复杂电磁环境下设备性能评估系统方案

用户需求


评估复杂电磁环境下设备的性能,传统外场试验存在成本高,周期长,样本单一,工程难度大等缺点,传统软件仿真无法模拟真实信号变化,参考价值有限。因此需要一种能同时兼顾传统外场试验和软件仿真的解决方案,既可解决系统成本问题,又能反映复杂电磁环境下真实信号变化的解决方案,能将外场测试在内场进行高度还原,同时支持软件仿真、半实物仿真和实物测试。



解决方案


    复杂电磁环境下的外场测试场景,用于多种设备的性能评估,主要包括以下部分:

1)     无线电通信设备:卫星搭载星载通信设备,空中飞机搭载机载通信设备,地面车辆搭载车载通信设或手持通信设备,各类通信设备之间组成多个通信网络。

2)    无线电探测设备:地面设备跟踪扫描空中或地面目标,同时地面车辆搭载多种汽车无线电探测设备,各类无线电探测设备产生多个主波和回波信号。

3)     导航设备:导航信号产生设备安装在卫星上,由多颗导航卫星构建出了GPS或北斗导航系统。导航接收机安装在飞机、汽车、船,甚至是手持设备中,接收导航卫星发出的信号以及导航接收设备所处的地理位置。

4)     信号监测干扰设备:场景中具有多辆干扰车和干扰飞机,用于模拟对被测设备的信号监测、分析和主动干扰。

5)     背景信号产生设备:在场景中,考虑到还有各类制式的民用通信信号,以及与本通信系统不相关的其它信号,这些信号统称为背景信号,使用背景信号发生站来模拟此类信号。

复杂电磁环境下设备性能评估系统方案

复杂电磁环境下的各设备性能评估系统构架

如上图所示,在内场环境下构建复杂电磁环境下的各设备性能评估系统,用以模拟测试设备真实的外场性能评估场景。内场环境下,复杂电磁环境下设备性能评估系统包含无线电通信性能评估分系统、无线电探测性能评估分系统、导航性能评估分系统、背景信号发生器、无线信道仿真仪,以及用于场景规划、仿真推演、信道生成、态势展示的复杂电磁环境仿真软件。其中各分系统中,除了被测设备和陪测设备外,还包括对应的性能评估设备。总控设备负责事件触发控制和总体调度,由客户系统测试场景决定。根据系统框架,内场测试场景的硬件组成和连接关系如下图所示:

复杂电磁环境下设备性能评估系统方案


复杂电磁环境下的内场测试场景


在复杂电磁环境仿真软件中,可以实现3D真实场景选择、设备部署、设备无线电特性设定、机动轨迹编辑等,构建出完整的想定场景。

复杂电磁环境仿真软件内建强大的仿真计算引擎,结合地理环境、各个设备的外形材质特征及位置的改变、设备的无线电特性,以及气象因素,根据信道传播模型或者基于电磁计算方法,计算出仿真空间的电磁环境随时间的变化情况,并通过二维/三维画面,多角度直观展示态势变化。

复杂电磁环境仿真软件将仿真计算出的电磁环境特征实时推送到无线信道仿真仪,通过无线信道仿真仪模拟各设备之间的外场无线信道,将外场地形、天气、各个设备的位置变化、各设备不同时刻受到的干扰等对无线电信号有关的影响反馈到参与构建评估系统的设备上,从而更加真实地检验和评估设备在复杂电磁环境下的工作性能。

复杂电磁环境下设备性能评估系统方案

实例场景系统展示图



挑战


l需要对复杂电磁环境的精准模拟;

l需要多样化电磁传播场景的模型化全覆盖;

l需要系统运行和性能评估结果反馈的实时性;



功能特点


² 具有丰富的数字化仿真接口,支持组件化建模、基于时间的事件触发、丰富的信道模型库、开放的算法接口、二三维动态显示;

²可为被测系统提供目标、背景、干扰信号,具有信道模拟、干扰模拟、信号采集分析等仿真测试能力;

²支持被测设备在复杂电磁环境下的检测能力、抗干扰等能力及相关算法进行优化和验证评估;

²支持软件仿真、半实物仿真和实物测试。