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复杂电磁环境理论、技术与应用

复杂电磁环境理论、技术与应用

作者:李修和 等
出版社:科学出版社出版时间:2022-10-01
开本: 其他 页数: 296
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复杂电磁环境理论、技术与应用 版权信息

  • ISBN:9787030732095
  • 条形码:9787030732095 ; 978-7-03-073209-5
  • 装帧:一般胶版纸
  • 册数:暂无
  • 重量:暂无
  • 所属分类:>

复杂电磁环境理论、技术与应用 内容简介

《复杂电磁环境理论技术与应用》从基础理论、关键技术和实践应用三个层次分析战场电磁环境问题.**层次为基础理论层,为战场电磁环境认知奠定理论基础。第二层次为关键技术层,为复杂电磁环境构设与试验训练评估工作提供技术支撑。第三层次为实践应用层,为复杂电磁环境装备试验、实战化训练、作战支持等实践应用提供应用方法参考。

复杂电磁环境理论、技术与应用 目录

目录
**部分 基础理论
第1章 绪论 1
1.1 电磁空间与电磁环境 1
1.2 战场电磁环境的概念与构成 3
1.2.1 战场电磁环境的概念 3
1.2.2 战场电磁环境的构成 4
1.3 战场电磁环境复杂性的发展演变 11
1.3.1 战场复杂电磁环境的形成 11
1.3.2 国内对复杂电磁环境的认识 12
1.3.3 国外对复杂电磁环境的认识 13
第2章 复杂电磁环境认知 16
2.1 复杂电磁环境认知过程 16
2.1.1 认知科学概念 16
2.1.2 复杂电磁环境认知模型 17
2.2 复杂电磁环境表象认知 18
2.2.1 空域特征 19
2.2.2 时域特征 22
2.2.3 频域特征 24
2.2.4 能域特征 27
2.3 复杂电磁环境本质认知 29
2.3.1 电磁威胁环境 30
2.3.2 电磁影响环境 32
2.4 复杂电磁环境应用认知 33
2.4.1 复杂电磁环境装备试验应用 33
2.4.2 复杂电磁环境实战化训练应用 35
2.4.3 复杂电磁环境作战支持应用 37
第3章 复杂电磁环境效应理论 43
3.1 复杂电磁环境效应概念内涵及作用机理 43
3.1.1 电磁环境效应概念内涵 43
3.1.2 复杂电磁环境效应作用机理 46
3.2 武器装备复杂电磁环境效应分析及计算 54
3.2.1 武器装备复杂电磁环境效应分析 54
3.2.2 武器装备复杂电磁环境效应定量评估 63
3.3 作战行动复杂电磁环境效应分析及计算 76
3.3.1 作战行动复杂电磁环境效应分析 76
3.3.2 作战行动复杂电磁环境效应定量评估 82
第二部分 关键技术
第4章 复杂电磁环境构设技术 87
4.1 复杂电磁环境构设规划技术 87
4.1.1 构设需求分析 87
4.1.2 复杂电磁环境构设规划建模 89
4.1.3 复杂电磁环境构设规划*优化算法 92
4.2 复杂电磁环境生成技术 97
4.2.1 电磁信号生成方法 97
4.2.2 复杂电磁环境虚实一体生成技术架构 101
4.2.3 复杂电磁环境虚实一体生成支撑技术 103
4.3 复杂电磁环境构设控制技术 109
4.3.1 系统特征建模 109
4.3.2 特征参数辨识算法 111
4.3.3 自适应控制器设计 113
4.4 复杂电磁环境数据处理技术 114
4.4.1 复杂电磁环境数据特点分析 114
4.4.2 复杂电磁环境大数据处理技术架构 115
4.4.3 复杂电磁环境大数据处理支撑技术 118
第5章 复杂电磁环境评估技术 120
5.1 复杂电磁环境特征层评估技术 120
5.1.1 电磁环境复杂度评估技术 120
5.1.2 电磁环境逼真度评估技术 123
5.1.3 电磁环境威胁度评估技术 128
5.2 复杂电磁环境装备效能层评估技术 133
5.2.1 装备效能仿真评估技术 133
5.2.2 装备效能试验评估技术 140
5.2.3 装备效能综合评估技术 143
5.3 复杂电磁环境行动效果层评估技术 146
5.3.1 行动效果层评估技术架构 146
5.3.2 行动质量评估技术 147
5.3.3 行动效果分析技术 155
第三部分 实践应用
第6章 复杂电磁环境装备试验应用 166
6.1 复杂电磁环境装备试验应用需求 166
6.1.1 武器装备与试验鉴定 166
6.1.2 复杂电磁环境与装备试验 168
6.1.3 装备试验复杂电磁环境应用需求分析 169
6.2 复杂电磁环境装备性能试验应用 171
6.2.1 装备性能试验特点 171
6.2.2 性能试验的复杂电磁环境构设应用需求 172
6.2.3 性能试验的复杂电磁环境构设 174
6.2.4 性能试验中的装备性能边界评估 188
6.3 复杂电磁环境装备作战试验应用 189
6.3.1 装备作战试验特点 189
6.3.2 作战试验的复杂电磁环境构设应用需求 190
6.3.3 作战试验的复杂电磁环境构设 191
6.3.4 作战试验中的环境适应性评估 194
6.4 新时期适应复杂电磁环境装备试验发展展望 199
6.4.1 试验阶段发展特点 199
6.4.2 试验体系发展趋势 200
6.4.3 试验模式发展 201
6.4.4 试验鉴定发展建议 204
第7章 复杂电磁环境实战化训练应用 206
7.1 实战化训练复杂电磁环境应用需求 206
7.1.1 复杂电磁环境与实战化训练 206
7.1.2 实战化训练复杂电磁环境逼真构设需求 210
7.1.3 实战化训练效果溯源评估需求 211
7.2 实战化训练复杂电磁环境逼真构设应用 212
7.2.1 实战化训练电磁环境构设原则与要求 212
7.2.2 训练准备阶段的电磁环境构设规划 214
7.2.3 训练实施阶段的电磁环境构设组织 215
7.2.4 复杂电磁环境构设应用系统与运用 218
7.3 实战化训练效果溯源评估应用 226
7.3.1 实战化训练效果评估原则与要求 226
7.3.2 训练准备阶段的评估指标体系建立与评估指标定制 229
7.3.3 训练实施阶段的对抗裁决与效果评估 231
7.3.4 训练总结阶段的溯源评估与复盘研讨 232
7.3.5 实战化训练效果评估系统与运用 233
第8章 复杂电磁环境作战支持应用 241
8.1 战场电磁态势感知 241
8.1.1 战场电磁环境侦测 241
8.1.2 战场电磁态势认知 242
8.1.3 战场电磁态势应用 248
8.2 战场电磁频谱管理 256
8.2.1 战场频率管理 256
8.2.2 战场电磁频谱监测与干扰查处 265
8.2.3 战场电磁频谱管制 269
8.2.4 战场电磁频谱管理应用 272
8.3 电子防御 275
8.3.1 电子防御概念内涵 275
8.3.2 电子防御内容 275
8.3.3 电子防御效能评估 281
参考文献 284
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复杂电磁环境理论、技术与应用 节选

**部分基础理论 第1章绪论 信息技术在军事领域的广泛应用,不仅大大推进了武器装备的发展和作战方式的改变,而且急剧扩大了战场的空间范围,也使战场环境构成随之发生很大的变化。在陆海空天四维战场空间的基础上,又开辟了第五维空间一电磁空间,形成了新的战场环境一电磁环境。电磁空间成为夺取现代战争主动权的关键,电磁环境成为战场环境新的构成要素。战争赖以存在的空间和环境条件发生如此巨大的变化,将对军队的作战、训练和建设等各项活动产生全面深刻的影响。推进新时代备战作战,必须着眼于打赢信息化、智能化战争的新要求,深刻洞悉新的战争制胜机理,满足未来战场需求;必须尽快建立对电磁空间、电磁环境的理性认识,研究复杂电磁环境的理论和技术问题,在理论的正确导向下找到应对策略,以谋求战略主动,赢得战争胜利,维护国家战略安全。 1.1电磁空间与电磁环境 宇宙和地球上一直存在着各种电磁场与射线。早在几千年前,人类就观察到了雷电和磁石吸铁的电磁现象,但是没有发现电现象和磁现象之间的关系。直到1864年麦克斯韦建立电磁理论,1887年赫兹发现电磁波,电磁现象才得到了充分的认识和开发利用。1895年和1896年,意大利的马可尼与俄国的波波夫在不同的国度里成功地试验了原始的无线电通信。通过不懈的努力,马可尼在1901年实现了跨过大西洋3000余千米,从加拿大到英格兰的无线电通信,人类从此揭开了电磁波应用的新篇章。电磁理论的建立和电磁波的发现是19世纪人类科学史上登峰造极的成就之一,它使人类文明和整个物质世界的面貌发生了深远的变化。当今人类的各种电磁应用,如通信、广播、雷达、激光等,正是伴随着电磁波的发现而逐步实现的。这些电子设备和系统大量用于战争活动,引发了电磁应用与反应用的激烈矛盾运动,在这种激烈矛盾运动的强力作用下,战场电磁环境的重要作用与影响逐渐显现出来,并在军队信息化进程中走向复杂化。可以说,复杂电磁环境是以人类电磁应用活动为基础,伴随战场空间的拓展而演化形成的。 战争的空间形态是与人类社会一定的生产力发展阶段相适应,并随之发展演进的。远古时代,人类生存栖息的空间主要在陆地,因而陆战场*早形成。随着造船技术和航海技术的兴起,人类荡起木桨接触海洋,海上出现军事争斗,海战场自然成了陆战场的延伸。近百年间,海权论的创立及海军武器系统的现代化使得海战场范围日趋广阔,与其他几维空间的联系更加紧密,成为国家战略防御的前沿和国家战略资源拓展的空间。20世纪初,航空技术的发展和飞机的发明使战场扩展到三维空间的空中,战争的进行方式发生了由“平面”到“立体”的巨大变革,空战场的上限已达到2万米左右,下限由*初的数百米降到了“一树之高”的几米之内。机载电子设备的广泛使用使得先进的作战飞机都具有全天候、昼夜连续飞行的能力,空战场在现代战争中的地位与作用与日俱增。20世纪50年代末,苏联成功发射**颗人造地球卫星,标志着人类航天史的开端。短短几十年,卫星、宇宙飞船、航天飞机、空间站等各类空间飞行器相继升空,太空成为世界主要军事强国从事政治、经济、科技和军事活动的重要场所,也将成为信息化战争的战略制高点。在战场空间一步步的拓展中,电磁活动如影随形,越演越烈,电子设备和系统广泛渗透到人类的生产、生活和军事斗争各个领域,战场由刀光剑影、炮火硝烟的陆海空域拓展到无形无影却又无所不及的电磁空间,它的悄然形成已成为人类在信息时代的又一重要活动领域。战场空间发展与构成示意图如图1-1所示。 电磁空间是各种电场、磁场与电磁波组成的物理空间。电和磁是同一物质的两个方面的描述,在电荷的周围存在着电场,电流的周围存在着磁场。变化的磁场和变化的电场是相互联系的,变化的电场产生磁场,变图1_1战场空间发展与构成示意图化的磁场产生电场,形成一个不可分离的统一体,这就是电磁场,电磁场是电场与磁场的合称。时变的电场和时变的磁场互相稱合,并以一定的速度向前传播而形成的波称为电磁波,通常称为电波。广义上讲,凡是存在电磁属性与时变电磁场传播所涉及的一切物质和空间均属于电磁空间范畴。电磁波可以在所有的物质中存在,在无限空间里传播,由此构成的电磁空间也是无限的。但通常所讨论的电磁活动应用的电磁空间主要是指时变电磁场传播的特定空间,在这个空间里,存在着电磁应用产生的各种各样的电磁信号。 战场空间由平面向立体、由一维向多维、由有形向无形的拓展表明了技术进步在人类活动空间发展过程中的推动作用,反映了军事活动对更高的“势能”的不断追求。正因为电磁空间是信息活动的主体空间,与社会生活和军事斗争极为密切,世界各国都把加快发展信息技术、努力提高信息化水平作为基本的战略思想。经济越发展,社会越进步,对电磁空间的依赖程度越高;同样,军队现代化程度越高,战争的科技含量越大,对电磁活动的依赖程度也就越高,未来战争中争夺信息优势——制电磁权的斗争必然更加激烈,电磁空间战场的地位作用也更加突出。 电磁空间的出现赋予国家战略安全新的内涵,使传统国家安全疆界的观念受到挑战。传统的国家边防是以地缘为界的,泾渭分明。对任一主权国家来说,领土、领空、领海都可以通过一定的边疆来界定。但在电磁空间领域,无法用一个清晰、明确的边疆来界定敌我。交战国可以通过无形的电波,在数千里之外远离直接对手、远离传统战场的地方利用电磁空间对敌国进行信息侦察,以及实施以电磁信息为基础的攻击行动。因此,就引发了电磁空间安全问题。电磁空间安全是国家安全的重要组成部分,主要指各类电磁应用活动,特别是与国计民生相关的国家重大电磁应用活动能够在国家主权以及国际共享区的电磁空间范围内,不被侦察、不被利用、不受威胁、不受干扰地正常进行,同时国家秘密电磁信息和重要目标信息能够得到可靠的电子防护。 电磁空间安全是一种具有特别内涵,而且需要采取特别手段加以维护的安全领域,已成为信息时代国家安全的重要内容,电磁空间安全形势的发展将对国防和军队建设产生重要的影响。它关系到国家政治的稳定和社会的安定,还关系到国民经济建设的顺利进行,更关系到陆海空天各个战场空间的安全。新的历史条件下,维护和巩固国家电磁空间安全成为国防和军队建设的重要任务。 空间和环境互为依存,有着内在的联系。环境一词指周围的地方、情况和条件。环境是相对于中心事物而言的,与某一中心事物有关的周围事物就构成了这个事物的环境。一般来说,战场空间的概念从客观存在的角度反映事物的整体状态,侧重的是作战规模、区域、范围、方向,军事力量的密度,战场纵深等,核心是实现对空间的占有和控制,即剥夺敌方、保证己方在这一空间的行动自由权。而战场环境的概念则从主观利弊的角度反映主体和周边物体的紧密关系,侧重的是对战场空间内敌我双方作战活动有影响的各种因素,核心是趋利避害,把利留给自己,把害加于敌人。战场空间由有形向无形的拓展也为战场环境增添了新的内容。随着信息化进程的加快,一个无形却十分重要的电磁环境要素在战场环境构成中逐渐形成。 电磁环境是存在于给定场所的所有电磁现象的总和。电磁现象是电和磁及其相互作用结果的一种表现。电磁环境反映的是具体事物与周边的一种电磁关系,它体现的是电子系统或装备在执行规定任务时,可能遇到的各种电磁辐射强度在不同频率、时间、空间范围内的分布状况,通常用场强大小来表示。电磁环境无处不在,现实生活中几乎所有地方都存在电磁环境,像空气一样存在于一切事物的周围,驱之不散,挥之不去,甚至比空气所覆盖的范围还要广,在大海深处、太空中都存在电磁环境。人类生活也离不开电磁环境,通常情况下,人们就处在广播电台、电视台、通信电台、手机等众多设备有意发射的电磁波所构成的电磁环境之中,还无时不在地受到计算机、家用电器、汽车、发电机、电动机以及大功率电机、变压器、输电线等所产生的无意电磁辐射的影响。 1.2战场电磁环境的概念与构成 战场电磁环境是与传统战场环境有很大差异的新要素,又是一个内涵丰富的新军事概念。人们对战场电磁环境的认识也是伴随着它对人类电磁活动的影响而逐渐深化的,虽然有着诸多不尽相同的理解和表述,但是其本质还是一致的。这里首先界定它的基本概念、范畴,分析其构成要素,弄清它“是什么”。 1.2.1战场电磁环境的概念 战场电磁环境是一定的战场空间内对作战有影响的电磁环境。战场电磁环境与电磁环境的定义是一致的,所不同的是战场电磁环境定义的区域是战场空间,以军事电磁活动为主要构成,同时强调了对作战活动的影响性。所以,首先它是一种电磁环境,其次它局限在战场范围内,而且是对作战行动有影响的。不满足上述条件的都不能称为战场电磁环境。它是一定战场空间内,包括自然电磁辐射和军用、民用电子装备所产生的电磁辐射在内的,对武器装备使用和部队作战行动有直接影响的各种电磁现象的总和。 战场电磁环境是电磁环境的一种,是电磁环境在战场上的表现。战场电磁环境研究的是在一定的战场空间中的电磁环境。具体地说,它是特定战场时空范围内的各种各样的电磁辐射源、电磁波传播介质、电磁波接收设备和对电磁波敏感的设备通过电磁波的辐射、传导和接收形成的相互作用和影响的特殊战场环境。这个环境依据作战区域在地理空间中的分布和大小而不同,可区分为陆上、海上、水下、空中、太空战场电磁环境等。 战场电磁环境是现代战场环境的重要组成部分。战场环境是以作战活动为主体的外部世界,是战场及其周围对作战活动和作战效果有影响的各种因素与条件的统称。在人类几千年的战争史里,战场环境主要包括地形、气象、水文等自然环境,人口、民族、交通、建筑、工农业生产、社会等人文环境,以及国防工程、作战物资储备等战场情况,作战考虑的环境因素当然也离不开这些内容。当今人类进行战争的自然环境没有太大的变化,天还是原来的天,地仍是往常的地,气象、水文也没有大的改变,但电磁环境在电磁空间的电磁现象与人、装备的相互影响中逐渐凸显出来,并居于与传统战场环境同等重要且日趋突出的地位。 战场电磁环境是战场上所有电磁能量共同作用形成的复合体。按划分角度不同,战场电磁环境可分为人为的和自然的、有意的和无意的、军用的和民用的、敌方的和己方的、对抗的和非对抗的因素。这其中来自人为的、有意的、军用的、敌方的、对抗的因素,如通信、雷达、精确制导、电子对抗等,是占主导地位的因素,也是战场电磁环境区别于其他电磁环境的基本特征。它对作战活动的影响是主要的、难以控制和适应的,而且往往与其他军事行动有紧密的联系,并贯穿于作战行动的全过程,需要指挥员予以重点关注,采取管控、协同、攻防等综合措施以*大限度地降低这些因素所造成的电磁环境复杂程度。 战场电磁环境对作战有影响,它强调电磁环境与军事行动受影响程度关系密切。虽然是否对军事行动产生影响并不决定电磁环境是否客观存在,但当电磁环境对作战活动构成了不可忽视、不能回避的影响时,会成为战场环境问题而受到关注。电磁环境对作战行动的影响是人们*关心的,也是研究它的意义所在。由于电磁波已经成为当代战场信息的重要媒介和*佳载体,联合作战、体系对抗、精确打击所依赖的信息获取、传递、控制、干扰等,绝大部分要通过电磁波这个媒介完成,战场电磁环境也就无时不在地影响制约着侦、判、打、评各个环节的作战效果。电磁环境事实上已经上升为信息化战场上*复杂的环境要素,成为从根本上决定和影响其他战场环境要素发挥作用的关键。可以说,未来作战,对战场环境的适应与否集中体现在对电磁环境的适应与否上。不具备复杂的战场电磁环境下的作战能力,将难以赢得胜利。 1.2.2战场电磁环境的构成 通过分析战场电磁环境的概念内涵和形成机理,可以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播因素三个部分构成。人为电磁辐射是由人为使用电子设备向空间辐射电磁能量的电磁辐射,与人为电磁环境相对应。自然电磁辐射是非人为因素自然电磁辐射产生的电磁辐射。自然电磁辐射和人为电磁辐射反映着战场电磁环境的形成条件,也是控制战场电磁环境的内因。人为电磁辐射是战场电磁环境的主体,包括各

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