复杂电磁环境模拟概述

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1、复杂电磁环境模拟概述----环境设计论文-->第一章绪论1.1复杂电磁环境概述近年来，随着部队装备水平的不断提升，信息化武器大量出现在现代化战场上。信息化武器以及战场通信设备的电磁福射不可避免，现代战争是在极其复杂的电磁环境下进行的。复杂的战场电磁环境对于战场的影响巨大，直接导致战争胜负。因此，复杂电磁环境的研宄工作应运而生。复杂电磁环境的概念至今没有严格的定义，通常认为是在一定作战空间内所有电磁活动及现象的总和。福射电磁信号主要于我方、敌方、民用设施及自然环境的有意无意的传导及福射的电磁场。复杂电磁环境有多种表现形式，

2、包括时域、空域、频域和能量等几个方面，具有动态性、广泛性和密集性等特征。构成复杂电磁环境的要素有很多，并且有多种分类方式。从福射源的角度可分为三类，包括我方福射源、敌方福射源以及民用福射源和自然电磁福射现象，如图1-1所示。从信号的角度可分为接收信号和干扰信号。从频谱上可划分为低频信号和高频信号。当今世界，军队信息化的发展使得未来战场上的电磁干扰将不可避免，使得武器装备的电磁兼容问题变得十分突出。复杂多变的电磁环境，不仅会影响军队通信系统的正常运作，而且对信息化战争的全程均存在重要影响。因此，对电磁环境掌控的水平将直接影

3、响作战的效果。为此各国军队的军事训练及作战部署越来越注重考虑电磁环境的影响，世界军事强国为了抢占未来战争制高点，无不重视复杂电磁环境的搭建、模拟及演习。在我国，为推进解放军的信息化、现代化建设，正在大力推进复杂电磁环境下的军事训练。…………………1.2复杂电磁环境仿真研究为构建真实的战场电磁环境，使用实际的武器装备进行实战演练最为直接有效。但是，构建实际的电磁环境代价高昂，且带有一定的盲目性，如果没有收到预期效果，人力财力损失巨大，因此这种方式效率低下。在信息化的今天多使用计算机仿真技术辅助实现电磁环境搭建和演练。通过虚

4、拟真实的战场环境实现战略部署，在此基础上应用计算电磁学方法预测战场电磁环境，最后利用计算机的显示技术可实现电磁环境效果的形象显示，达到构建复杂电磁环境的效果。计算机仿真的结果直接反映了复杂电磁环境构建的效果，对于指导实际演练十分有效。还可作为参考，为研究武器装备的电磁兼容问题提供重要的依据。复杂电磁环境计算机仿真与电磁态势显示具有以下效果：战场电磁态势是指电磁能量在战场区域内立体、非均勾分布的状态，是由敌方辐射电磁能量、我方辐射电磁能量和自然环境产生的电磁能量共同作用形成的态势。通过电磁态势显示，可以形象地反映战场电磁能

5、量在平面和立体空间的分布区域、在不同区域的电磁密度，反映频段的占用情况等等。………………第二章电波传播研究2.1电波传播概述电磁波源于交变电磁场。当发射源的电磁场为交变电磁场时，电场和磁场将不再彼此独立，而是相互激发，互相为源，二者紧密联系在一起。在交变的电场、磁场互相转化的过程中，它们便脱离了场源（如天线上的交变电荷、电流)，由近及远的传播。这就产生了电磁波。在通信系统中，电磁波通常是由天线进行发射的。电磁波脱离天线在环境中传播，会与各种介质相遇并发生作用，直到有接收机接收。电磁波传播的三种最基本的机制为反射、绕射和散

6、射。到达接收机的电磁波是经过多次的直射、反射和绕射才到达的。因此，在计算接收机功率时，必须要知道电磁波所经过的传播过程。直射、反射和绕射这些都是计算公式中的重要参数。当电磁波在传播过程中遇到比较光滑的平面且平面尺寸比之电磁波的波长大得多时，电磁波会发生反射现象，因此反射发生在大地表面、建筑物墙体上。当电磁波在传播过程中遇到勞形物体或与物体的边缘相交时发生绕射现象，这时会在阻挡体表面产生二次波。物体的边缘相当于新的波源并向周围扩散。因此，电磁波可到达阻挡物旳背面，波的传播会在阻挡体处产生弯曲。绕射的发生同样依赖于入射波的振

7、幅、相位以及极化等情况。当电磁波传播的介质中存在大量的体积较小（小于电磁波的波长）的阻挡物时，电磁波将发生散射。这些阻挡物可能是粗糙的物体表面、尘埃或其他不规则物体。在实际的电波传播中，树叶、街道标志和灯柱等会引发散射。………………2.2传播预测模型无线电一般在不规则的地形上进行传播。在估算路径损耗时，地形和地貌的特性影响很大。地形特征复杂多变，从规则平整的平原到海拔变化巨大的山区，覆盖范围十分广泛，而树木建筑物和其他的阻挡物也应在计算式加以考虑。在实际的工程中，常常使用传播预测模型来对特定地形上的路径损耗进行估算，每种

8、传播模型都有其特定的适用条件，如地形、距离、频率等因素。大部分模型对于服务区测试数据的较为系统的解释。现在讨论一些最为常用的室外传播模型。总的看，目前在工程技术和战场电磁环境仿真方面，仿真模型主要还是应用比较成熟的电波传播模型，包括经验模型、确定性模型和半经验半确定模型三类。………………第三章射线跟踪法研究.....