量、作战样式、部署方法和部署位置等参数。 根据相似系统理论，量化分析模拟电磁环境与实战电磁环境之间的相似性，分析结果用于判定是否满足训练需求。 构建实体电磁环境，同时将实战化训练中电磁环境相关信息反馈给电磁环境设计阶段。 构设试验电磁环境是以战场电磁环境为前提，以被试装备的使命任务为牵引，以满足被试装备试验需求为目标，实现战场复杂电磁环境在的试验中的近似复现，达到科学检验装备在复杂电磁环境下的作战性能的目的。雷达对抗装备试
复杂电磁环境对作战活动的影响
复杂电磁环境对作战活动有啥影号，获取所需要的情报信息。信息化战场上，虽然为了提高战场感知的准确性，交战双方大量使用了无线电导航定位和敌我识别等电子信息系统，进一步提高了单个作战平台或武器系统的判断能力，但是这些电子信息系统无不依靠电磁活动来实现其功能，也无不受到战场复杂电磁环境的影响。这样，观测与感知战场的过程实质上就是从复杂电磁环境中筛选出有用或者说有价值的电磁信号的过程。当在战场上出现管理控制不力，或者受到敌方强烈电子干扰，就会引起战场电磁环境混乱，而使探测传感器迷茫、战场感知错乱，进而影响到各级指挥员和作战人员判断决策的准确性。 复杂电磁环境制约了指挥控制的效率 复杂电磁环境作为 信息化战场的标志性特征，将充满未来战场的各个角落，这将使作战的难度与复杂性随之陡增，指挥控制的效率也受到影响。因为各种作战平台之间都需要通过电磁环境传递数据、指令。比如，美军1个师就有2300多部电台，如此多的通信系统应用于相对有限的战场空间内，使得通信频段的战场环境日益复杂化。因此，无线电通信在参与形成战场电磁环境的同时也将受到电磁环境的严重影响，进而影响到指挥控制系统的稳定性。表现在：一是使传递数据的连续性受到影响。现代条件下作战，战场通信通常为传统的短波、超短波组网通信，这种数据传输的方式很容易受到电磁环境的影响。当受到来自敌方或我方的电磁环境干扰时，容易出现数据中断的情况。二是传递数据的正确性受到影响。无线电通信活动受战场电磁环境的影响在大多数的情况下并不能完全中断通信联系，但常常带来另一个问题：误码率的增加，进而造成传递信息的失真。未来作战中，一旦敌方使用虚假的信息来“顶替”传输中的“误码”，将导致决策者对战场情况的误判，进而做出错误的决策，影响整个作战的进程。三是 使协同的效率受到影响。信息化条件下的作战行动需要参战一方的各种力量能够协调一致的行动，其关键就是数据链的高效动作，如在LINK16数据链的支持下的防空预警系统，可将预警机、侦察卫星所获取的情报实时传输到地面指挥所、空军基地、海军舰艇、作战飞机等各个作战单位或武器平台，但作战行动同步协调能力完全建立在数据链的无线电通信基础之上，一旦其中的某个环节出现问题，则整体的协同作战能力将面临崩溃。 复杂电磁环境增加了作战保障的难度 与机械化条件下的战场保障相比，复杂电磁环境使得信息化条件下的战场保障工作更加艰巨、更加复杂。一方面，电子器材与技术保障更加复杂。对于电子信息系统而言，具有种类繁多、型号各异、分布散乱、需求多样的特点。因此，在进行电子器材与技术保障时，不仅需要准备大量高技术电子器材和专业人员，同时还需要使用各种简便器材，以满足制造烟幕、角反射体等电子伪装与消极干扰行动需要，这都为战场准备工作带来了前所未有的困难。另一方面，情报保障难度加大。侦察情报保障的及时与否对作战行动的成败至关重要。在复杂电磁环境下，受电磁干扰的影响，要获取基础性和预警性情报，还要获取部队行动的态势情报将变得十分困难。战场范围内各种电磁活动始终处于动态变化之中，对信息的获取、处理、传输将产生严重影响，情报保障的及时性、准确性很难保证，对指挥决策和作战行动将产生许多迷雾和阻力。同时，掌握有关电磁活动的规律，为各种作战行动提供支持也将十分困难。因为各种电磁活动总处于动态变化之中，为了获取战场电磁环境的全面情报，必须在时间上保持连续监测的同时，还要严密监视全频段电磁活动情况。这些，无疑增加了有关电磁环境情报保障的困难。 复杂电磁环境影响了作战效能的发挥
战场复杂电磁环境视景仿真研究
战场复杂电磁环境视景仿真研究 摘要：使用计算机仿真技术进行战场电磁环境仿真模拟是现代军事科学研究的一个技术热点。利用现有地理信息系统和数字三维虚拟技术，以电波传播模型为基础，从战场电磁环境出发，对存在多种辐射源的战场电磁环境视景仿真系统进行总体设计。给出了开发仿真系统的组织框架和流程要求，并就平台开发中电磁模型建立、电子兵力仿真和场景辐射计算等关键技术的解决方案进行论证。关键词：战场电磁环境；视景仿真；电波传播；电磁辐射0 引言现代高科技战争是高技术条件下立体的、多维的战争，是现代化的武器装备、信息、技术、通信、侦察、网络、高级决策能力之间的较量。在此条件下，人们使用了种类繁多，参数多变的电子辐射武器，导致了战场空间的电磁环境空前复杂、密集、交迭。面对如此复杂的战场电磁环境，进行相关的数字建模和仿真，对分析战场电磁环境和加快电子战系统的研制进程，以及对电子战性能做出有效评估具有十分重要的意义。目前战场仿真研究的热点是利用虚拟现实技术，适应多武器平台攻防对抗作战的仿真要求进行高逼真度的视景仿真，把未来数字化战场环境贴近真实地模拟再现。战场电磁环境视景仿真是指运用计算机仿真、可视化计算、多媒体、图形图像等技术，实现复杂电磁环境条件下战场的逼真呈现，并为作战模拟、分布交互仿真等提供虚拟的战场环境。战场电磁环境视景仿真就是以电磁辐射仿真为核心，为作战仿真系统提供环境支撑的应用系统。1 系统总体设计战场电磁环境视景仿真系统的主要功能是，通过战场电磁环境仿真系统，生成虚拟战场电磁环境，并在此基础上开展仿真实验，使其作为武器系统效能评估、电子战演练等军事仿真的参考依据。根据战场中射频电子武器装备的布局态势，综合分析和预测不同工作频率的各辐射源在战场空间某点的频率和场强，用于生成电子侦察和电子干扰仿真计算所需的
复杂电磁环境对战争的影响及应对措施
复杂电磁环境对战争的影响及应对措施 信息化战争条件下，由于交战双方投入了大量的信息化装备，从而形成电磁辐射源多样、干扰与反干扰共存的复杂电磁环境。电磁侦察、电磁干扰、电磁攻击手段多样，类型繁多，面对如此复杂的战场电磁环境如何增强部队的作战、生存能力，对打赢信息化条件下局部战争具有十分重要的意义。 一、复杂电磁环境对信息化战争的影响 1、频谱规划与管理 在高技术条件下局部战争中，战场情况瞬息万变，各部队的指挥所、通信设备以及其他电磁辐射体的位置都不是固定不变的，电磁环境也随之不断变化，在某一时刻相互兼容的环境，在另一时刻可能就不再兼容。因此，战场电磁频谱管理对情况的变化必须快速反应，快速分析。迅速制定新的频率分配方案，尤其对于重点方向、重点作战部队要优先保障频率使用。对于战场上出现的未曾预料到的复杂情况，不能拘泥于战前制定的方案，要灵活机动地加以处置。海湾战争一开始，美军电磁兼容分析中心即向美军中央司令部提供了多国部队用于频率指配的数据库、海湾地区电磁环境资料和分析资料，并专门从国防部电磁兼容中心抽调专家到沙特，组成多国部队的频谱管理机构，实施及时有效的频谱管理和无线电管制，为多国部队制定作战计划、实施指挥控制和协同作战提供了可靠的保证，使无线电设备和武
器系统的作用在复杂的电磁环境中得以有效的发挥，给伊拉克军队以重创。 2、电磁兼容 电磁兼容是体系战斗力集成的一个重要因素。各种武器系统和作战体系，可以说都是电子化武装起来的，从通信、指挥和控制、导航、雷达预警和跟踪、武器系统控制和数据处理等，除了系统内的兼容问题外，在一定的空间行动时都会有体系的电磁兼容问题。如果不能很好地解决各体系之间的电磁干扰问题，就有可能使各个作战体系之间互相影响而抵消战斗力，甚至造成作战失利。解决联合作战中的电磁兼容问题，既需要各军兵种的共同努力，从电磁兼容技术与战术上找到有效方法，也需要加强电磁兼容专业力量建设，为解决联合作战条件下电磁兼容所面临的新问题提供技术支撑。 3、电磁对抗 谁掌握了制电磁权。便掌握了战争的主动权和胜利的钥匙。美军空中武力在过去十余年的区域冲突中能发挥重大作用，取得战区制电磁权压倒性优势是关键性因素之一。在美军的各种电子战飞机里，被称为“徘徊者”(Prowler)的EA一6B无疑是最著名的一种，这种越南战争末期问世的“老兵”，历经不断改进，目前可说是老而弥坚，堪称是美军电子战机里的杰作。对于电子干扰机的需求是各国航空部队殊途同归的趋向。美国海军在2000年已展开EA一18G电子战机的系统设计和发展，它是F／A一18E／F“超级大黄蜂”打击战斗机的最新衍生型“咆哮者”，将取代已接近使用寿限的EA一6B“徘
复杂电磁环境战场频谱管理
第4期 2008年8月 Journal of C AE I T Vol .3No .4Aug .2008 收稿日期:2008206202 修订日期:2008206218 电磁信息控制专题 复杂电磁环境战场频谱管理 王先义,陈丹俊,刘 斌,朱允锋 (中国电波传播研究所,山东青岛 266107) 摘 要:在现代战争中,电磁领域已成为与地面、海洋、空间和太空并存的第五维战场,制电磁频谱权成为制信息权的核心,战场频谱管理是夺取制电磁频谱权的重要保障。阐述了战场频谱管理基 本概念,重点介绍了外军研究现状,并针对当前战场频谱管理的热点问题,论述了复杂电磁环境下联合作战战场频谱管理面临的技术挑战和发展趋势。关键词:复杂电磁环境;频谱管理;新技术中图分类号:O441.4 文献标识码:A 文章编号:167325692(2008)042338207 Ba ttlef i eld Spectru m Manage men t i n Co m plex Electro magneti c Env i ronm en t WANG Xian 2yi,CHE N Dan 2jun,L I U B in,Z HU Yun 2feng (China Research I nstitute of Radi owave Pr opagati on,Shandong Q ingdao 266107,China ) Abstract:I n the modern war,electr omagnetic domain has become t o be the fifth battlefield besides the land,the sea,the sky,and the s pace .The key t o contr ol infor mati on in the war is t o contr ol electr omag 2netic s pectru m ,which is achieved by battlefield s pectru m manage ment .I n this paper,the basic concep 2ti on of battlefield s pectrum manage ment is exp lained .Then the p resent situati on of the manage ment of m ilitary electr omagnetic s pectrum abr oad is s pecially intr oduced .And in the vie w of current hot t op ics about battlefield s pectru m manage ment,the technol ogical challenge and trend of s pectru m manage ment faced in j oint operati ons in comp lex electr omagnetic envir on ment are discussed . Key words:comp lex electr omagnetic envir on ment;s pectru m manage ment;ne w technol ogy 0 引 言 电磁环境(E ME,electr omagnetic envir on ment ) 一般是指存在于给定场所的所有电磁现象的总和[1,2]。文献[3]中将战场电磁环境定义为:在特定的行动环境里军队、系统或者平台执行其规定的任务时可能遇到的,在各种频率范围内由辐射或传导的电磁发射(水平)功率和时间分布的结果。它是由电磁骚扰,电磁脉冲,电磁辐射对人员、军械和挥发性材料危害,以及雷电和沉积静电等自然现象的综合,包括人为电磁辐射、自然电磁辐射和电磁波传播环境3个部分。军事行动是在越来越复杂的电磁 环境中实施的[4] 。由于战场电磁环境受参战地域 装备的分布状况、工作频率、辐射功率、辐射方式、所处地理地物环境、气象条件等多种影响,因而,战场电磁环境是由时域、频域、能域和空域上分布密集、数量繁多、样式复杂、动态随机的多种电磁信号交叠而成的复杂环境。复杂电磁环境已经成为信息化战场区别于传统战场最突出的标志。 信息时代,电磁频谱是惟一能支持机动作战、分散作战和高强度作战的重要媒质。外军评论认为:“频谱是一种无形战斗力,并且可以与火力、机械动力相提并论的新型战斗力。”电磁领域成为“第五维战场”,电磁频谱成为重要战争资源,影响甚至决定着战争的进程和结局。高技术条件下的现代战争就
战场电磁环境的基本概念
1 战场电磁环境的基本概念 电磁环境通常是指存在于给定场所电磁现象的 总和。战场电磁环境则是指一定的战场空间内对作 战有影响的电磁活动和现象的总和,即在一定的战 场空间内,由空域、时域、频域、能量上分布的数量繁 多、样式复杂、密集重叠、动态交迭的电磁信号构成 的电磁环境。 和战场其它诸多环境相比,电磁环境是战场环 境中更为重要的组成部分。战场电磁环境不仅是战 场上通信、雷达、计算机、光电设备的信号环境,而且 也是电子对抗的信号环境。由于电子信息化设备的 普及和使用,现代战场上电磁辐射源及电磁信号变 得高度密集,电磁辐射源多样,电磁辐射信号种类繁 多,导致电磁环境趋于复杂。此外,还有民用广播、电视、通信及雷达形成的电磁环境,都可能对战场电 磁环境产生重要影响。 战场电磁环境已经成为信息化战场区别于传统 战场的最突出标志。信息化条件下,战场环境突显 出电磁环境这一要素,对军队建设、国防建设及军事 斗争活动都将产生广泛而深刻的影响。2 战场电磁环境的基本构成 战场上诸多电子设备,特别是无线电通信、侦察 等设备,通过天线或其它辐射体把电能转换为电磁 能,然后向外传递,通常把这种过程或现象称为电磁 波辐射。产生电磁辐射的设备都可视为辐射电磁源。 通常辐射电磁源被分为自然辐射电磁源和人为 辐射电磁源,其电磁波辐射分别称为自然辐射和人 为辐射。根据战场电磁环境的性质和形成机理,一 般认为战场电磁环境主要由人为电磁辐射、自然电 磁辐射和辐射传输因素3个部分组成。2. 1 人为电磁辐射 人为电磁辐射是由人工操控条件下各种电子或 其它电器设备向空间发射电磁能量的电磁辐射。它 是战场电磁环境的主体,包括有意电磁辐射和无意 电磁辐射。 2. 1. 1 有意电磁辐射 有意电磁辐射是为着特定的电磁活动目的而人 为向空中特定区域发生的电磁辐射,通常通过天线 向外辐射。有意电磁辐射源主要包括通信设备、雷 达、光电设备、制导设备、导航设备、敌我识别系统、 测控系统、电子干扰系统、无线电引信,以及广播电 视设备等。 有意电磁辐射源的部署位置、工作状态及战术运用规律等都会对战场环境和电磁态势产生影响, 作战的指挥者必须掌握战场上敌我双方以及民用辐 射电磁源的配置情况,这样不仅可以预测己方电磁