復雜電磁環境效應分析及環境控制實現與研究

中國人民解放軍91404部隊 時 磊 王東陽

一、前言

關于電磁環境的研究定義，在《戰場電磁環境術語》一文中已經有了比較明確的說明，它指明電磁環境是一種由多種電磁信號組成的存在，并且指出電磁環境會對武器裝備的運用會有一定的影響。所以，針對電磁環境對電子信息系統類正常發揮的影響，研究電磁環境的問題也已經上升到了國家的核心問題。

二、復雜電磁環境特性

復雜的電磁環境情況種類，我們一般都會分成兩個大的種類，一是自然環境的電磁環境，二是人為電磁環境。自然環境的電磁通常表現為雷電、靜電等，人為的電磁環境通常會表現為雷達運用、通信導航等電子設備。而人為電磁環境下的輻射源會比自然電磁環境下的輻射源更具復雜性，因為認為電磁環境下的輻射源會受到不同系統的操作而變化，也會受到人為操作因素的一個制約，所以這就使得電磁環境下的復雜變得更加明顯。

（一）輻射源構成類型多樣化

隨著時代網絡信息科技化的不斷發展，全球一體化的網絡溝通也變得越來越緊密，進而的結果就是電子化的信息系統的規模變得越來越大，其主要的構建結構也變得越來越具復雜性。 因為信息化系統的鏈接越來越緊密，更使得電子信息系統空間的電磁環境也變得復雜。

（二）電磁信號實時變幻密集

因為在一定的信息空間領域下，使得電子信息系統進行一個大量化的集中使用。而為了能夠更好地完成工作任務，集中化的電子信息系統的使用，會使得該工作區域內電磁信號不斷的變化。

（三）電磁頻譜使用范圍較小

電磁頻譜是指電磁信號在某一個信息領域中的一個表現的形式。影響到電磁頻譜范圍的因素主要有兩個因素，第一個因素是自然環境下的影響，比如大氣以及大氣電離層的反射吸收等。第二個因素是人為環境下的影響，比如人們對電子信息軟件的大量使用，這就使得區域內的電磁信息空間頻譜被大量的占用，頻譜的資源也變得比較有限。

（四）電磁能量密度不夠均勻

電磁能量密度會受到不同電磁環境的影響，比如像輻射源的運動和能量的改變，就會使得空間中的電磁信號具有分布不均的缺點，也會影響到電磁信號的變化規律。

（五）電磁環境影響較為復雜

電磁環境影響具有復雜性的通常表現形式，一是由于多個環境下的電磁要素，同時作用于電子信息系統，就造成了一種非“疊加效應”的現象。二是電磁環境下的要素作用于電子信息系統的線路的有效連接，這就造成了一種非“傳遞效應”的現象。

三、復雜電磁環境效應分析

因為信息化時代下的電磁環境對電子信息系統的復雜影響，就導致了該類電磁環境的效應影響得到了很多人的關注。由于復雜電磁環境的效應概念是不斷的發展和變化的，比如從最初的輻射射頻的干擾到現在的復雜的電磁環境的效應模式。而對于初期的電磁干擾，人們的重點研究問題，主要是電子設備內部產生的一個電磁影響的問題，研究的主要目的就是為了能夠保證設備的相關零部件能夠在正常的范圍之內。而隨著時代科技的不斷發展完善，電子信息系統面臨的電磁環境也變得更加復雜化，所以這就使得電磁的復雜化引起了越來越多人的關注。

（一）復雜電磁環境效應分類

根據復雜電磁環境的資料分析，暫時可以把電磁環境的效果分為三大形式，即信息效應、管控效應以及能量效應。

1.能量效應

電磁環境下的能量效應是指影響到電子信息系統下的一個電磁能量，影響的主要包括有日常的工作、電子信息系統有效操作的損壞等。如今，隨著我國有效空間內相關輻射源的數量的不斷增大，電子信息系統能夠接收到的各類具有電磁信號的能力也變得越來越強，而與此同時還有著各種具有大功率干擾能力武器的使用，更是使得電磁能量對電子信息系統產生的損壞頻率也越來越大。

2.信息效應

電磁環境下的信息效應是指影響到電子信息系統的一個電磁信號，這種信號的影響主要是電子信息系統中各種信息的傳輸、獲取等。復雜的電磁環境會對電子信息系統會造成一個功能性的破壞，比如像從電子信息系統的層面進行影響。這種破壞性，我們可以從兩個角度進行闡述，一是隨著電子信息系統的網絡一體化趨勢，就會呈現出一個更容易遭受到電磁環境影響的局勢。二是隨著人們對電子信息系統類的運用操作越來越頻繁，就會使得對于研究電磁環境的主題變得越來越具常態，進而促進相關信息科技的進步。

3.管控效應

電磁環境的管控效應是指電磁環境下利用相關的電磁頻譜進行檢測、識別等操作，從一定的角度層面上實現電子信息系統的有效控制和運用。電磁環境下的信息管控，我們可以通過舉例子使得該表現更具形象性。比如，黑客對電子信息系統進行一個病毒的植入，這就是黑客利用電磁環境進行一個信息的管控，進而對用戶的電腦進行攻擊。

（二）電磁環境效應機理

隨著電子信息系統技術的不斷發展，也是產生復雜電磁環境的一個重要因素，同時電磁環境又會反作用于電子信息系統。進入到電子信息系統的電磁信號是通過不同的途徑和方式進入的，如果進入到改電子信息系統的信號無法被有效的排出出來，那么就會影響到相關的工作。而電磁信號通常的進入方式就是密鑰、接口等方式進入的，通過影響電子信息系統進而影響到局部的電路系統，最后影響到電子信息系統的整體。這種影響一般都是具有相互作用的，即電磁信號只能影響具有相互關聯性的電子信息系統，但是最終的影響作用的大小，主要還是看電子信息系統的處理。如圖1所示。

圖1 電磁信號源到電子信息系統的環節過程

（三）電磁環境效應控制

隨著科技時代的不斷發展和增加，電子信息系統的相關功能也在不斷的升級，并且逐步地向著網絡化的體系進行發展，其中電磁環境的復雜性也在不斷地增加，進而使得電子信息系統的敏感度也在不斷增加，而這種敏感度地不斷增加，也使得電子信息系統遭到的復雜性也變得越來越多。

在人們的日常生活當中，電磁環境的效應表現形式通常是多樣化的，其中的規律也是比較難以把握的。但是針對電磁環境下效應的信號傳輸，我們可以通過從阻斷和干擾來進行，進而達到消除干擾源和提高電子信息系統性能的效果。

四、復雜電磁環境控制

想要對電磁環境進行一個有效的控制，就要以設計合適的電子信息系統為基礎，通過有針對性的電子信息系統設計，就能有效地防范復雜化電磁環境下帶來的影響。除此之外，還能從電子信息系統的連接口以及與電磁信號的相同性入手，充分地考慮各種空間領域下的因素對電子信息系統產生的影響。通過有針對性地對電磁環境下的資源構建進行一個合理化的調整，進而達到有效控制復雜電磁環境的目的，最后實現電磁環境對電子信息系統作用影響的強弱。

通過上面講述的對電磁環境工作的開展，如果能夠順利地實施，那么對電子信息系統的功能等將會有非常重要的作用，也為此提供了有效地保障，更可以為電子信息系統適應復雜化的電磁環境的有關設計研究提供基本的基礎理論和技術支持。而整個實施的流程大概可分為三大模塊，即預測模塊、控制模塊以及評價模塊，其中這三大模塊包含的內容又有七大基本的環節，即電磁環境下的控制需求、電磁環境背景下的輻射來源和分析、電磁環境下的控制預測、電磁環境下的控制和產生、電磁環境下的有效檢測、電磁環境下的有效性評價以及電磁環境下的改進分析。

在整個電磁環境評價的全部過程中，包括對電磁環境生成的有效評價以及電磁環境的效益評價。在整個過程的結束之后，還需要有針對性地對電磁環境的相關評價進行一定程度的調整。而在這整個的調整過程中還需要對相關的電磁環境的改進進行一定的分析，以便更好地完成電磁環境的控制需求以及整個評價的反饋過程。

圖2 復雜電磁環境下的效應控制

與此同時，立足于電磁環境效應評價的結果下，更好的調整好電磁環境的前期控制要求；以最基本的電磁環境下生成的評價，更好得調整電磁環境的相關預測。最后根據預測的結果對電磁環境的資源結構參數進行一個有效地調整，進而使得電磁環境達到最初的預期基本效果，最終實現有針對性地電磁環境下電子信息系統的設計要求，具體的流程如圖2所示。

（一）背景環境及輻射源分析

背景環境及輻射源分析的產生原由，主要是根據電磁環境的控制需求而建立的。背景環境及輻射源分析的有效確立，是為了能夠更好的研究清楚電磁環境下相關控制區域的信號背景，通過一個較為清晰的系統研究，把現有的電磁環境和電磁環境下的控制需求的差距進行一個更好地展示。最后通過對輻射源的有效分析，對電磁環境的控制需求進行一個有效的結合，并通過對其的相關預測，最后設計出一套適合的控制方案。

（二）電磁環境控制預期

電磁環境控制的預期預測，主要也是根據電磁環境的控制需求來進行的，通過對電磁環境的背景及輻射源分析，對電磁環境控制中所需的元素進行一個選取補充，通過全數字模擬化的技術進行有效的控制形成，最后達到預測結果的顯示的過程。

（三）電磁環境控制產生

電磁環境下的控制產生的相關技術，其主要的根本依據是根據電磁環境下的控制預測結果，使得具有真實性的電磁環境更具真實性，最后電磁環境控制下的產生能夠盡可能地反應出預測的表現規律。

（四）電磁環境監督測量

電磁環境下的監督測量主要是利用相似的電磁環境的信號特性，對具有復雜化的電磁環境進行一個有效地測量的過程。而通過對電磁環境的監督檢測，能夠更好地實現對電磁環境的全方位的有效掌握，能夠更好地為后期的電磁環境的有效評估提供一定的數據支持。

（五）電磁環境綜合評定

電磁環境下的綜合評定只要是針對于生成后電磁環境的評價，看看該電磁環境是否符合評價的需求。而對電磁環境的評價主要包括兩部分，一是電磁環境預測的效果，對構建電磁環境的結構進行一個有效的評價；二是主要是針對于人為性的電子信息系統，對其的電磁環境結構進行一個真實性的評價。整個評價的結構內容都是具有評價指標的。

五、結語

新時代下的社會，因為不斷增長的電磁輻射源，所以我們所見的電磁環境也在變得越來越復雜，這就使得電磁類的電子信息軟件系統受作用于電磁環境也越來越明顯。而隨著人們對電子信息類系統軟件越來越多的運用，這就使得研究電磁環境的問題變得越來越重要。比如，電磁環境對軍事領域上的影響是最為明顯，因為軍事上運用的雷達偵查、通信導航等電子信息設備，這類設備的運用因為對電磁環境的要求是比較大的，隨著電子設備數量的不斷增加，關于電磁環境下的磁輻射的頻率也變得越來越大。

隨著對電子信息系統設備的依賴性不斷增加，電磁環境的情況也在不斷的變化，且是以惡化的形式變化著，目前已經嚴重的影響到各種電子信息系統功能的全面性發揮，復雜化的電磁環境更是成為了影響社會公共安全和國家軍事計劃的一個重要因素。該文通過對復雜化的電磁環境進行研究分析，并提出了相關控制的方法，以便能夠更好地推動電磁環境下的電子信息系統地順利發展。