[发明专利]飞机外部射频电磁环境预测方法及预测系统

说明书

 

技术领域

本发明涉及电磁环境预测技术领域，尤其涉及一种飞机外部射频电磁环境预测方法和预测系统。

背景技术

电磁环境是指存在于给定场所或空间的所有电磁现象的总和。复杂电磁环境是指在有限的时空里，一定的频段上多种电磁信号密集、交叠，妨碍信息系统和电子设备正常工作，对信息系统和电子设备产生显著影响的电磁环境，是电磁环境复杂化在空域、时域、频域和能量域上的表现形式。

从现有的研究情况来看，当前的电磁环境预测手段还不能满足复杂的电磁环境变化的要求，主要表现在：难以科学定义逼真、典型的实战环境；难以全面、客观描述影响电子信息系统的电磁环境要素；难以准确获取电子信息系统情报；难以准确描述电磁信号传播因素对电子信息系统的影响；难以准确模拟各类信号的变化特征。电磁环境预测技术成为评价电子信息系统电磁兼容性能和避免电磁兼容问题的一项亟待解决的关键问题。

目前，电磁环境仿真预测主要是基于电磁场数值计算方法，该方法是基于麦克斯韦方程的建模方法。该方法由于运算量比较大，一般用于低频电磁环境建模，其特点是能反映时空中某点的瞬时电磁场状态，但是应用规模较小，频段较低，不适合大规模的电磁环境仿真预测。

飞机外部电磁环境的构成不仅包含空间各种辐射源的辐射，还包括飞机间及内部其他飞机的电磁辐射。由于空间广大、辐射源种类繁多、不同空间范围辐射源电磁环境影响程度差别大等特点，现有电磁环境预测系统不能满足飞机外部射频电磁环境的预测需求。

发明内容

为了能够全面预测飞机外部射频电磁环境，本发明提供一种飞机外部射频电磁环境预测方法和预测系统，通过雷达接收机、通信电台、环境监测系统，测量民航飞机飞行区域内雷达和雷达干扰系统、通信和通信干扰系统等辐射源数据，以及包括大气环境、地面环境、海面环境在内的环境数据，并将这些数据通过网络传输给预测系统，作为电磁环境预测系统的数据基础。并且本发明可以用于预测各类飞行器、轮船、地面平台等系统或平台的外部射频电磁环境。

为实现上述发明目的，本发明采用如下技术方案：

一种飞机外部射频电磁环境预测系统，包括：采集电磁环境参数装置、数据中心、仿真计算中心和可视化输出终端装置，所述采集电磁环境参数装置将采集的辐射源、大气环境、地面环境、海面环境的电磁环境参数信息传输至通过网络相连的数据中心，并储存于数据中心相对应的数据库中；所述数据中心通过数据线与仿真计算中心相连，所述仿真计算中心将飞机外部射频电磁环境全面预测的数据模型信息传输至通过视频总线相连的可视化输出终端设备，进行电磁环境综合显示。

一种飞机外部射频电磁环境预测系统，所述数据中心由数据处理单元和磁盘阵列组成，用于接收、处理和存储参数测量系统测得的各类参数；所述数据处理单元与数据中心磁盘阵列的数据库相连；所述数据处理单元包括：数据接收、数据筛选、数据分类和数据处理功能模块，所述磁盘阵列上的数据库包括：辐射源数据库和环境数据库。

一种飞机外部射频电磁环境预测系统，所述仿真计算中心由飞机外部电磁环境仿真单元和飞机间电磁场仿真单元组成；所述飞机外部电磁环境仿真单元通过数据线与数据中心相连；所述飞机间电磁场仿真单元对飞机间的空间进行网格划分，计算各网格内电磁场数据，对计算结果进行处理；所述飞机外部和飞机间的电磁环境仿真信息，通过控制单元与可视化输出终端设备相连。

一种飞机外部射频电磁环境预测系统，所述可视化输出终端设备用于显示飞机外部射频电磁环境仿真信息，包括显示：飞机外部的二维电磁态势、电磁环境统计信息，以及飞机间电磁场的三维显示信息。

一种飞机外部射频电磁环境预测方法，其步骤如下：

步骤一：建立电磁环境参数数据中心，通过建立的辐射源、大气环境、地面环境、海面环境采集的电磁环境参数，建立电磁环境参数数据库，并存储在磁盘阵列的大型存储设备上；通过局域网络或互联网将所采集的各个参数信息传输到数据中心，数据处理后录入中心数据库中存储。

步骤二：建立空间信号环境模型库

（一）建立信号描述模型，应用改进的信号描述字建模方法，建立雷达信号环境模型/雷达干扰信号环境模型、通信信号环境模型/通信干扰信号环境模型。

1）、雷达信号环境模型，由雷达信号使用脉冲描述字PDW来描述，这里PDW主要包括信号的以下参数：脉冲前沿到达时间TOA、脉冲载频RF、脉冲功率密度PD、相位PH、脉冲宽度PW、脉冲到达角AOA。

2）、雷达干扰信号环境模型，所述雷达干扰信号分为欺骗干扰信号和噪声干扰信号。