在現(xiàn)代化戰(zhàn)爭中，電子戰(zhàn)已成為不可或缺的重要組成部分。電子戰(zhàn)裝備的性能指標直接決定了戰(zhàn)爭全局的勝敗。然而，電子戰(zhàn)裝備在實際戰(zhàn)區(qū)的電磁環(huán)境中，面臨著復雜多變的電磁信號挑戰(zhàn)，包括雷達、導航、通信、敵方干擾及自然噪聲等。這些信號不僅種類繁多，而且受到實際地理環(huán)境的顯著影響，使得電磁環(huán)境異常復雜。為了有效評估和提升電子戰(zhàn)裝備在復雜電磁環(huán)境下的性能，基于數(shù)字化地理信息的復雜電磁環(huán)境信號模擬與發(fā)生技術應運而生，成為當前研究的熱點。

一、引言

復雜電磁環(huán)境是指在一定的空域、時域、頻域和功率域上，多種電磁信號同時存在，對用頻裝備運用和作戰(zhàn)行動產(chǎn)生一定影響的電磁環(huán)境。這種環(huán)境主要由電子對抗環(huán)境、雷達環(huán)境、通信環(huán)境、光電環(huán)境、敵我識別電磁環(huán)境、導航電磁環(huán)境、民用電磁環(huán)境及自然電磁環(huán)境等構成。每一類型的電磁環(huán)境又由不同類型的電磁輻射源生成，對不同的信息化武器裝備產(chǎn)生影響，進而影響整體作戰(zhàn)。

二、復雜電磁環(huán)境模擬的重要性

電子戰(zhàn)裝備在復雜電磁環(huán)境下的性能測試是其研制過程中的重要內容。然而，傳統(tǒng)的測試方法存在諸多局限性。全實物測試方法雖然最具說服力，但成本高昂、風險大且測試結果不具備遍歷性，無法滿足裝備研制過程中的常規(guī)測試需求。而全數(shù)字仿真測試雖然運行成本低、靈活便捷，但逼真度低，與實際環(huán)境差異過大，無法作為最終驗證手段。因此，半實物模擬測試方法應運而生，它結合了前兩種方法的優(yōu)點，通過人為構建高逼真度的復雜電磁環(huán)境，用于裝備性能測試。

三、基于數(shù)字化地理信息的復雜電磁環(huán)境信號模擬與發(fā)生技術

1. 復雜電磁環(huán)境模擬建模

復雜電磁環(huán)境模擬建模是半實物模擬測試的基礎。首先，需要對實際場景中的電磁信號成分進行分類、分析，這些信號包括自然因素干擾信號和人為因素干擾信號。自然因素干擾信號主要源于雷電和靜電，屬于非可控因素;而人為因素干擾信號則包括無意干擾信號和對抗干擾信號，后者是模擬的關鍵內容。

在建模過程中，需要針對脈沖雷達、干擾機、塔康(TACAN)、敵我識別器(IFF)、聯(lián)合戰(zhàn)術信息分發(fā)系統(tǒng)(JTIDS)等輻射源進行建模。這些輻射源的表征內容包括一般信息(如標識、型號、用途等)、發(fā)射機信息(如型號、工作頻段等)和接收機信息(如型號、靈敏度等)。通常，采用脈沖描述字(PDW)對輻射源輻射信息進行描述，包括脈沖載頻、脈沖寬度、脈內調制、脈沖到達時間、脈沖到達角和脈沖幅度等。

2. 基于數(shù)字化地理信息的電磁信號傳播模擬

不同的地理環(huán)境對電磁波的傳播具有顯著影響。例如，淡水、海水、濕地、森林和建筑物等地理環(huán)境對電磁波的傳播具有繞射、反射、阻礙等衰減作用。根據(jù)具體環(huán)境的特性差異，如海水含鹽量的不同，每種類別地理環(huán)境所呈現(xiàn)的電氣性能各異，從而導致傳播模型參數(shù)變化繁復。

基于數(shù)字化地理信息的電磁信號傳播模擬技術，能夠綜合考慮地理環(huán)境對電磁波傳播的影響，通過數(shù)字化地圖數(shù)據(jù)，模擬電磁波在不同地理環(huán)境中的傳播路徑和衰減情況。這種技術為構建高逼真度的復雜電磁環(huán)境提供了重要支持。

3. 復雜樣式信號發(fā)生技術

實際復雜電磁環(huán)境中信號樣式復雜多變，頻率覆蓋范圍大，調制帶寬高達GHz量級，同時擁有捷變頻特性。為了滿足這些要求，復雜樣式信號發(fā)生技術成為實現(xiàn)復雜電磁環(huán)境信號模擬的關鍵。該技術通過數(shù)據(jù)采集或數(shù)學建模的方法，計算波形數(shù)據(jù)，并基于波形發(fā)生技術產(chǎn)生實際電磁信號。

隨著數(shù)字矢量調制技術的發(fā)展，一系列復雜調制樣式的實現(xiàn)成為現(xiàn)實。電子裝備所用電磁信號所占用頻段不斷變寬，從高頻信號覆蓋到微波毫米波信號。同時，信號調制帶寬不斷加大，如新式合成孔徑雷達的調制帶寬達到GHz量級。此外，捷變頻性能顯著提升，某些信號雷達所用的調制信號的中心頻率捷變頻時間達到百納秒量級，在1秒鐘時間內可實現(xiàn)數(shù)百萬次頻率捷變。

四、技術優(yōu)勢與應用前景

基于數(shù)字化地理信息的復雜電磁環(huán)境信號模擬與發(fā)生技術具有場景快速便捷構建、測試遠程可控、干擾信號多參數(shù)可控及干擾效果可評等優(yōu)點。這種技術不僅降低了測試成本，提高了測試效率，而且能夠實現(xiàn)對復雜電磁環(huán)境的高逼真度模擬，為裝備性能測試提供了有力支持。

在實際應用中，該技術可用于電子戰(zhàn)裝備的研制與測試、電磁兼容性研究及電磁環(huán)境適應能力檢測等方面。通過構建高逼真度的復雜電磁環(huán)境，可以全面評估電子裝備在復雜電磁環(huán)境下的性能表現(xiàn)，為裝備定型及部隊作戰(zhàn)提供可靠的數(shù)據(jù)支持。

五、結論

基于數(shù)字化地理信息的復雜電磁環(huán)境信號模擬與發(fā)生技術是電子戰(zhàn)領域的一項重要創(chuàng)新，它極大地推動了電子戰(zhàn)裝備測試評估技術的發(fā)展。通過綜合運用數(shù)字化地理信息、電磁信號傳播模型以及復雜樣式信號發(fā)生技術，該技術為構建高逼真度、可定制的復雜電磁環(huán)境提供了可能，從而實現(xiàn)了對電子戰(zhàn)裝備在真實戰(zhàn)場環(huán)境中的全面模擬與測試。