复杂电磁环境相似性评估研究

doi:10.3969/j.issn.1009-086x.2026.03.020

摘要/Abstract

摘要：

复杂电磁环境构设是训练条件构建的基础工作，开展构设电磁环境与需求电磁环境相似度评估是电磁环境构设的重要问题。针对复杂电磁环境构设相似性指标体系不明确、相似性评估方法不完善等问题，基于相似理论基本原理，结合复杂电磁环境构设实践，构建了复杂电磁环境相似度指标体系，得到了基于欧氏距离相似度的信号基础参数和方式参数的相似度表达。从电磁信号的构设参数和战术运用2个维度表征了信号相似度。基于电磁环境属性，分析了威胁电磁环境、目标电磁环境以及背景电磁环境相似度计算方法，并聚合得到了电磁环境相似度评估表达式。此方法对于电磁环境构设效果评估具有一定的借鉴意义，可为电磁环境构设优化提供依据。

关键词: 复杂电磁环境, 相似度, 评估, 欧氏距离, 聚合

Abstract:

Setting up the complex electromagnetic environment is a basic part of training conditions construction. It is important to evaluate the similarity between training electromagnetic environment and required environment. In view of the unclear index system for electromagnetic environment construction and the incomplete similarity evaluation， the similarity evaluation index system is constructed by Euclidean distance. By the way， the similarity characterizations of basic arguments and mode arguments are analyzed based on the basic principles of similarity theory and electromagnetic environment constructing practice. According to the electromagnetic environment properties， the similarity degrees are calculated in multiple dimensions such as threatening electromagnetic environment， objective electromagnetic environment and background electromagnetic environment， the environment mentioned above are aggregated to obtain the expression for evaluating the similarity of electromagnetic environment. The methods can be used to evaluating electromagnetic environment constructing effect， and provide reference to optimize the electromagnetic environment construction.

Key words: complex electromagnetic environment, similarity, evaluation, Euclidean distance, aggregation

中图分类号:

TN60

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图/表 22

图1 复杂电磁环境构设需求生成过程

Fig. 1 Requirements generation process of the complex electromagnetic environment

图2 电磁环境构设相似性指标评估体系

Fig. 2 Similarity evaluation index system of complex electromagnetic environment

表1 时域变化方式相似因子sτ

Table 1 similarity factor of time domain variation sτ

构设信号	需求信号
构设信号	固定重频	重频抖动	重频参差	重频滑变
固定重频	$s τ 1$	$s τ 1 · φ$	$s τ 1 · (1 / a)$	$s τ 1 · ϕ$
重频抖动	$s τ 1 · φ'$	$s τ 1 · s τ 2$	$s τ 1 · (1 / a) · φ' 3$	$s τ 1 · ϕ · φ' 3$
重频参差	$s τ 1 · (1 / a')$	$s τ 1 · φ · (1 / a') 3$	$s τ 1 · s τ 3$	$s τ 1 · (1 / a') · ϕ 3$
重频滑变	$s τ 1 · ϕ'$	$s τ 1 · φ · ϕ' 3$	$s τ 1 · (1 / a) · ϕ 3'$	$s τ 1 · s τ 4$

表1 时域变化方式相似因子sτ

Table 1 similarity factor of time domain variation sτ

构设信号	需求信号
构设信号	固定重频	重频抖动	重频参差	重频滑变
固定重频	$s τ 1$	$s τ 1 · φ$	$s τ 1 · (1 / a)$	$s τ 1 · ϕ$
重频抖动	$s τ 1 · φ'$	$s τ 1 · s τ 2$	$s τ 1 · (1 / a) · φ' 3$	$s τ 1 · ϕ · φ' 3$
重频参差	$s τ 1 · (1 / a')$	$s τ 1 · φ · (1 / a') 3$	$s τ 1 · s τ 3$	$s τ 1 · (1 / a') · ϕ 3$
重频滑变	$s τ 1 · ϕ'$	$s τ 1 · φ · ϕ' 3$	$s τ 1 · (1 / a) · ϕ 3'$	$s τ 1 · s τ 4$

表2 频域变化方式相似因子sf

Table 2 similarity factor of frequency domain variation sf

构设信号	需求信号
构设信号	脉间频率捷变	脉组频率捷变	频率步进	频率分集
脉间频率捷变	$s f 1$	$s f 1$	$s f 1$	$s f 1 · (1 / n f)$
脉组频率捷变	$s f 1$	$s f 1$	$s f 1$	$s f 1 · (1 / n f)$
频率步进	$s f 1$	$s f 1$	$s f 1$	$s f 1 · (1 / n f)$
频率分集	$s f 1 · (1 / n f')$	$s f 1 · (1 / n f')$	$s f 1 · (1 / n f')$	$s f 1 · s n f$

表2 频域变化方式相似因子sf

Table 2 similarity factor of frequency domain variation sf

构设信号	需求信号
构设信号	脉间频率捷变	脉组频率捷变	频率步进	频率分集
脉间频率捷变	$s f 1$	$s f 1$	$s f 1$	$s f 1 · (1 / n f)$
脉组频率捷变	$s f 1$	$s f 1$	$s f 1$	$s f 1 · (1 / n f)$
频率步进	$s f 1$	$s f 1$	$s f 1$	$s f 1 · (1 / n f)$
频率分集	$s f 1 · (1 / n f')$	$s f 1 · (1 / n f')$	$s f 1 · (1 / n f')$	$s f 1 · s n f$

表3 调制域变化方式相似因子sm

Table 3 similarity factor of modulation domain variationsm

构设信号	需求信号
构设信号	线性调频	非线性调频	相位编码
线性调频	$s m 1$	$ς s m 1$	$s m 1 · (1 / n m)$
非线性调频	$ς s m 1$	$s m 1$	$s m 1 · (1 / n m)$
相位编码	$s m 1 · (1 / n m')$	$s m 1 · (1 / n m')$	$s m 1 · s m 2$

表3 调制域变化方式相似因子sm

Table 3 similarity factor of modulation domain variationsm

构设信号	需求信号
构设信号	线性调频	非线性调频	相位编码
线性调频	$s m 1$	$ς s m 1$	$s m 1 · (1 / n m)$
非线性调频	$ς s m 1$	$s m 1$	$s m 1 · (1 / n m)$
相位编码	$s m 1 · (1 / n m')$	$s m 1 · (1 / n m')$	$s m 1 · s m 2$

表4 极化域变化方式相似因子sp［11］

Table 4 Similarity factor of polarization domain variation sp

构设信号	需求信号
构设信号	垂直极化	水平极化	斜极化	极化捷变
垂直极化	1	0.001	0.5	0.5
水平极化	0.001	1	0.5	0.5
斜极化	0.5	0.5	1	0.5
极化捷变	0.5	0.5	0.5	1

表5 工作模式相似因子sg

Table 5 Similarity factor of operation mode sg

构设信号	需求信号
构设信号	被动雷达模式	主动雷达搜索	主动雷达搜索+跟踪	主动雷达跟踪
被动雷达模式	1	0.001	0.001	0.001
主动雷达搜索	0.001	1	0.5	0.1
主动雷达搜索+跟踪	0.001	0.5	1	0.1
主动雷达跟踪	0.001	0.1	0.5	1

表6 组网状态相似因子sh

Table 6 Similarity factor of networking status sh

构设信号	需求信号
构设信号	未组网	组网
未组网	1	0.001
组网	0.001	$s h 2$

表6 组网状态相似因子sh

Table 6 Similarity factor of networking status sh

构设信号	需求信号
构设信号	未组网	组网
未组网	1	0.001
组网	0.001	$s h 2$

图3 电磁环境构设场景示意

Fig. 3 Diagrammatic sketch of electromagnetic environment construction

表7 星载雷达信号参数表

Table 7 Parameter table of satellite-borne radar signal

参数	脉宽/ $n s$	频率/ $M H z$	能量/ $d B m$	时域		调制域		极化方式	模式
参数	脉宽/ $n s$	频率/ $M H z$	能量/ $d B m$	重频变化	重复周期/ $H z$	调制方式	带宽/ $M H z$	极化方式	模式
需求信号	10	350	-65	固定重频	100	线性调频	20	垂直	扫描
构设信号	10	700	-60	固定重频	105	线性调频	50	垂直	扫描

表7 星载雷达信号参数表

Table 7 Parameter table of satellite-borne radar signal

参数	脉宽/ $n s$	频率/ $M H z$	能量/ $d B m$	时域		调制域		极化方式	模式
参数	脉宽/ $n s$	频率/ $M H z$	能量/ $d B m$	重频变化	重复周期/ $H z$	调制方式	带宽/ $M H z$	极化方式	模式
需求信号	10	350	-65	固定重频	100	线性调频	20	垂直	扫描
构设信号	10	700	-60	固定重频	105	线性调频	50	垂直	扫描

表8 舰载雷达信号参数表

Table 8 parameter table of ship-borne radar signal

参数

脉宽/

$n s$

频率/

MHz

能量/

dBm

时域

频域

极化

方式

模式

重频变化

重复周期/

H z

变化方式

频率上限/

M H z

频率下限/

M H z

表8 舰载雷达信号参数表

Table 8 parameter table of ship-borne radar signal

参数

脉宽/

$n s$

频率/

MHz

能量/

dBm

时域

频域

极化

方式

模式

重频变化

重复周期/

H z

变化方式

频率上限/

M H z

频率下限/

M H z

需求信号

3 000

-75

固定重频

100

频率捷变

3 100

2 900

水平

扫描

构设信号

3 010

-70.2

固定重频

105

频率捷变

3 120

3 000

水平

扫描

表9 压制干扰信号参数表

Table 9 Parameter table of suppression jamming noise

参数	频率/ $M H z$	能量/ $d B m$	干扰参数				极化方式
参数	频率/ $M H z$	能量/ $d B m$	干扰样式	带宽/ $M H z$	点数	子带宽度/ $M H z$	极化方式
需求信号	6 200	-62	梳状谱干扰	100	20	0.1	垂直
构设信号	6 210	-58	梳状谱干扰	50	20	0.1	垂直

表9 压制干扰信号参数表

Table 9 Parameter table of suppression jamming noise

参数	频率/ $M H z$	能量/ $d B m$	干扰参数				极化方式
参数	频率/ $M H z$	能量/ $d B m$	干扰样式	带宽/ $M H z$	点数	子带宽度/ $M H z$	极化方式
需求信号	6 200	-62	梳状谱干扰	100	20	0.1	垂直
构设信号	6 210	-58	梳状谱干扰	50	20	0.1	垂直

表10 欺骗干扰信号参数表

Table 10 Parameter table of deceptive jamming signal

参数	频率/ $M H z$	能量/ $d B m$	干扰参数				极化方式
参数	频率/ $M H z$	能量/ $d B m$	干扰样式	起始位置/km	终止位置/km	目标个数	极化方式
需求信号	6 200	-62	多假目标	5	30	20	垂直
构设信号	6 210	-58	多假目标	10	20	5	垂直

表10 欺骗干扰信号参数表

Table 10 Parameter table of deceptive jamming signal

参数	频率/ $M H z$	能量/ $d B m$	干扰参数				极化方式
参数	频率/ $M H z$	能量/ $d B m$	干扰样式	起始位置/km	终止位置/km	目标个数	极化方式
需求信号	6 200	-62	多假目标	5	30	20	垂直
构设信号	6 210	-58	多假目标	10	20	5	垂直

表11 星载雷达信号相似度

Table 11 Similarity degree of satellite-borne radar signal

参数	基础参数				方式类参数					运动等效
	脉宽	频率	能量	方位/俯仰	时域		调制域		极化方式	方位/俯仰角变化
	脉宽	频率	能量	方位/俯仰	重频变化	重复周期	调制方式	带宽	极化方式	方位/俯仰角变化
相似因子	1	0.53	0.92	1	1	0.95	1	0.45	1	1
相似度	0.83				0.81					1

表12 舰载雷达信号相似度

Table 12 Similarity degree of ship-borne radar signal

参数	基础参数				方式类参数					运动等效
	脉宽	频率	能量	方位/俯仰	时域		频域		极化方式	方位/俯仰角变化
	脉宽	频率	能量	方位/俯仰	重频变化	重复周期	变化方式	频率上下限	极化方式	方位/俯仰角变化
相似因子	0.67	0.99	0.93	1	1	0.95	1	0.96	1	1
相似度	0.88				0.98					1

表13 压制干扰信号相似度

Table 13 Similarity degree of suppression jamming noise

参数	基础参数			方式类参数					运动等效
参数	频率	能量	方位/俯仰	干扰样式	带宽	点数	子带宽度	极化方式	方位/俯仰角变化
相似因子	0.99	0.93	1	1	0.67	1	0.96	1	1
相似度	0.97			0.91					1

表14 欺骗干扰信号相似度

Table 14 Similarity degree of deceptive jamming signal

参数	基础参数			方式类参数				运动等效
参数	频率	能量	方位/俯仰	干扰样式	起始/终止位置	目标个数	极化方式	方位/俯仰角变化
相似因子	0.99	0.93	1	1	0.49	0.59	1	1
相似度	0.97			0.73				1

表15 星载/舰载雷达信号战术运用相似度

Table 15 Similarity degree of operation mode for satellite/ship-borne radar signal

参数	运用时机	工作模式	组网状态
相似因子	1	1	1
相似度	1

表16 压制/欺骗干扰信号战术运用相似度

Table 16 Similarity degree of operation mode for suppression/deceptive jamming signal

参数	运用时机	工作模式	组网状态
相似因子	1	1	0.001
相似度	0.1

表17 权重及信号相似度计算结果

Table 17 Table of weight and signal similarity degree

参数	星载雷达信号	舰载雷达信号	压制干扰信号	欺骗干扰信号
构设参数相似度权重	0.6	0.7	0.5	0.5
战术运用相似度权重	0.4	0.3	0.5	0.5
相似度	0.92	0.97	0.53	0.51

表18 权重及环境相似度计算结果

Table 18 Table of weight and environment similarity degree

参数	环境分类
参数	目标信号环境	背景信号环境	威胁信号环境
信号组成	星载雷达信号	舰载雷达信号	压制干扰信号	欺骗干扰信号
权重	—	—	$ω T 1 = 0.5$	$ω T 2 = 0.5$
相似度	0.92	0.97	0.52
权重	$ω T a = 0.4$	$ω B = 0.1$	$ω T = 0.5$
相似度	0.73

表18 权重及环境相似度计算结果

Table 18 Table of weight and environment similarity degree

参数	环境分类
参数	目标信号环境	背景信号环境	威胁信号环境
信号组成	星载雷达信号	舰载雷达信号	压制干扰信号	欺骗干扰信号
权重	—	—	$ω T 1 = 0.5$	$ω T 2 = 0.5$
相似度	0.92	0.97	0.52
权重	$ω T a = 0.4$	$ω B = 0.1$	$ω T = 0.5$
相似度	0.73

图4 相似度评估结果

Fig. 4 Results of similarity degree evaluation

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