經(jīng)濟高效的電子戰系統仿真方法

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

這么“高大上”的電子戰到底是什么呢?

電子戰(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，以收集有關(guān)敵方行動(dòng)計劃或作戰能力的情報。仿真電子戰系統在現場(chǎng)遇到的頻譜環(huán)境是一項極其復雜的任務(wù)：要在嚴格的預算下完成超乎想象的高效率且經(jīng)過(guò)驗證的測試操作能力。

電子戰包括三個(gè)獨立的應用領(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，對威脅目標實(shí)施干擾，其優(yōu)點(diǎn)是本方的系統不會(huì )像敵方一樣受到干擾。武器系統也屬于電子攻擊系統的一部分，例如高速反輻射導彈(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域，以及確保本方系統不會(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找到攻擊目標。電子支援包括稱(chēng)為電子支援措施(ESM)的系統，它提供威脅警告、信號采集和分類(lèi)管理以及測向(DF)功能。在測向應用中，我們可以根據敵方的輻射找到他們。

電子戰系統的測試評估步驟

在測試過(guò)程中的各個(gè)環(huán)節(如上圖)需要使用不同類(lèi)型的測試系統和測量方法。

首先在系統集成實(shí)驗室中使用獨立的商用儀器執行測試，例如頻譜分析儀和網(wǎng)絡(luò )分析儀、示波器和信號生成設備。當進(jìn)入到硬件在環(huán)階段，需要應用自動(dòng)化程度更高的 設備以構建所需的頻譜場(chǎng)景，同步測量和記錄結果。等到進(jìn)入功能齊全的系統測試中心，通常會(huì )使用量身定制的大型測試系統來(lái)構建所需要的高度復雜且不斷變化的 頻譜環(huán)境。在戶(hù)外測試階段，可以使用從現成的儀器到定制的自動(dòng)化系統等各種設備進(jìn)行測試。

在復雜的電磁環(huán)境中執行電子戰測試，還可以使用更 先進(jìn)的多發(fā)射機仿真器;但是對于簡(jiǎn)單和高度重復的系統集成,硬件在環(huán)測試,或雷達警告接收機/電子支援措施的威脅識別評測來(lái)說(shuō)，它們有點(diǎn)大材小用。因為此 類(lèi)貴重儀器可能每天24 小時(shí)都有使用計劃，所以很難騰出時(shí)間用于如此簡(jiǎn)單的系統測試。

Example-經(jīng)濟高效地滿(mǎn)足仿真要求的現成解決方案

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

上 圖為使用矢量信號分析(VSA)軟件在示波器上測得的多發(fā)射機頻譜環(huán)境。最左側是L 波段雷達信號。頻譜中央附近是LTE、EDGE、GSM 和W-CDMA 信號等若干通信信號，最右側是S 波段雷達信號。另一個(gè)W-CDMA 信號處于S 波段雷達的帶寬范圍內。這將導致使用VSA 軟件分析的雷達信號和WCDMA 信號可能產(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。所有這一切都是使用現成的設備和軟件工具完成的。

Trade-off之采用現有的解決方案or定制系統

正如我們所見(jiàn)，許多非常復雜的威脅信號和場(chǎng)景仿真都可以使用現成的商用設備和軟件工具來(lái)生成。當嘗試創(chuàng )建包含許多威脅的發(fā)射機場(chǎng)景時(shí)，這些設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，而且它們必須能夠生成數以千計的發(fā)射機。但是對于許多更簡(jiǎn)單的電子戰仿真需求，一款現成的經(jīng)濟高效的解決方案便已足夠。

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