戰(zhàn)場電磁環(huán)境構建中的拋物方程應用研究

來嘉哲 方廣有 劉 帥

①(中國科學院電子學研究所 北京 100190)

②(中國科學院研究生院 北京 100049)

③(解放軍裝備學院 北京 101416)

1 引言

在信息化戰(zhàn)爭中，復雜的戰(zhàn)場電磁環(huán)境已經(jīng)成為影響各類電子裝備作戰(zhàn)效能發(fā)揮的主要要素，戰(zhàn)場電磁環(huán)境的相關問題研究已成為戰(zhàn)爭仿真的熱點。研究戰(zhàn)場電磁環(huán)境的構建方法，模擬出符合實際戰(zhàn)場中復雜的電磁環(huán)境態(tài)勢，對于推動電子裝備的快速發(fā)展和作戰(zhàn)仿真的應用具有重要的意義。

戰(zhàn)場電磁環(huán)境的構建可以采用物理或數(shù)學的方法，按照預先設置的場景生成電子戰(zhàn)系統(tǒng)所面臨的戰(zhàn)場電磁環(huán)境，模擬戰(zhàn)場上的電子戰(zhàn)行為。戰(zhàn)場電磁環(huán)境的構建按具體的實現(xiàn)方式分為以下4種：外場模擬、微波暗室仿真、注入式仿真和全數(shù)字仿真。前3種方式屬于實物半實物仿真的范疇，利用實際的電子設備形成射頻信號來模擬戰(zhàn)場電磁信號，逼真性好，可用于電子裝備的試驗，但是受試驗環(huán)境的影響和制約，難于體現(xiàn)出實際戰(zhàn)場電磁環(huán)境要素的影響。而全數(shù)字仿真方法可以任意設置輻射源和環(huán)境要素，手段靈活，利用計算機可快速構建任意設置的戰(zhàn)場電磁環(huán)境，便于系統(tǒng)的分析和設計。

戰(zhàn)場電磁環(huán)境的數(shù)字化構建中，最主要的是能夠計算出各類輻射源在實際傳播要素影響下的傳播過程，在可實用的電波傳播模型中，能夠快速準確地預測不規(guī)則地形與復雜大氣條件下電波傳播特性的方法是拋物方程(Parabolic Equation,PE)[1]。與時域有限差分法、射線跟蹤法等方法相比，拋物方程方法計算效率更高更精確，特別適合計算遠距離電波場，得到了人們廣泛關注。……