基于VB和MapX的場區電磁環境仿真系統研究

摘 要:為了形象直觀地描述和掌握場區的電磁環境狀況，利用VB平臺簡單易學、效率高，且功能強大等優點結合MapX控件技術實現場區電磁環境的快速開發。選擇GIS開發方式及數據庫的設計方法，給出幾種電波傳播方式和電磁輻射場強計算模型，獲得某地的電磁環境進行仿真結果。從仿真結果可以看出，該方法能夠較為客觀地反映該地的電磁環境狀況。關鍵詞:MapX; 二次開發; 電磁環境; 仿真系統

中圖分類號:TN911-34; TP311 文獻標識碼:A

文章編號:1004-373X(2010)22-0049-02

VB and MapX-based Simulation System for Field Electromagnetic Environment

XU Wen-jie1， ZHOU Xin-li2， JIN Hui-qin2， SONG Bin-bin2

(1. Graduate Students，Brigade， Naval Aeronautical Engineering Academy， Yantai 264001， China;

2. Department of Electronic and Information Engineering， Naval Aeronautical Engineering Academy， Yantai 264001， China)

Abstract: In order to describe and understand the field electromagnetic environment visually， the rapid development of the electromagnetic environment is realized with MapX control technology by the aid of the advantages of easy to learn， high efficiency and powerful function of VB platform. Some develop ways of GIS and design method of database are chosen. Several electromagnetic wave propagation methods and electromagnetic radiation models for field strength computation are offered in this paper. The electromagnetic environment simulation result of some place is obtained， which shows that this method can objectively reflect the field electromagnetic environment of this district.

Keywords: MapX; secondary development; electromagnetic environment; simulation system

0 引 言

隨著電子產業及通信事業突飛猛進的發展，越來越多的電器電子設備已經普及到社會的各個角落，于此同時電磁干擾問題也越來越突出，電磁輻射已經成為一種無形的環境污染。隨著戰爭形態和軍隊建設向信息化轉型，“制電磁權”成為了作戰雙方的爭奪焦點，是奪取現代戰爭勝利的“法寶”[1]。

1 Mapinfo和MapX

Mapinfo是美國MIS公司研制的GIS軟件。它將數據與地圖有機地結合，實現數據的可視化、思維的可視化，是開發專題地理信息系統的理想開發平臺[2]。

MapX控件[3]是Maplnfo公司向用戶提供的的基于ActiveX(OCX)技術的二次開發控件，具有強大的圖形顯示與屬性相關功能。

2 數據庫的設計

在此采用Access 2003數據庫進行設計，主要分為信息化裝備數據庫，電波傳播環境基礎數據庫。

2.1 數據的收集整理

信息化裝備數據庫分為通信設備表、雷達設備表、光學設備表和其他設備表，設備主要參數如下:

經度，緯度，海拔高度，工作頻段，發射功率，調制類型，天線極化方式，天線增益，波束寬度，天線方向圖，中頻帶寬，接收機靈敏度，接收機信噪比，噪聲系數，阻塞電平等。

2.2 數據庫的結構[4]

作者采用基于E-R(實體-關系)模型的數據庫設計方法，E-R關系模型圖如圖1所示。

3 電磁輻射場強計算模型[5]

3.1 中波模型

中波主要用于無線電廣播和電報通訊業務，依靠地波和天波傳播。場強的計算近似公式為:

E=300rPGA

其中:

A=22+0.3x2+x+0.6x2，x=πdλ(ε-1)2+(60λσ)2ε2+(60λσ)2

式中:r為被測位置與發射無線中心距離;P為發射機標稱功率;G為相對于基本振子的無線增益;A為地波衰減因子;x為數量距離;λ為波長;ε為大地介電常數;σ為大地導電常數。表1為主要地質參數。

圖1 E-R關系模型圖

表1 主要地質參數

地質導電系數σ /(1/(Ω#8226;m))介電常數ε/(F/m)

淡水5×10-380

濕地3×10-210

干地1×10-34

森林8×10-312

丘陵5×10-313

山地1×10-35

城市7.5×10-45

3.2 短波模型

短波常用于遠距離通信和廣播業務，主要依靠天波傳播。場強計算公式為:

E=300rPGA

式中:

A=22+0.3x2+x+0.6x2，

x=πdλ1(ε-1)2+(60λσ)2

3.3 超短波模型

超短波主要用于無線電廣播和導航業務，為直線傳播。場強的計算公式為:

E=444PGrF()

式中:F()為天線垂直面方向性函數。

3.4 微波模型

微波主要用于電視、雷達和導航業務，為直線傳播。在距天線距離大于2D2/λ(D為輻射體天線的最大孔徑尺寸，λ為波長)的遠場區，天線向外輻射的功率密度為:

S=r0PGF(φ，)4πr2

式中:F(φ，)為天線方向性函數;(φ，)是極坐標的仰角和水平角度。

4 基于VB和MapX的電磁環境仿真實現

在本文設計中，采用在VB[6]中集成MapX的方法進行二次開發[7-8]。在此過程中用到了我國某地地圖。

圖2是程序運行時的一個界面的部分內容，左面顯示設備的名稱，右面顯示設備的屬性設置。

圖2 地圖運行界面

5 結 語

基于MapInfo和MapX開發電子地圖，為信息的可視化提供了良好的顯示環境，利用GIS二次開發技術和VB的語言能夠實現對電磁環境的仿真分析，這為新一代戰術環境的仿真和指揮員的決策提供了技術支持。

參考文獻

[1]王汝群.戰場電磁環境[M].北京:解放軍出版社，2006.

[2]吳秀琳.MapInfo9.5中文版標準教程[M].北京:清華大學出版社，2009.

[3]總參第一測繪大隊.軍事大地工程測量研究與應用[M].北京:解放軍出版社，2004.

[4]張朝昆，施麗娜.Visual Basic數據庫開發基礎與應用[M].北京:人民郵電出版社，2005.

[5]鐘松峰，張文平.電磁輻射場強估算與深圳中波電臺實例分析[J].中國無線電，2005(12):8-44.

[6]安劍，孫秀梅.Visusl Basic數據庫系統開發自學手冊[M].北京:人民郵電出版社，2008.

[7]MapInfo培訓中心.MapX培訓教程[EB].[2006-02-03].http://www.cnttr.com.

[8]Anon. MapX online help sytem[EB/OL].[2004-11-01].http://www.mapinfo.com/， 2004.