1、應(yīng)用背景

用頻裝備是現(xiàn)代化戰(zhàn)爭中的重要組成部分，在很多場合用頻裝備性能指標(biāo)的高低直接決定了戰(zhàn)爭全局的勝敗。然而，在的實際戰(zhàn)區(qū)的電磁環(huán)境中，充斥著種類繁多的復(fù)雜電磁信號，例如雷達、導(dǎo)航、通信、敵方干擾、自然噪聲等信號。同時由于各種電磁信號的傳播受到實際地理環(huán)境的顯著影響，導(dǎo)致戰(zhàn)區(qū)電磁環(huán)境異常復(fù)雜。用頻裝備在復(fù)雜電磁環(huán)境下的性能測試成為其研制過程中的重要內(nèi)容。

概括來說，武器裝備的電磁性能測試按環(huán)境不同可分為三類。第一是全實物測試，將待測裝備置于演習(xí)或?qū)嶋H戰(zhàn)區(qū)，利用實際存在的復(fù)雜電磁環(huán)境對裝備性能進行測試。此種方式最具說服力，通常作為成熟型號武器裝備的最終測試方法。但是，因為此方式成本極高、風(fēng)險大，很多場合是破壞性測試，并且所得到測試結(jié)果不具備遍歷性，無法滿足裝備研制過程中的絕大多數(shù)的常規(guī)測試需求。第二種是基于計算機、數(shù)據(jù)庫等技術(shù)的全數(shù)字仿真測試。這種技術(shù)是通過數(shù)據(jù)采集或者數(shù)學(xué)建模的方式，將實際電磁環(huán)境的主要特征信息以數(shù)字格式存儲于數(shù)據(jù)庫中，在某種特定仿真算法的驅(qū)動下，對待測裝備的性能進行全數(shù)字仿真測試。此方法運行成本低、靈活便捷，通常用于裝備的前期開發(fā)過程中，偏重于對軟件算法的測試。然而由于逼真度低，與實際環(huán)境差異過大，對于正式裝備的性能測試僅具有參考作用，大多數(shù)場合無法作為最終驗證手段。第三種測試方法是半實物模擬測試，此方法是在前兩種方法有機結(jié)合的基礎(chǔ)上發(fā)展而來的。它利用數(shù)據(jù)采集或數(shù)學(xué)建模的方法組建數(shù)字化復(fù)雜電磁環(huán)境信息數(shù)據(jù)庫，根據(jù)實際測試場景需求，計算波形數(shù)據(jù)，基于復(fù)雜信號發(fā)生技術(shù)，通過波形發(fā)生的方式產(chǎn)生實際電磁信號，人為構(gòu)建高逼真度的復(fù)雜電磁環(huán)境，用于裝備性能測試。這種測試方法兼?zhèn)淞饲皟煞N方法的優(yōu)點，測試高效便捷，打破全實物測試中測試環(huán)境的時空限制；場景豐富，根據(jù)實戰(zhàn)環(huán)境需求任意構(gòu)建測試電磁環(huán)境信號；高逼真度，基于數(shù)字地圖數(shù)據(jù)，綜合考慮輻射源種類、裝備布局、傳播途徑、自然干擾等各種因素；成本低廉、結(jié)果全面，非損壞性測試，實現(xiàn)高度一致性的重復(fù)性測試，可評估裝備在各種極端條件下的性能。

2、復(fù)雜電磁環(huán)境構(gòu)建分析

根據(jù)國軍標(biāo)（GJB6130-2007）給出的定義，復(fù)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。由此可知，復(fù)雜電磁環(huán)境是對某個實際場景中所含各種復(fù)雜電磁信號成分的泛稱。每一類型的電磁環(huán)境又由不同類型的電磁輻射源生成，并對不同的信息化裝備產(chǎn)生影響。對復(fù)雜電磁環(huán)境建模的前提是對一個場景中種類繁復(fù)、特性復(fù)雜的信號成分進行分類、分析，進而根據(jù)每種常規(guī)信號的表征和傳播媒質(zhì)進行建模。最后將關(guān)注的各信號綜合，完成對實際電磁環(huán)境模擬構(gòu)建。

概括來講，復(fù)雜電磁環(huán)境所含信號成分主要分為兩類：自然因素干擾信號和人為因素干擾信號，其中人為因素干擾信號包括了無意干擾信號和對抗干擾信號。自然因素干擾信號主要源于雷電和靜電，屬于實際環(huán)境中的非可控因素。用于半實物模擬測試的電磁環(huán)境構(gòu)建主要注重于特性可控的人為因素干擾信號的模擬。由于對抗干擾信號對電子武器裝備的影響顯著，形式多樣、樣式復(fù)雜，成為復(fù)雜電磁環(huán)境模擬的關(guān)鍵內(nèi)容。隨著電子戰(zhàn)裝備的快速發(fā)展升級，所用到的電磁信號主要呈現(xiàn)以下四個特點：1）信號樣式復(fù)雜多樣，種類多，分布密度大。數(shù)字矢量調(diào)制技術(shù)的發(fā)展，使一系列復(fù)雜調(diào)制樣式的實現(xiàn)成為現(xiàn)實。在戰(zhàn)區(qū)廣泛密集分布的各種新體制雷達裝備所使用的調(diào)制格式涵蓋了線性調(diào)頻、非線性調(diào)頻、相位編碼、頻率編碼、噪聲調(diào)頻、巴克碼調(diào)制等脈內(nèi)調(diào)制格式，以及脈間頻率捷變、脈組頻率捷變、分時頻率分集、PRI參差/抖動/組變/滑變、脈沖寬度組變/組合等脈間調(diào)制格式。2）信號頻率覆蓋范圍大幅度拓寬。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。3）信號調(diào)制帶寬不斷加大。例如新式合成孔徑雷達的調(diào)制帶寬達到GHz量級。4）信號種類繁復(fù)，信號高度交疊。對于某些常規(guī)接收機在同一時間可能有百萬量級的信號同時出現(xiàn)，交疊嚴重。

復(fù)雜電磁環(huán)境的逼真模擬構(gòu)建是半實物模擬測試的基礎(chǔ)，對裝備開展復(fù)雜電磁環(huán)境試驗、研究武器裝備的電磁兼容性、檢測其電磁環(huán)境適應(yīng)能力提供了便利，有利于提高武器裝備對電磁環(huán)境的適應(yīng)能力，具有重要的意義。

3、基于通用儀器的復(fù)雜電磁環(huán)境構(gòu)建

目前，復(fù)雜電磁環(huán)境的構(gòu)建可分為基于專用信號模擬器和基于通用信號發(fā)生儀器兩種方式，其中后者以其便捷、高效、功能豐富和高性價比等優(yōu)勢被日益關(guān)注。

中電科儀器儀表公司研制的矢量信號發(fā)生器AV1443具有一流技術(shù)指標(biāo)和顯著的性價比優(yōu)勢，成為復(fù)雜電磁環(huán)境構(gòu)建的主打產(chǎn)品。

AV1443具有250kHz～44GHz從低頻到毫米波段的寬頻段覆蓋，可以同時滿足各波段用頻裝備的電磁信號模擬需求。

AV1443具有高精度矢量調(diào)制性能，所產(chǎn)生的矢量調(diào)制信號，EVM（%RMS）：0.7%(典型值，載波1.8GHz，QPSK，碼元速率4MHz)，原點偏移-55dBc；EVM（%RMS）：0.8%(典型值，載波15GHz，QPSK，碼元速率4MHz)，原點偏移-57dBc；EVM（%RMS）：1.2%(典型值，載波38GHz，QPSK，碼元速率4MHz)，原點偏移-55dBc，可滿足雷達系統(tǒng)開發(fā)、衛(wèi)星通信的測試需要。

AV1443具有高質(zhì)量的寬帶矢量調(diào)制信號輸出，內(nèi)部標(biāo)配產(chǎn)生80MHz 調(diào)制帶寬，可用100MHz；外部200MHz調(diào)制帶寬，內(nèi)部支持原點偏移、增益平衡及正角誤差調(diào)節(jié)，實現(xiàn)外部調(diào)制信號質(zhì)量升級。滿足寬帶通信等領(lǐng)域信號的模擬需求。此外，外部調(diào)制帶寬達到2GHz，可實現(xiàn)外部儀器產(chǎn)生的GHz量級調(diào)制寬帶IQ信號的矢量調(diào)制，滿足寬帶雷達等領(lǐng)域的信號模擬需求。

AV1443具有豐富的通用矢量調(diào)制格式的實時產(chǎn)生功能?？稍跓o限長時段產(chǎn)生包括PSK、FSK、QAM等21種調(diào)制格式的電磁信號。使各種復(fù)雜調(diào)制信號的產(chǎn)生變得簡潔便利。

AV1443內(nèi)部標(biāo)配1GSa存儲樣點內(nèi)存，支持大數(shù)據(jù)長周期任意波形播放。同時內(nèi)部集成任意波編輯與回放軟件，可實現(xiàn)序列定制、編輯及播放、自定義播放次序及重復(fù)次數(shù)、圖形化的標(biāo)記編輯，操作靈活便捷。

AV1443支持mat、cap、dat、bin、csv、txt等文件格式的波形下載，無需使用外部工具轉(zhuǎn)換可直接播放這五種類型的任意波文件。各種常用仿真軟件或者常規(guī)信號采集設(shè)備獲取的數(shù)據(jù)文件均可直接下載播放。可滿足各種復(fù)雜電磁環(huán)境信號的模擬需求。

多臺AV1443可共時基組合產(chǎn)生相干多通道復(fù)雜調(diào)制信號。

復(fù)雜電磁環(huán)境構(gòu)建與產(chǎn)生是目前我軍武器裝備發(fā)展的一個重要方向，AV1443矢量信號發(fā)生器作為我國自主研發(fā)的唯一一臺微波矢量信號發(fā)生器，儀器優(yōu)良的指標(biāo)和可靠的性能可為用戶的各種典型電磁環(huán)境的構(gòu)建需求提供有力保障。