摘要：目前国际对于智能电磁频谱管控方法的研究尚处于起步阶段,且以地面处理为主,现有天基信息管控能力并未充分发挥。在实际战场应用时面临着态势信息获取难、指挥信息传输难、武器装备协同难等一系列作战问题.而这些问题的源头就是未能做到对电磁频谱资源进行合理的分配与高效的利用。综上,随着武器装备信息化程度的不断提高,传统频谱管控手段日益面临效能挑战,亟需利用卫星广域覆盖、波束指向灵活的优势,解决地面独立管控方案受地形条件及监管范围限制的问题,对装备用频进行合理调度与规划,有效保障联合作战场景下多领域、全维度信息对抗的有效性和顽存性。 关键词：复杂电磁环境；频谱管控；对策
前言蓝基因超级计算机
电磁频谱资源存在于现代作战的全空间,同时也贯穿于作战的全过程,是一种无形却十分关键的战斗力。对一个国家及其军队来说,军事电磁频谱,尤其是卫星通信频谱的高效利用对获得信息化战争的主动权、电磁控制权具有十分重要的意义。但电磁频谱也是一把双刃剑。当己
方装备大量密集部署时,由于装备的自主性不足,一旦各装备不对用频加以合理限制就会加剧战场的电磁频谱资源冲突,使得装备之间产生自扰和互扰。
1频谱管控概念内涵
现阶段用频管理主要在战前对频谱进行静态划分,提前规划各设备的工作频点、带宽和功率等指标,虽然减少了设备间的冲突,但也带来了资源的空置浪费,还限制了设备的性能发挥,在面临强对抗下的突发干扰时难以灵活应对。同时,未来战争中的用频设备将会向功能集成化、体积小型化、部署密集化和目标复杂化发展.传统固定频段正变得愈发拥挤,继续依靠静态分配手段势必导致内部用频冲突加剧。面向未来强博弈密集联合作战场景的天基智能频谱管理技术,有必要以传统方案为基石,进一步向智能化发展。具体表现为由地面独立走向星地联合、由静态分配走向实时交互、由固定方案走向因地制宜和由集中决策走向智能协同。在星地协同方面,在强敌拒止及恶劣信息交互条件下,我方地基通信能力严重受限,导致用频调度与实际作战需求脱节,相关决策信息支持完全失效,严重影响装备正常工作的问题。需要突破天基频谱管控技术,构建星地联合分布式协同决策架构,赋予卫星平台“独立思考”的能力,有效提升复杂作战环境的自适应能力,同时辅助配合地面平台,增强我军联合集在强
博弈对抗环境下的作战效能。在智能决策方面,联合作战条件下各用频平台搭载不同设备,组成结构呈现异构化特性,但其频谱管控均以达成作战任务效能为最终目标。在此情势下,构建基于多项优化约束的决策目标函数,并结合用频需求与冲突分析进行智能求解,使平台间的频谱管控跳出局部“贪婪式思维”,从全局而不是局部的角度进行决策优化。通过星地平台间的协同合作,实现体系层面作战效能及用频公平性的最优权衡和整体提升。
2主要关键技术
传统感知业务比较单一，对复杂电磁环境下多类型业务的综合处理基本无效。电磁频谱感知系统针对通信导航、雷达、数据链等系统信号特点进行识别分析，估计接收信号基本参数，分类提取多元信号参数特征，通过信号特征识别和信号体制匹配识别方法，辨别出信号体制类型，获取信号体制和平台的活动规律，从而为电磁频谱作战指挥提供决策支持。对截获到的信号实现有效地分析、识别甚至解调，并对相关协议进行解析，提取行为特征。对接收信号进行时频参数估计，通过提取捕获信号的时、空、频、能、极化、调制等多域特征，结合已知的信号体制类型库，设定一定的判别阈值，判断信号体制类型，完成
多体制信号的识别。根据装订的信号体制类型库和判决策略门限等，实现可识别信号体制类型的扩充。
2.2分布式协同感知测量技术
目前战场频谱测量装备要么孤立分布实现测量，要么多个区域分布实现测量，感知数据孤立、缺少相关空间时序信息，同时缺乏统一表征规范，无法提取电磁态势和内涵信息，无法监测协同装备或分布式装备，只有通过体系化分布式部署频谱感知装备、节点协同、业务协同、多源协同，获取体系化时序数据，并基于统一时基与方位、分布式ETL处理技术、基于Dempster-Shafer等协同频谱感知算法，对全空域频谱数据采集保证时间相关性、空间相关性、逻辑相关性，才能实现动态频谱的协同感知、战场区域态势的全频段、全方位、全时域的感知测量、新体制装备电磁效能和区域电磁安全的有效评估。
2.3电磁态势多剖面显示技术
电磁环境可视化是一种将冗杂的抽象数据转化为可见图像的技术。针对区域的电磁环境态势多参数呈现、任意空间信号频谱瀑布图显示、电磁环境信号细节分析及展现、区域的时
空态势功能指标要求，关键是构建空间任意区域点的态势参数的呈现模型，某区域点的电磁态势包括了时、频、空、能、调制域等多个分析测试域，电磁环境态势信息量巨大，单一的可视化手段难以全面展现电磁态势的多个面，如何以合理的方式在二维空间展现出来，需要综合计算机、测试测量、电磁场、人机工程等多个领域的专业知识。针对电磁环境的复杂性、动态性、不确定性、相对性将电磁态势分为基础电磁态势和相对电磁态势两部分，基础电磁态势从战场电磁环境的客观性出发，通过信号占用、频率占用、时空占用、可用频率和电磁信号干扰程度等指标的定义和计算对其复杂性、变化性和冲突性进行评估。相对电磁态势主要结合装备或系统的工作参数（如工作频段、发射功率、天线增益和方向性等）和装备所处地理特征信息和电磁环境分布，根据电子装备信号传播的类型，从不同传播模型（如电离层异常环境中短波天波传播模型、超短波微波地面和地空传播模型等）出发，研究复杂电磁环境对电子装备性能影响评估方法和显示方式。建立复杂电磁环境对典型电子装备影响的评估模型，评估电子装备在不同电磁环境下传播衰减、能量分布、作用距离、用频体验效果等系统效能性能，并采用图形化方法对装备效能影响分析结果进行可视化显示。
2.4电磁环境量化评估技术
23mm航炮
三代同堂
针对当前电磁环境难以量化评估难题，分别以电磁环境本身和关联设备两类主体提出客观和主观电磁环境复杂度评估方法。电磁环境复杂度的客观度量是依据电磁空间、用频范围以及时间段来进行一以电磁环境门限为基准，根据频谱占用度FO、时间占用度TO和空间覆盖率SO三个指标进行评估：频谱占用度：在一定的时间和空间范围内，电磁环境信号功率密度普的平均值超过指定电磁环境门限所占用的频带与用频范围的比值。时间占用度：在一定空间和频率范围内，电磁环境功率密度谱的平均值超过指定电磁环境门限所占用的时间长度与作战时间段的比值。空间覆盖率：在一定时间和频率范围内，电磁环境功率密度谱的平均值超过指定电磁环境门限所占用的空间范围与作战空间范围的比值。电磁环境复杂度的主观度量是以设备主体，根据电磁环境所在空间范围、频率范围、时间范围、调制样式与设备工作空间、工作频段、工作时间的空域相关度SR、频域相关度FR、时域相关度TR、调制相关度MR等指标加权值进行评估：空域相关度：空间相关隶属函数满足距离越近，相关度越高的规律。频域占用度：频谱相关隶属函数满足频谱重合度越高，相关度越高的规律。时域占用度：时间相关隶属函数满足工作时间吻合度越高，相关度越高的规律。调制相关度：调制相关隶属函数满足调制样式相似性越高，相关度越高的规律。
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结束语
充分利用天基处理覆盖范围广、机动灵活且安全防护能力强的特点,有效弥补地面态势信息缺失对装备用频时效性和准确性的影响.通过对频率资源的有效管理,保障装备能够持续发挥应有的作战效能,为作战任务的顺利达成保驾护航.
参考文献：
[1]梁百川.战场电磁频谱监测与管理[J].航天电子对抗,2008,24(4):38-41.
[2]彭沛,李震.战场频率管理方法梳理探究[J].数字通信世界,2017(9):69-71.
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