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           从1991年海湾战争、1999年科沃索战争、2003年伊拉克战争以及近期现代战争看，“制电磁权”在战争中的位置逐渐从作战支援手段变成了战场上的制高点，没有制电磁权将失去现代战争的参战“资格”，更遑论取胜。电磁频谱战逐渐成为继陆、海、空、天、赛博空间之后的“第六作战域”。电磁频谱战是在电磁空间进行的攻防博弈，其实质是制电磁权归属的争夺。换言之，电子对抗作为电磁空间斗争以及夺取制电磁权的核心力量，正由初期的支援、保障行动上升为重要作战行动乃至联合作战的主要作战样式之一。
        对电子战系统的终极测试是它与强大的对手（如有源电扫相控阵雷达）在复杂电磁环境中交战时的实际表现。为了确保能够应对这些威胁，必须在电子战系统的不同研发阶段对其进行全方位的测试。未来战场上的电磁信息越来越密集，太空中有侦察卫星在遥感探测，空中有电子战飞机对目标侦察和干扰，海面有舰船为武器进行引导控制，陆地上布满了各种电子攻击、支援和防护装备，导致测试环境的构建也变得越来越困难。

多通道雷达辐射源

如果需要兼顾系统性能为重点，则另一种选择是采用商用的PXI平台。基于PXI总线的模块化仪器具有高性能和高精度的不同成熟货架产品选择。以市场上常见的PXIe矢量信号收发仪为例，具有9kHz~6.5GHz（也可进一步通过射频前端扩展至40GHz）频率范围和1GHz瞬时带宽，同时提供仪器级精度。此外，利用PXIe中频数字收发仪配合模块化的射频前端设备，更可获得1.4GHz或更高的超宽带瞬时带宽。

PXI架构辐射源

以这两种方式构建的辐射源信号产生系统，都可以由板载FPGA动态生成如下的常见雷达信号：

• 常规波形：常规连续波、脉冲连续波；

• 频率调制：线性调频连续波、非线性调频连续波、步进频连续波、频移键控连续波、线性调频脉冲、非线性调频脉冲、步进频脉冲、频移键控脉冲等；

• 相位调制：相位码、巴克码、弗兰克多相码；

• 脉宽和重频模式：突发、滑变、步进、参差。

基于软件无线电平台的复杂电磁环境构建，其核心在于软件。这种应用软件的专业度和系统复杂度都很高，用户的需求复杂多变，进口的产品管控严格且功能相对固定，而国产定制的软件和硬件系统，成本居高不下。这样的基于标准化硬件平台的系统实现，为中小研发团队带来了新的选择。

采用商用货架的软件无线电平台还有另一项益处：这些产品普遍具有收发双向通道，也可以利用接收通道来实现对于复杂电磁环境的感知和分析。这一硬件可复用和仪器多功能的特性能够进一步降低实验设备的构建成本。

3   复杂电磁环境的超宽带感知

所谓的复杂电磁环境是指伴随着各类新体制辐射源数量不断增加，体制越来越多样，信号样式越来越繁杂的电磁信号，主要体现为：

• 信号密度不断增加，交织混叠现象严重；
• 信号突发性不断增加，瞬态信号无处不在；
• 信号所处频段不断扩展，信号呈现大带宽、大动态趋势。

面临如此复杂多变的电磁环境，其感知和分析系统需要采用超宽带数字接收机，一方面要在信号捕获、实时分析以及信号特征等方面采取有效的手段，以便尽可能不漏掉感兴趣的信号，特别是瞬态信号、弱信号和包含混叠信号；另一方面，需要探索适应复杂信号环境的信号分析技术，以便有效分选、测量和分析。

3.1   宽带实时频谱分析技术

立思方以其宽带实时频谱分析技术（RTSA）充分利用了商用无线电平台的接收通道，数字化接收机方式和实时处理技术对信号进行捕获和分析，通过重叠FFT等数字信号处理手段实现信号的实时触发和捕获，并进行信号的多域分析。实现实时频谱分析的关键技术包括：频率模板触发（FMT）和密度频谱分析（密度余晖图）。

频率模板触发通过预先设定“频率模板”，与实际采集信号的频谱进行对比，能够可靠地检测复杂频谱特征的瞬态信号，对检测捷变信号、突发信号等至关重要。密度频谱分析可以动态的显示在不同时间内处于同一频段上的信号特征信息，为复杂电磁环境感知和分析提供了直观的判断依据。

频率模板触发和密度频谱分析都需要进行大量的数据计算。在常见的商用台式仪器中，此类计算大都在定制计算机板上的FPGA中完成。立思方的RTSA技术则是基于通用图形加速处理器（GPGPU），利用商用的PXIe GPU协处理器就完成了专用设备才能实现的功能。如果用户具有合适的PXI或USRP虚拟仪器硬件模块，还可以获得立思方提供的RTSA功能免费升级服务。

另一方面，复杂电磁环境感知与分析也需要具备探索适应复杂信号环境的信号分析技术，需要高精度的参数测量能力、实时信号分选和处理能力，以便对辐射源信号特征参数的精确提取和识别。实时信号分选通过对侦收到复杂电磁信号进行特征参数测量，并通过这些特征参数来完成辐射源信号的分选与识别。同时，实时信号分选也具备较强的信号脉内调制分析能力，以便更精确的判别辐射源特征，提高对敌干扰的效果。

3.2   构建超宽带的频谱感知能力

现代雷达系统的频率捷变范围已经越来越大，信号调制方式也在不停改进。为了分析这些新出现的频率捷变信号，前沿科技研究者们需要构建超宽带频谱感知系统，以便捕捉在数百MHz甚至数GHz频率范围内捷变的脉冲，同时还需要精细化分辨其脉内和脉间特征。超宽带的频谱感知系统也能够有效捕获、分析超短脉冲或者宽带脉内调制信号。

超宽带频谱感知与分析系统需要采用超宽带的数字接收机，采用数字信号处理的方法实现信号的高速采集、高精度测量、并行处理多线程数据等高效的处理方式，并且能够尽可能保留信号的全部信息。

不过，超宽带数字接收机都具有超高成本，市场上也甚少选择。所以，用户常采用多个接收机同时采集和分析信号，但因为数据分析通路仍是独立的，信号频谱的不连续造成了很多分析技术无法采用。对此挑战，立思方也提出基于GPU计算的频谱拼接技术来低成本的实现超宽带信号频谱分析。比如，采用多个160MHz带宽的低成本数字接收机，通过“频谱拼接”技术实现超过500MHz的高带宽，或是以2个1GHz带宽的宽带数字接收机拼接实现近2GHz的超高带宽接收机，从而实现复杂电磁环境下的超宽带射频信号的实时监测与分选，并满足不断的技术发展需求。

4  总结

通过对复杂电磁环境的发展变化进行分析，应用软件无线电架构来构建复杂电磁环境和超宽带感知系统。构建的复杂电磁环境不仅可以仿真外场的复杂场景，模拟真实的电磁环境，同时也兼顾了构建系统的成本需求。与此同时，超宽带感知系统能够以快速、无缝的捕获空间电磁环境的所有感兴趣信号，并进行实时分选，判别辐射源信息。这种系统架构非常适合干扰和抗干扰评估、复杂电磁环境效应研究、复杂电磁信号分析等应用领域。