通信对抗仿真与评估是电子装备体系对抗鉴定试验实施的重要一环,其主要表现形式为射频注入、纯数学仿真、暗室辐射式仿真及其组合。本书主要从通信及通信对抗仿真要素出发,介绍了无线信道大小尺度传播效应建模、基于无线信道探测数据的多径参数萃取方法、通信及通信对抗天线辐射效应建模、射频无线信道传播效应平台复现机理、通信对抗仿真可信度要素及内外一致性分析、通信对抗复杂电磁环境适应性仿真、基于不同应用的试验评估模型的描述等内容,保证了通信对抗体系仿真的高可信度、科学性及可操作性。
本书具有较强的实用性和创新性,适合无线通信及通信对抗领域的工程技术人员参考,也可作为高等院校通信对抗系统方向的研究生教材。
第1章 绪论 1
1.1 通信对抗实质及仿真意义 1
1.2 通信对抗仿真对象及主要内容 2
1.2.1 通信对抗仿真对象 2
1.2.2 通信对抗仿真评估主要内容 2
1.3 通信对抗仿真设施及特点 2
1.3.1 通信对抗仿真设施 2
1.3.2 通信对抗仿真设施的特点 6
1.4 通信对抗仿真要素中的关键模型 7
1.4.1 通信对抗电波传播效应模型 7
1.4.2 通信对抗天线辐射特性模拟 9
1.5 通信对抗仿真发展趋势 13
1.5.1 内外场一体联动测试模式 14
1.5.2 体系对抗半实物模式 15
第2章 通信对抗无线信号空间大尺度传播效应 18
2.1 通信对抗大尺度典型应用传播场景及其建模方法 18
2.1.1 通信对抗大尺度典型应用传播场景 18
2.1.2 通信对抗大尺度传播效应建模方法 19
2.2 基于统计方法的大尺度传播效应计算 20
2.2.1 陆地固定场景下短波以下频段大尺度传输损耗计算 20
2.2.2 陆地固定场景下超短波以上频段大尺度传输损耗预测计算方法 23
2.2.3 陆地/海上移动场景下超短波以上频段大尺度传输损耗预测计算方法 24
2.2.4 航空移动场景下大尺度传输损耗预测计算方法 28
2.2.5 星地链路场景下大尺度传输损耗预测计算方法 31
2.3 基于射线跟踪法的大尺度传输损耗预测方法 35
2.4 大尺度传输损耗预测模型本地化方法 37
2.4.1 拉格朗日插值法与算法实现 37
2.4.2 最小二乘法线性拟合算法及实现 38
2.5 山地高原大尺度传输损耗预测建模方法 40
2.5.1 三维高原地形生成 40
2.5.2 大气三维参数化模型建立 41
2.5.3 基于三维抛物方程法的传播模型构建 41
第3章 通信对抗无线信号空间小尺度传播效应 44
3.1 小尺度传播效应衰落信道的分类 44
3.1.1 基于多径时延扩展的频率选择性衰落和平坦衰落 45
3.1.2 基于多普勒扩展的快衰落和慢衰落 45
3.2 小尺度传播效应的衰落类型 46
3.2.1 瑞利(Rayleigh)衰落 46
3.2.2 莱斯(Rician)衰落 46
3.2.3 Nakagamim衰落 46
3.2.4 基于测试数据的衰落特性概率分布统计方法 47
3.3 信道参数集获取方法 48
3.3.1 信道估计算法 48
3.3.2 常用的SAGE算法 50
3.4 多径分簇处理方法 51
3.4.1 分簇算法简介 52
3.4.2 改进Kmeans算法的等效簇模型 54
3.5 基于平稳信道和非平稳信道的参数萃取方法 56
3.5.1 信道模拟器的基本原理 57
3.5.2 基于平稳信道的参数萃取方法 57
3.5.3 基于非平稳信道的参数萃取方法 59
第4章 通信对抗天线辐射特性模型仿真 63
4.1 天线辐射特性建模方法 63
4.1.1 有限元法 64
4.1.2 矩量法 65
4.1.3 时域有限差分法 66
4.1.4 几何光学(GO) 67
4.1.5 几何绕射理论及一致性几何绕射理论(GTD/UTD) 67
4.1.6 物理光学及物理绕射理论(PO/PTD) 68
4.2 通信对抗典型天线辐射特性建模 68
4.2.1 偶极天线 69
4.2.2 对数周期偶极子天线 72
4.2.3 喇叭天线 75
4.2.4 抛物面天线 77
4.3 自适应多波束天线建模、仿真及设计 79
4.3.1 自适应多波束天线的基本结构及原理 81
4.3.2 自适应多波束天线数字波束成形算法研究 82
4.3.3 自适应多波束天线抗干扰性能分析 86
4.4 天线辐射特性测量方法 101
4.4.1 天线测试场区及测试条件 101
4.4.2 天线增益测量方法 104
4.4.3 基于无人机的天线测量系统 105
4.4.4 天线增益主要误差因素修正方法 107
第5章 无线信道仿真平台模拟关键技术 108
5.1 平坦衰落信道 108
5.1.1 瑞利衰落信道 108
5.1.2 莱斯衰落信道 118
5.1.3 频率选择性衰落信道 120
5.2 无线信道参数仿真 121
5.2.1 时延参数仿真 121
5.2.2 多普勒参数仿真 124
5.2.3 相位偏移参数仿真 126
5.3 平稳信道模拟方法及改进 129
5.3.1 SoC仿真模型 129
5.3.2 结合随机游走的SoC改进模型 130
5.4 非平稳MIMO信道模型及模拟方法 131
5.4.1 非平稳MIMO信道模型 131
5.4.2 基于SoLFM的高效模拟方法 132
5.5 基于Quadriga的信道特性模拟 133
5.5.1 基于Quadriga无线信道仿真平台 134
5.5.2 无线信道估计算法 136
5.5.3 仿真平台无线信道典型参数模拟 136
5.6 动态复杂场景信道建模及平台实现架构 137
5.6.1 动态复杂场景信道建模方法研究 137
5.6.2 无线信道平台实现架构及其关键技术 140
第6章 通信对抗仿真技术 162
6.1 通信对抗测向仿真技术 162
6.1.1 通信对抗测向基础 162
6.1.2 通信对抗测向仿真方法 164
6.1.3 测向仿真测试精度分析 168
6.2 通信对抗侦察仿真技术 170
6.2.1 通信对抗侦察机理 170
6.2.2 侦察仿真方法 171
6.2.3 侦察仿真可信度要素 174
6.2.4 室内外侦察结果一致性分析 179
6.3 通信对抗干扰仿真技术 180
6.3.1 干扰仿真方法 181
6.3.2 干扰仿真可信度要素 184
6.3.3 室内外干扰结果一致性分析 189
第7章 通信对抗复杂电磁环境适应性仿真技术 192
7.1 复杂电磁环境概念及特点 192
7.1.1 相关概念 192
7.1.2 复杂电磁环境特点 193
7.2 复杂电磁环境构建的基本方法 193
7.2.1 构建原则及能力要求 194
7.2.2 构设装备基础类别 195
7.2.3 复杂电磁环境构设内容 196
7.2.4 复杂电磁环境构设流程 199
7.3 通信对抗仿真复杂电磁环境构建 200
7.3.1 室内复杂电磁环境构建机制 200
7.3.2 室内复杂电磁环境构建方法 201
7.3.3 基于客体脆弱性机理的复杂电磁环境具体实现方法 203
7.4 复杂电磁环境适应性结果评估 205
7.5 通信对抗复杂电磁环境适应性仿真平台基础架构 209
7.5.1 基础组成 209
7.5.2 通信对抗信息作战并行仿真支撑平台 210
7.5.3 参数化电磁环境生成系统 220
7.5.4 电磁信号生成系统 222
7.5.5 战场电磁环境度量与分析系统 223
7.5.6 战场电磁环境等效模拟与评估系统 224
7.5.7 半实物信号模拟与采集系统 227
第8章 通信对抗仿真测试效果评估技术 230
8.1 通信及通信对抗评估方法 230
8.1.1 指数评估法 230
8.1.2 ADC法 230
8.1.3 层次分析法 231
8.1.4 网络分析法 232
8.2 复杂电磁环境适应性评估 240
8.3 通信对抗装备效能评估 242
8.3.1 通信对抗装备指标体系构建 242
8.3.2 复杂战场电磁环境对装备作战能力影响评估 243
8.4 通信对抗系统认知能力评估 245
8.4.1 认知通信电子战系统认知过程分析 246
8.4.2 认知通信电子战系统认知能力局部表现评估 246
8.4.3 认知通信电子战系统认知能力整体表现评估 247
8.4.4 认知通信电子战系统对抗效果评估 247
8.4.5 认知通信电子战系统交战环境系统设计 247
8.5 基于多域多维复杂电磁环境适应性评估方法 248
8.5.1 激励与响应评估机制 249
8.5.2 激励与响应关系构建 249
8.5.3 基于多域多维电磁环境效应的“套桶”评估方法 251
8.5.4 典型信息系统复杂电磁环境适应性考核效果评估应用 252
参考文献 254