复杂电磁环境内涵及效应分析
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从未来战场可能遇到的电磁环境的构成和特 点来分析 ,基本上可以将战场条件下的电磁环境 定义为 :在特定的战场空间内 ,对作战行动有影响 的自然电磁现象和人为电磁现象的总和 。
战场电磁环境的构成因素有很多 ,既有自然 因素又有人为因素 。在人为因素中 ,既有有意电 磁干扰 ,又有无意电磁骚扰 ,即在人为因素中 ,既 有军用电磁辐射 ,又有民用电磁辐射 ;既有我方电 磁辐射 ,又有敌方电磁辐射 。战场电磁环境在时 域 、频域 、能域和空域的分布呈现出随机动态的特 征 。文献[ 5 ]中指出 :军事行动是在越来越复杂的 电磁环境中实施的 。由于战场电磁环境受参战地 域装备的分布状况 、工作频率 、辐射功率 (场强) 、 辐射方式 、所处地理环境 、气象条件等多种因素的 影响 ,所以战场电磁环境是复杂的 、随机的 ,通常 称为复杂电磁环境 。
电磁兼容与电磁防护在内涵和外延上是一个 有机的整体 ,无论是电磁兼容技术还是电磁防护 技术 ,其研究的重点都是电磁环境对系统或装备 的作用机理 ,能量耦合途径 ,兼容与防护技术 ,其 目的都是提高系统在预定的电磁环境中的生存能 力和运行能力 。
(军 事 ) 电 磁 频 谱 管 理 ( military spect rum management ,MSM) 是指军队领导机关和电磁频 谱管理机构制定电磁频谱管理政策 、制度 ,划分 、 规划 、分配 、指配频率和航天器轨道资源 ,以及对 频率和轨道资源使用情况进行监督 、检查 、协调处 理等活动的统称[7] 。频谱管理的手段和措施分为 政策 、法律 、经济和技术措施 ,其中技术措施就是 通过频谱管理来确保各种用频系统 (装备) 相互兼 容 ,共同发挥效能 。因此 ,频谱管理也是确保系统 (装备) 电磁兼容性的一种管理措施 。 1. 5 电 子 战
电子战在不同国家的不同时期有着不同的定 义 。美军在二战时期叫无线电对抗 ,越南战争时 期改称为电子战 。俄罗斯 (前苏联) 叫无线电斗 争 ,后来也叫电子战 。我军曾经叫电子对抗 ,目前 统称为电子战 。
电子战 (elect ro nic warfare , EW) 是指使用电 磁能和定向能控制电磁频谱或攻击敌军的任何军 事行动 。电子战包括 3 个主要组成部分 :电子攻 击 、电子防护和电子战支援 。
美军 2007 年出版的《电子战》将电磁环境效
应定义为 :电磁环境对军队 、设备 、系统和平台作 战能力所产生的影响 。它包罗所有的电磁学科 , 如 :电磁兼容性与电磁骚扰 ,电磁易损性 ,电磁脉 冲 ,电子防护 、电磁辐射对人员 、军械和挥发性材 料的危害 ,以及闪电和沉积静电 ( P2static) 等自然 现象效应 ,简称 E3[6] 。图 1 是美军关于电磁环境 效应的示意图 。
第200189
年 卷
2月 第1期
装备指挥技术学院学报 Jo urnal of t he Academy of Equip ment Command & Technology
February 2008 Vol. 19 No1 1
复杂电磁环境内涵及效应分析
刘尚合 , 孙国至
(军械工程学院 重点实验室 , 河北 石家庄 050003)
美军将电磁干扰定义为 :任何中断 、阻碍或降 低 、限制电子或电气设备工作效能的电磁扰动 。 电磁干扰可以是有意的 ,如某些形式的电子战 ;也 可以是无意的 ,如寄生辐射与响应 、交叉调制所产 生的结果等[5 ] 。
需要指出的是电磁骚扰与电磁干扰是 2 个既 有联系又有区别的概念 。电磁骚扰包含了自然和 人为 2 方面的电磁扰动 ,是一个没有敌我属性之 分的中性词 ,一般用于己方或友方系统内部的电 磁扰动现象 ;而电磁干扰则往往是指人为的有目 的的电磁行为 ,一般是指敌对双方间的电磁行为 。 另外 ,电磁骚扰是从危害来源的角度讲 ,电磁干扰 则是从电磁危害源造成的某种作用结果来讲 ,从 这种意义上来说有些电磁骚扰不一定能构成 干扰 。
L IU Shanghe , SUN Guozhi
( The Key Lab , t he Academy of Ordnance Engineering , Shijiazhuang Hebei 050003 , China)
Abstract : The paper briefly int ro duces t he co mplex elect ro magnetic enviro nment and it co ncept , analyzes t he relatio ns of associated co ncep t s bet ween t he co mplex elect ro magnetic enviro nment and e2 lect ro magnetic enviro nmental effect s , elect ro magnetic co mpatibilit y , spect rum management , etc , dis2 cusses t he characteristics of t he nat ural elect ro magnetic hazardo us so urces , such as elect ro static dis2 charge and light ning , and t he characteristics of t he elect ro magnetic radiatio n so urces , such as high2al2 tit ude elect ro magnetic p ul se ( H EM P) , high power microwave ( H PM) and ult ra wideband ( U WB) , and investigates and analyzes t he effect s of t he co mplex elect ro magnetic enviro nment and it s impact s o n t he weapo n and equip ment .
© 1994-2010 China Academic Journal Electronic Publishing House. All rights reserved. http://www.cnki.net
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装备指挥技术学院学报
2008 年
1. 1 电磁环境与复杂电磁环境 电 磁 环 境 ( elect ro magnetic enviro nment ,
综上所述 ,复杂电磁环境应定义为 :在一定的 战场空间 ,由时域 、频域 、能域和空域上分布密集 、 数量繁多 、样式复杂 、动态随机的多种电磁信号交 叠而成的 ,对装备 、燃油和人员等构成一定影响的 战场电磁环境 。 1. 2 电磁环境效应
电磁环境效应 (elect ro magnetic enviro nment effect s) [1] 是指构成电磁环境的某种因素或总体 对装备和易挥发材料及生物体等的作用效果 。
图 1 电磁环境效应示意图
1. 3 电磁骚扰与电磁干扰 国军标 GJB 72A —2002 中将电磁干扰 (elec2
t ro magnetic interference , , EM I) 规定为 : 任何能 中断 、阻碍 ,甚至降低 、限制无线电通信或其他电 气电子设备性能的传导或辐射的电磁能量 。
2) 设备 、分系统 、系统在预定的电磁环境中 正常地工作且不会给环境 (或其他设备) 带来不可 接受的电磁干扰 。
电磁防护是指为了消除电磁环境效应 (或电 磁危害源) 对电爆装置 、燃油及人员的影响甚至伤 害而采取的对策 ,也包括使电子设备及分系统 、系 统降低其电磁敏感度 ,具备抗电磁干扰或电磁毁 伤能力的技术措施 。
随着我军武器装备现代化建设的进展 ,电子 装置在武器装备中的应用比例将大幅度增加 ,这 使得武器装备的电磁敏感度大大提高 ,而抗电磁 干扰的能力有所下降 。与此同时 ,电磁环境日趋 复杂 。因此 ,武器装备能否在复杂的电磁环境中 发挥应有的效能 ,已经成为我军武器装备建设中 一个亟须解决的问题 。研究复杂电磁环境的内 涵 ,分析电磁危害源的特点及效应 ,对于提高我军
平时 ,无论在学术活动和实际工作中的大多 数场合往往将电磁骚扰和电磁干扰 2 个概念混淆 在了一起 ,没有区分什么是骚扰 ,什么是干扰 ,而 习惯将其统称为干扰 。 1. 4 电磁兼容性 、电磁防护与频谱管理
电磁兼容性 (elect ro magnetic co mpatibilit y , EMC) 是指设备 、分系统 、系统在共同的电磁环境 中能一起执行各自功能的共存状态 。包括 :
关 键 词 : 电磁环境效应 ;电磁兼容性 ;电磁频谱管理 ;电磁防护 中图分类号 : TN 136 文献标识码 : A 文 章 编 号 : 167320127 (2008) 0120001205
Analysis of the Concept and Effect s of Co mplex Electro magnetic Environment
武器装备建设水平和军事训练质量有着重要的指 导意义 。
1 复杂电磁环境及其相关概念
研究复杂电磁环境首先应了解电磁环境 、复 杂电磁环境 、电磁骚扰 、电磁干扰 、电磁兼容性 、电 磁防护 、频谱管理和电子战等基本概念及其相互 之间的关系 。
收稿日期 : 2008201207 作者简介 : 刘尚合 ,男 ,教授 ,中国工程院院士. 主要研究方向 :静电与电磁防护.
EM E) 一般是指存在于某场所的所有电磁现象的 总和[ 122 ] 。
文献[ 3 ]中将电磁环境定义为 :在特定的行动 环境里军队 、系统或者平台执行其规定的任务时 可能遇到的 ,在各种频率范围内由辐射或传导的 电磁发射 (水平) 功率和时间分布的结果 。它是电 磁骚扰 ,电磁脉冲 ,电磁辐射对人员 、军械和挥发 性材料危害 ,以及雷电和沉积静电等自然现象的 综合 。
摘 要 : 简要介绍了复杂电磁环境及其内涵 ,分析了复杂电磁环境与电磁 环境效应 、电磁兼容性 、频谱管理等相关概念的关系 ,讨论了静电放电 、雷电等自然危 害源和高空核爆电磁脉冲 ( high2altit ude elect ro magnetic p ul se , H EM P) 、高功率微波 (high power microwave , H PM) 、超宽带 ( ult ra wideband ,U WB) 电磁辐射源的特点 , 研究分析了复杂电磁环境的作用效应及对武器装备的影响 。
Key words : elect ro magnetic enviro nmental effect s ; elect ro magnetic co mpatibilit y ; elect ro magnet2 ic spect rum management ; elect ro magnetic defense
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第 1 期
刘尚合 ,等Fra Baidu bibliotek:复杂电磁环境内涵及效应分析
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1) 设备 、分系统 、系统在预定的电磁环境中 运行时 ,可按规定的安全裕度实现设计的工作性 能 、且不因电磁干扰而受损或产生不可接受的 降级 ;
前苏联《军事百科全书》对电磁环境的定义 是 :影响无线电装置或者其部件工作的电磁辐射 环境 。规定区域内或者目标上的电磁环境 ,主要 取决于无线电装置 (及其部件) 的数量 、工作状态 、 功率和辐射频率等 。并且还认为 ,电磁环境是指 电子战双方在特定的感兴趣的区域内 ,由使用各 自电磁能的电子战系统构成的信号和信号密度的 总和[4 ] 。
战场电磁环境的构成因素有很多 ,既有自然 因素又有人为因素 。在人为因素中 ,既有有意电 磁干扰 ,又有无意电磁骚扰 ,即在人为因素中 ,既 有军用电磁辐射 ,又有民用电磁辐射 ;既有我方电 磁辐射 ,又有敌方电磁辐射 。战场电磁环境在时 域 、频域 、能域和空域的分布呈现出随机动态的特 征 。文献[ 5 ]中指出 :军事行动是在越来越复杂的 电磁环境中实施的 。由于战场电磁环境受参战地 域装备的分布状况 、工作频率 、辐射功率 (场强) 、 辐射方式 、所处地理环境 、气象条件等多种因素的 影响 ,所以战场电磁环境是复杂的 、随机的 ,通常 称为复杂电磁环境 。
电磁兼容与电磁防护在内涵和外延上是一个 有机的整体 ,无论是电磁兼容技术还是电磁防护 技术 ,其研究的重点都是电磁环境对系统或装备 的作用机理 ,能量耦合途径 ,兼容与防护技术 ,其 目的都是提高系统在预定的电磁环境中的生存能 力和运行能力 。
(军 事 ) 电 磁 频 谱 管 理 ( military spect rum management ,MSM) 是指军队领导机关和电磁频 谱管理机构制定电磁频谱管理政策 、制度 ,划分 、 规划 、分配 、指配频率和航天器轨道资源 ,以及对 频率和轨道资源使用情况进行监督 、检查 、协调处 理等活动的统称[7] 。频谱管理的手段和措施分为 政策 、法律 、经济和技术措施 ,其中技术措施就是 通过频谱管理来确保各种用频系统 (装备) 相互兼 容 ,共同发挥效能 。因此 ,频谱管理也是确保系统 (装备) 电磁兼容性的一种管理措施 。 1. 5 电 子 战
电子战在不同国家的不同时期有着不同的定 义 。美军在二战时期叫无线电对抗 ,越南战争时 期改称为电子战 。俄罗斯 (前苏联) 叫无线电斗 争 ,后来也叫电子战 。我军曾经叫电子对抗 ,目前 统称为电子战 。
电子战 (elect ro nic warfare , EW) 是指使用电 磁能和定向能控制电磁频谱或攻击敌军的任何军 事行动 。电子战包括 3 个主要组成部分 :电子攻 击 、电子防护和电子战支援 。
美军 2007 年出版的《电子战》将电磁环境效
应定义为 :电磁环境对军队 、设备 、系统和平台作 战能力所产生的影响 。它包罗所有的电磁学科 , 如 :电磁兼容性与电磁骚扰 ,电磁易损性 ,电磁脉 冲 ,电子防护 、电磁辐射对人员 、军械和挥发性材 料的危害 ,以及闪电和沉积静电 ( P2static) 等自然 现象效应 ,简称 E3[6] 。图 1 是美军关于电磁环境 效应的示意图 。
第200189
年 卷
2月 第1期
装备指挥技术学院学报 Jo urnal of t he Academy of Equip ment Command & Technology
February 2008 Vol. 19 No1 1
复杂电磁环境内涵及效应分析
刘尚合 , 孙国至
(军械工程学院 重点实验室 , 河北 石家庄 050003)
美军将电磁干扰定义为 :任何中断 、阻碍或降 低 、限制电子或电气设备工作效能的电磁扰动 。 电磁干扰可以是有意的 ,如某些形式的电子战 ;也 可以是无意的 ,如寄生辐射与响应 、交叉调制所产 生的结果等[5 ] 。
需要指出的是电磁骚扰与电磁干扰是 2 个既 有联系又有区别的概念 。电磁骚扰包含了自然和 人为 2 方面的电磁扰动 ,是一个没有敌我属性之 分的中性词 ,一般用于己方或友方系统内部的电 磁扰动现象 ;而电磁干扰则往往是指人为的有目 的的电磁行为 ,一般是指敌对双方间的电磁行为 。 另外 ,电磁骚扰是从危害来源的角度讲 ,电磁干扰 则是从电磁危害源造成的某种作用结果来讲 ,从 这种意义上来说有些电磁骚扰不一定能构成 干扰 。
L IU Shanghe , SUN Guozhi
( The Key Lab , t he Academy of Ordnance Engineering , Shijiazhuang Hebei 050003 , China)
Abstract : The paper briefly int ro duces t he co mplex elect ro magnetic enviro nment and it co ncept , analyzes t he relatio ns of associated co ncep t s bet ween t he co mplex elect ro magnetic enviro nment and e2 lect ro magnetic enviro nmental effect s , elect ro magnetic co mpatibilit y , spect rum management , etc , dis2 cusses t he characteristics of t he nat ural elect ro magnetic hazardo us so urces , such as elect ro static dis2 charge and light ning , and t he characteristics of t he elect ro magnetic radiatio n so urces , such as high2al2 tit ude elect ro magnetic p ul se ( H EM P) , high power microwave ( H PM) and ult ra wideband ( U WB) , and investigates and analyzes t he effect s of t he co mplex elect ro magnetic enviro nment and it s impact s o n t he weapo n and equip ment .
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装备指挥技术学院学报
2008 年
1. 1 电磁环境与复杂电磁环境 电 磁 环 境 ( elect ro magnetic enviro nment ,
综上所述 ,复杂电磁环境应定义为 :在一定的 战场空间 ,由时域 、频域 、能域和空域上分布密集 、 数量繁多 、样式复杂 、动态随机的多种电磁信号交 叠而成的 ,对装备 、燃油和人员等构成一定影响的 战场电磁环境 。 1. 2 电磁环境效应
电磁环境效应 (elect ro magnetic enviro nment effect s) [1] 是指构成电磁环境的某种因素或总体 对装备和易挥发材料及生物体等的作用效果 。
图 1 电磁环境效应示意图
1. 3 电磁骚扰与电磁干扰 国军标 GJB 72A —2002 中将电磁干扰 (elec2
t ro magnetic interference , , EM I) 规定为 : 任何能 中断 、阻碍 ,甚至降低 、限制无线电通信或其他电 气电子设备性能的传导或辐射的电磁能量 。
2) 设备 、分系统 、系统在预定的电磁环境中 正常地工作且不会给环境 (或其他设备) 带来不可 接受的电磁干扰 。
电磁防护是指为了消除电磁环境效应 (或电 磁危害源) 对电爆装置 、燃油及人员的影响甚至伤 害而采取的对策 ,也包括使电子设备及分系统 、系 统降低其电磁敏感度 ,具备抗电磁干扰或电磁毁 伤能力的技术措施 。
随着我军武器装备现代化建设的进展 ,电子 装置在武器装备中的应用比例将大幅度增加 ,这 使得武器装备的电磁敏感度大大提高 ,而抗电磁 干扰的能力有所下降 。与此同时 ,电磁环境日趋 复杂 。因此 ,武器装备能否在复杂的电磁环境中 发挥应有的效能 ,已经成为我军武器装备建设中 一个亟须解决的问题 。研究复杂电磁环境的内 涵 ,分析电磁危害源的特点及效应 ,对于提高我军
平时 ,无论在学术活动和实际工作中的大多 数场合往往将电磁骚扰和电磁干扰 2 个概念混淆 在了一起 ,没有区分什么是骚扰 ,什么是干扰 ,而 习惯将其统称为干扰 。 1. 4 电磁兼容性 、电磁防护与频谱管理
电磁兼容性 (elect ro magnetic co mpatibilit y , EMC) 是指设备 、分系统 、系统在共同的电磁环境 中能一起执行各自功能的共存状态 。包括 :
关 键 词 : 电磁环境效应 ;电磁兼容性 ;电磁频谱管理 ;电磁防护 中图分类号 : TN 136 文献标识码 : A 文 章 编 号 : 167320127 (2008) 0120001205
Analysis of the Concept and Effect s of Co mplex Electro magnetic Environment
武器装备建设水平和军事训练质量有着重要的指 导意义 。
1 复杂电磁环境及其相关概念
研究复杂电磁环境首先应了解电磁环境 、复 杂电磁环境 、电磁骚扰 、电磁干扰 、电磁兼容性 、电 磁防护 、频谱管理和电子战等基本概念及其相互 之间的关系 。
收稿日期 : 2008201207 作者简介 : 刘尚合 ,男 ,教授 ,中国工程院院士. 主要研究方向 :静电与电磁防护.
EM E) 一般是指存在于某场所的所有电磁现象的 总和[ 122 ] 。
文献[ 3 ]中将电磁环境定义为 :在特定的行动 环境里军队 、系统或者平台执行其规定的任务时 可能遇到的 ,在各种频率范围内由辐射或传导的 电磁发射 (水平) 功率和时间分布的结果 。它是电 磁骚扰 ,电磁脉冲 ,电磁辐射对人员 、军械和挥发 性材料危害 ,以及雷电和沉积静电等自然现象的 综合 。
摘 要 : 简要介绍了复杂电磁环境及其内涵 ,分析了复杂电磁环境与电磁 环境效应 、电磁兼容性 、频谱管理等相关概念的关系 ,讨论了静电放电 、雷电等自然危 害源和高空核爆电磁脉冲 ( high2altit ude elect ro magnetic p ul se , H EM P) 、高功率微波 (high power microwave , H PM) 、超宽带 ( ult ra wideband ,U WB) 电磁辐射源的特点 , 研究分析了复杂电磁环境的作用效应及对武器装备的影响 。
Key words : elect ro magnetic enviro nmental effect s ; elect ro magnetic co mpatibilit y ; elect ro magnet2 ic spect rum management ; elect ro magnetic defense
© 1994-2010 China Academic Journal Electronic Publishing House. All rights reserved. http://www.cnki.net
第 1 期
刘尚合 ,等Fra Baidu bibliotek:复杂电磁环境内涵及效应分析
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1) 设备 、分系统 、系统在预定的电磁环境中 运行时 ,可按规定的安全裕度实现设计的工作性 能 、且不因电磁干扰而受损或产生不可接受的 降级 ;
前苏联《军事百科全书》对电磁环境的定义 是 :影响无线电装置或者其部件工作的电磁辐射 环境 。规定区域内或者目标上的电磁环境 ,主要 取决于无线电装置 (及其部件) 的数量 、工作状态 、 功率和辐射频率等 。并且还认为 ,电磁环境是指 电子战双方在特定的感兴趣的区域内 ,由使用各 自电磁能的电子战系统构成的信号和信号密度的 总和[4 ] 。