复杂电磁环境对侦察雷达影响研究

中国人民解放军国际关系学院学士学位论文复杂电磁环境对侦察雷达影响研究作者姓名：孙成磊专业方向：侦察与特种作战指挥研究方向：侦察指挥指导教员：丁必林二○一○年六月摘要军事专家们指出，现代战争已经进入了电磁时代，未来战争是在电磁弥漫的战场上展开的。随着战场电磁环境一词的提出，复杂电磁环境就成了各国军事研究的内容，几次局部战争也披上了复杂电磁环境的外衣，一些高新技术的用频装备在战场电磁环境下也显出了一些吃力，其中侦察雷达以及一些以侦察雷达为平台的武器尤为突出，其受到复杂电磁环境的影响已不容小觑的。首先对复杂电磁环境的相关内容进行了分析研究，而后对侦察雷达的有关原理进行了阐述，进而结合几次局部战争的战场实际情况研究了复杂电磁环境对侦察雷达侦察的影响，最后提出了一些自己的看法。关键词：复杂电磁环境侦察雷达电磁波1目录引言...................................................1一、复杂电磁环境的基本知识...............................2（一）复杂电磁环境的相关概念..........................21.电磁波...........................................22.电磁频谱.........................................23.电磁空间.........................................3（三）复杂电磁环境的构成..............................41.人为电磁辐射.....................................42.自然电磁辐射.....................................73．辐射传播因素....................................7（四）现代战争中战场电磁环境的特点....................91.在空间上纵横交错.................................92.在时间上持续不断.................................93.在频率上密集重叠.................................94.在能量上复杂多变.................................9二、复杂电磁环境对侦察雷达的影响.........................9（一）复杂电磁环境对侦察雷达影响的方式...............101.有源干扰........................................102.无源干扰........................................12（二）复杂电磁环境是一把“双刃剑”...................13三、复杂电磁环境下侦察雷达运用对策......................142（一）普及复杂电磁环境有关知识.......................141.严格控制侦察雷达开机时间和开关机次数............152.缩短侦察雷达频率使用时间........................16（三）科学组网发挥整体效能...........................16（四）其他应对策略...................................171.无源侦察雷达探测技术............................172.双(多)基地侦察雷达技术..........................173.毫米波侦察雷达..................................17参考文献:...............................................19致谢..................................................203引言当今时代，信息技术的迅猛发展及其在军事领域的广泛应用，开辟了与陆海空天相并列的“第五维空间”——电磁空间，形成了与地理战场并存的“第五维战场”——电磁战场，出现了与传统战场环境并重的新要素——电磁环境。众所周知,环境因素对人类社会的各项活动都起着影响和制约作用,现代战争中的复杂电磁环境对侦察雷达的运用也是有许许多多新的考验,处在日趋复杂的电磁环境中，我军现有侦察雷达会受到什么样的影响，能否发挥其功效，如何发挥其功效……摆在我们面前的是一个又一个的新问题，带着这些疑问我选择了这个课题，通过研究复杂电磁环境对侦察雷达的影响，了解这一可能主导未来战争的新的环境因素，探索侦察雷达在未来战场上使用的现实问题，初步掌握未来战场环境对侦察雷达的要求。军事专家们指出，现代战争已经进入了电磁时代，未来战争是在电磁弥漫的战场上展开的。随着军队信息化进程的加快，军事领域电磁应用日见广泛，电磁环境日益复杂，复杂电磁环境已是摆在我们面前的一大课题，对军队建设、国防建设及军事斗争活动产生着广泛而深刻的影响，要求我们必须高度关注，充分认识，积极作为。战场侦察雷达被称为信息化战争的火眼金睛，高技术条件下，各种武器装备的作战平台，战区的监视和警戒，诸兵种协同作战的调配、联系、指挥和控制等，都越来越多地依赖于侦察雷达，了解和寻求解决复杂电磁环境对侦察雷达的影响迫在眉睫。1一、复杂电磁环境的基本知识随着高科技在军事领域的广泛应用，各种电磁辐射源和用频设备逐渐增多，加之敌我双方电子对抗行动加剧，战场的电磁环境变得十分复杂，人类在陆海空天电四维作战空间的基础上，又开辟了第五维空间——电磁空间，形成了新的战场环境——电磁环境。未来的战争中，电磁环境将会成为影响战争的重要因素，电磁空间将成为夺取现代战争主动权的关键。（一）复杂电磁环境的相关概念1.电磁波电磁波是交变的电场与磁场的相互作用产生的，把电磁波定义为在空间以波动形式传播的随时间变化的电场和磁场。电磁波在空间中不需要其他物理媒介就可以进行传播，其传播速度接近光速，约每秒30万千米。在其传播过程中，由于大气和地面地物的吸收，能量逐级发散和衰减，受地形地貌的影响较大。电磁波的频率范围从零到无穷，频率越高波长越短，按照频率递增的顺序，可以把电磁波分为无线电波、红外线、可见光、紫外线、X射线、r射线。2.电磁频谱电磁频谱是电磁波按波长或者频率排列起来所形成的谱系。电磁频谱是按频率或者波长排序，成条状结构，各种电磁波在电磁频谱中占有不同的频率范围，电磁频谱是一种自然资源，是一种无形的特殊资源。目前人类能够利用的无线电频谱在275GHz以下，主2要集中在30Hz至40GHz范围内，其中绝大部分在3GHz以下。电磁频谱的使用较为脆弱，易受自然和人为电磁干扰。3.电磁空间电磁空间是由电磁波构成的物理空间，它是自然界的有机组成部分。电磁空间与陆、海、空、天紧密交织，成为“第五维战场”二交战双方对电磁空间的依赖程度越来越高，对电磁频谱的利用越来越广，争夺制电磁权的斗争越来越激烈，电磁空间无时不在地影响和制约着武器装备效能的发挥和部队的作战行动。电磁空间是物质的，电磁空间由各种电磁设备发射的电磁波和自然界辐射的电磁波共同构成，可用频率、波长及场强进行度量。电磁波充满整个宇宙空间，电磁空间的范围是无限的，在电磁空间，我们能看到的只有可见光，其他电磁波是肉眼看不见的，电磁空间是不可见的，但电磁空间是可利用的。人类既能在电磁空间发射和接收信息，也能进行电磁攻击和电磁防护。（二）复杂电磁环境的定义与内涵通常认为，空间的概念，是从客观存在的角度反映事物的整体状态。环境的概念，则是从主观利弊的角度反映主体和周边体的紧密关系。战场空间侧重的是作战规模、区域、范围、军事力量的密度、战场纵深、作战方向等等，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；战场环境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。3电磁环境与地形、水文、气象环境一样，是物质的和客观存在的；是在一定的战场空间里，使用电磁波的武器装备及作战活动所产生的电磁辐射现象和自然电磁现象的总合。复杂电磁环境是指在一定时空范围内，各种密集交错、起伏多变的自然和人为电磁现象的总合。（三）复杂电磁环境的构成从辐射源种类讲，复杂电磁环境主要由电子对抗环境、侦察雷达环境、通信环境、光电环境、敌我识别电磁环境、导航电磁环境、民用电磁环境、自然电磁环境等构成。从电磁辐射的性质来讲，复杂电磁环境可认为是由人为电磁辐射和自然电磁辐射以及辐射传播因素构成。1.人为电磁辐射人为电磁辐射，是战场电磁环境的主要形成条件，包括各种电磁应用活动形成的电磁辐射、电子干扰辐射等有意电磁辐射和人类活动形成的电磁辐射。通常干扰的范围广、时间长、危害大。例如侦察雷达自身就是向外发射电磁波的，战场上敌我双方的侦察雷达及各种用频设备发射的电磁波，在同一时空下就会形成一个充斥着电磁波的战场电磁环境。人为电磁辐射主要包括有意电磁辐射和无意电磁辐射。（1）有意电磁辐射有意电磁辐射是为着特定的电磁活动目的而人为有意向空中特定区域形成的电磁辐射，一般都通过发射天线向外辐射，是战场4电磁环境的核心影响因素。有意电磁辐射源的种类、分布、工作状态等直接决定着战场电磁环境的形态，它是战场电磁环境的关键构成要素。有意电磁辐射源主要包括电子干扰系统、通信电台、侦察雷达、光电设备、制导设备、导航系统、敌我识别系统、测控系统、无线电引信，以及广播电视系统等。有意电磁辐射源向特定空间辐射电磁信号形成电磁环境，它以能量和信息两种方式对电磁环境产生影响，进而影响处于这个环境中的任何一个电子设备的工作。它的作用范围是可控的，可以是有目的的，可以有很强的方向性。有意电磁辐射信号具有明确的特征参数，主要包括电磁信号的密度、样式、能量和时域、频域、空域分布特征等，这些特征参数往往是有意可控的，它的变化情况共同决定着电磁环境的表现特征。在现代战场上，敌、我双方的电子对抗，各种武器装备所释放的高密度、高强度、多频谱的电磁波，电磁辐射源相当密集，所形成的电磁环境就特别复杂。例如，一个师部署的典型地域面积为50X60平方千米，地域内通信电台的数量可达3000部。由于通信电台部署不均匀，许多地域的电台密度可达每平方公里几十部。电磁辐射源数量直接决定了信号密度的大小。例如，在机载侦察雷达对抗侦察中，如果侦察天线受到100部侦察雷达的照射，每部侦察雷达的脉冲重复频率平均为1kHz，那么，信号密度达每秒10万脉冲。（2）无意电磁辐射5无意电磁辐射是电子或电器设备在工作时非期望地形成的电磁辐射，是无意且没有任何目的性的，它一般不通过天线向外辐射①。无意电磁辐射具有两个典型特征:一是辐射的非主观操控性，二是辐射空间的随意性。因而它是人们所不需要的一种电磁辐射，往往对电子设备和包括人类在内的生物产生不利影响，通常人们所说的电磁污染就属于无意电磁辐射。无意电磁辐射以电磁能量作为其作用媒介，它对战场电磁环境的影响要比人为电磁辐射小。无意电磁辐射通常有这样几类：电子设备的非天线辐射，例如电子武器装备的方舱内辐射，以及计算机、家用电器、医疗器械等电磁辐射；运动设备的电磁辐射，例如电气化铁路、汽车、发电机、电动机产生的辐射；传导电磁辐射，例如电力线辐射、变压器辐射等；工频交变电磁场，例如在大功率电机、变压器以及输电线等附近的电磁场，它并不以电磁波形式向外辐射，但在近场区会产生严重电磁干扰；脉冲放电，例如切断大电流电路时产生的火花放电，其瞬时电流变率很大，会产生很强的电磁干扰。随着信息社会对电磁信息的依赖，各种无意电磁辐射越来越多，已经对国民经济各部门、人民生活和战场环境带来越来越严重的影响。尤其是武器装备，由于电磁兼容特性不良所产生的无意电磁辐射，及其对其他装备的影响，已经到了足以制约战争的地步了，对此我们不得不