經(jīng)濟(jì)高效的電子戰(zhàn)系統(tǒng)仿真方法

由于軍隊(duì)電子化程度的迅速提高，電子戰(zhàn)被作為直接用于攻防的作戰(zhàn)手段，形成了“陸、海、空、天、電”多維立體戰(zhàn)。未來(lái)的高技術(shù)戰(zhàn)爭(zhēng)，電子戰(zhàn)將發(fā)揮巨大作用，沒(méi)有制電磁權(quán)就談不上“制天、制空、制海、制陸”權(quán)。

這么“高大上”的電子戰(zhàn)到底是什么呢?

電子戰(zhàn)(EW)的概念非常寬泛，但通常都包括干擾敵方使用電磁波譜(EMS)，或通過(guò)分析敵方有意或無(wú)意發(fā)送的電磁(EM)信號(hào)，以收集有關(guān)敵方行動(dòng)計(jì)劃或作戰(zhàn)能力的情報(bào)。仿真電子戰(zhàn)系統(tǒng)在現(xiàn)場(chǎng)遇到的頻譜環(huán)境是一項(xiàng)極其復(fù)雜的任務(wù)：要在嚴(yán)格的預(yù)算下完成超乎想象的高效率且經(jīng)過(guò)驗(yàn)證的測(cè)試操作能力。

電子戰(zhàn)包括三個(gè)獨(dú)立的應(yīng)用領(lǐng)域：電子攻擊(EA)、電子防御(EP)和電子支援(ES)。電子攻擊包括利用一切手段，如大功率阻塞技術(shù)和選擇性欺騙技術(shù)等，對(duì)威脅目標(biāo)實(shí)施干擾，其優(yōu)點(diǎn)是本方的系統(tǒng)不會(huì)像敵方一樣受到干擾。武器系統(tǒng)也屬于電子攻擊系統(tǒng)的一部分，例如高速反輻射導(dǎo)彈(HARM)和主動(dòng)輻射誘餌彈。

電子防御包括管理您使用的頻譜，以找到干凈和安全的工作區(qū)域，以及確保本方系統(tǒng)不會(huì)輕易被敵方的電子攻擊攻陷;還包括控制本方的輻射，以免敵方火力利用本方信號(hào)找到攻擊目標(biāo)。電子支援包括稱為電子支援措施(ESM)的系統(tǒng)，它提供威脅警告、信號(hào)采集和分類管理以及測(cè)向(DF)功能。在測(cè)向應(yīng)用中，我們可以根據(jù)敵方的輻射找到他們。

電子戰(zhàn)系統(tǒng)的測(cè)試評(píng)估步驟

在測(cè)試過(guò)程中的各個(gè)環(huán)節(jié)(如上圖)需要使用不同類型的測(cè)試系統(tǒng)和測(cè)量方法。

首先在系統(tǒng)集成實(shí)驗(yàn)室中使用獨(dú)立的商用儀器執(zhí)行測(cè)試，例如頻譜分析儀和網(wǎng)絡(luò)分析儀、示波器和信號(hào)生成設(shè)備。當(dāng)進(jìn)入到硬件在環(huán)階段，需要應(yīng)用自動(dòng)化程度更高的 設(shè)備以構(gòu)建所需的頻譜場(chǎng)景，同步測(cè)量和記錄結(jié)果。等到進(jìn)入功能齊全的系統(tǒng)測(cè)試中心，通常會(huì)使用量身定制的大型測(cè)試系統(tǒng)來(lái)構(gòu)建所需要的高度復(fù)雜且不斷變化的 頻譜環(huán)境。在戶外測(cè)試階段，可以使用從現(xiàn)成的儀器到定制的自動(dòng)化系統(tǒng)等各種設(shè)備進(jìn)行測(cè)試。

在復(fù)雜的電磁環(huán)境中執(zhí)行電子戰(zhàn)測(cè)試，還可以使用更 先進(jìn)的多發(fā)射機(jī)仿真器;但是對(duì)于簡(jiǎn)單和高度重復(fù)的系統(tǒng)集成,硬件在環(huán)測(cè)試,或雷達(dá)警告接收機(jī)/電子支援措施的威脅識(shí)別評(píng)測(cè)來(lái)說(shuō)，它們有點(diǎn)大材小用。因?yàn)榇?類貴重儀器可能每天24 小時(shí)都有使用計(jì)劃，所以很難騰出時(shí)間用于如此簡(jiǎn)單的系統(tǒng)測(cè)試。

Example-經(jīng)濟(jì)高效地滿足仿真要求的現(xiàn)成解決方案

上圖為具有不同特征的多個(gè)威脅發(fā)射機(jī)，由任意波形發(fā)生器(AWG)實(shí)現(xiàn)。16個(gè)獨(dú)特的信號(hào)分別具有不同的頻率、幅度、帶寬和脈沖重復(fù)間隔(PRI)。但是，向單一AWG 波形文件中添加多個(gè)特殊調(diào)制的發(fā)射機(jī)有一個(gè)缺點(diǎn)，即生成的信號(hào)的動(dòng)態(tài)范圍將會(huì)減小。

上 圖為使用矢量信號(hào)分析(VSA)軟件在示波器上測(cè)得的多發(fā)射機(jī)頻譜環(huán)境。最左側(cè)是L 波段雷達(dá)信號(hào)。頻譜中央附近是LTE、EDGE、GSM 和W-CDMA 信號(hào)等若干通信信號(hào)，最右側(cè)是S 波段雷達(dá)信號(hào)。另一個(gè)W-CDMA 信號(hào)處于S 波段雷達(dá)的帶寬范圍內(nèi)。這將導(dǎo)致使用VSA 軟件分析的雷達(dá)信號(hào)和WCDMA 信號(hào)可能產(chǎn)生相互干擾。一個(gè)AWG 通過(guò)合并多個(gè)波形文件(由軟件工具和記錄功能創(chuàng)建)，生成這些不同的發(fā)射機(jī)。所有這一切都是使用現(xiàn)成的設(shè)備和軟件工具完成的。

Trade-off之采用現(xiàn)有的解決方案or定制系統(tǒng)

正如我們所見(jiàn)，許多非常復(fù)雜的威脅信號(hào)和場(chǎng)景仿真都可以使用現(xiàn)成的商用設(shè)備和軟件工具來(lái)生成。當(dāng)嘗試創(chuàng)建包含許多威脅的發(fā)射機(jī)場(chǎng)景時(shí)，這些設(shè)備和工具有一定局限。在此情況下，可能需要更低成本的定制系統(tǒng)，而且它們必須能夠生成數(shù)以千計(jì)的發(fā)射機(jī)。但是對(duì)于許多更簡(jiǎn)單的電子戰(zhàn)仿真需求，一款現(xiàn)成的經(jīng)濟(jì)高效的解決方案便已足夠。

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