復雜電磁環境下設備性能評估系統方案

| 用戶需求


評估復雜電磁環境下設備的性能,傳統外場試驗存在成本高,周期長,樣本單一,工程難度大等缺點,傳統軟件仿真無法模擬真實信號變化,參考價值有限。因此需要一種能同時兼顧傳統外場試驗和軟件仿真的解決方案,既可解決系統成本問題,又能反映復雜電磁環境下真實信號變化的解決方案,能將外場測試在內場進行高度還原,同時支持軟件仿真、半實物仿真和實物測試。



解決方案


    復雜電磁環境下的外場測試場景,用于多種設備的性能評估,主要包括以下部分:

1)     無線電通信設備:衛星搭載星載通信設備,空中飛機搭載機載通信設備,地面車輛搭載車載通信設或手持通信設備,各類通信設備之間組成多個通信網絡;

2)    無線電探測設備:地面設備跟蹤掃描空中或地面目標,同時地面車輛搭載多種汽車無線電探測設備,各類無線電探測設備產生多個主波和回波信號;

3)     導航設備:導航信號產生設備安裝在衛星上,由多顆導航衛星構建出了GPS或北斗導航系統。導航接收機安裝在飛機、汽車、船,甚至是手持設備中,接收導航衛星發出的信號以及導航接收設備所處的地理位置;

4)     信號監測干擾設備:場景中具有多輛干擾車和干擾飛機,用于模擬對被測設備的信號監測、分析和主動干擾;

5)     背景信號產生設備:在場景中,考慮到還有各類制式的民用通信信號,以及與本通信系統不相關的其它信號,這些信號統稱為背景信號,使用背景信號發生站來模擬此類信號;

復雜電磁環境下設備性能評估系統方案

復雜電磁環境下的各設備性能評估系統構架

如上圖所示,在內場環境下構建復雜電磁環境下的各設備性能評估系統,用以模擬測試設備真實的外場性能評估場景。內場環境下,復雜電磁環境下設備性能評估系統包含無線電通信性能評估分系統、無線電探測性能評估分系統、導航性能評估分系統、背景信號發生器、無線信道仿真儀,以及用于場景規劃、仿真推演、信道生成、態勢展示的復雜電磁環境仿真軟件。其中各分系統中,除了被測設備和陪測設備外,還包括對應的性能評估設備。總控設備負責事件觸發控制和總體調度,由客戶系統測試場景決定。根據系統框架,內場測試場景的硬件組成和連接關系如下圖所示:

復雜電磁環境下設備性能評估系統方案


復雜電磁環境下的內場測試場景


在復雜電磁環境仿真軟件中,可以實現3D真實場景選擇、設備部署、設備無線電特性設定、機動軌跡編輯等,構建出完整的想定場景。

復雜電磁環境仿真軟件內建強大的仿真計算引擎,結合地理環境、各個設備的外形材質特征及位置的改變、設備的無線電特性,以及氣象因素,根據信道傳播模型或者基于電磁計算方法,計算出仿真空間的電磁環境隨時間的變化情況,并通過二維/三維畫面,多角度直觀展示態勢變化。

復雜電磁環境仿真軟件將仿真計算出的電磁環境特征實時推送到無線信道仿真儀,通過無線信道仿真儀模擬各設備之間的外場無線信道,將外場地形、天氣、各個設備的位置變化、各設備不同時刻受到的干擾等對無線電信號有關的影響反饋到參與構建評估系統的設備上,從而更加真實地檢驗和評估設備在復雜電磁環境下的工作性能。


復雜電磁環境下設備性能評估系統方案

實例場景系統展示圖



| 挑戰


  • 需要對復雜電磁環境的精準模擬;

  • 需要多樣化電磁傳播場景的模型化全覆蓋;

  • 需要系統運行和性能評估結果反饋的實時性;



功能特點


2具有豐富的數字化仿真接口,支持組件化建模、基于時間的事件觸發、豐富的信道模型庫、開放的算法接口、二三維動態顯示;

2可為被測系統提供目標、背景、干擾信號,具有信道模擬、干擾模擬、信號采集分析等仿真測試能力;

2支持被測設備在復雜電磁環境下的檢測能力、抗干擾等能力及相關算法進行優化和驗證評估;

2支持軟件仿真、半實物仿真和實物測試。