通信對抗仿真與評估是電子裝備體系對抗鑒定試驗實施的重要一環(huán),其主要表現(xiàn)形式為射頻注入、純數(shù)學仿真、暗室輻射式仿真及其組合。本書主要從通信及通信對抗仿真要素出發(fā),介紹了無線信道大小尺度傳播效應建模、基于無線信道探測數(shù)據(jù)的多徑參數(shù)萃取方法、通信及通信對抗天線輻射效應建模、射頻無線信道傳播效應平臺復現(xiàn)機理、通信對抗仿真可信度要素及內(nèi)外一致性分析、通信對抗復雜電磁環(huán)境適應性仿真、基于不同應用的試驗評估模型的描述等內(nèi)容,保證了通信對抗體系仿真的高可信度、科學性及可操作性。
本書具有較強的實用性和創(chuàng)新性,適合無線通信及通信對抗領域的工程技術(shù)人員參考,也可作為高等院校通信對抗系統(tǒng)方向的研究生教材。
第1章 緒論 1
1.1 通信對抗實質(zhì)及仿真意義 1
1.2 通信對抗仿真對象及主要內(nèi)容 2
1.2.1 通信對抗仿真對象 2
1.2.2 通信對抗仿真評估主要內(nèi)容 2
1.3 通信對抗仿真設施及特點 2
1.3.1 通信對抗仿真設施 2
1.3.2 通信對抗仿真設施的特點 6
1.4 通信對抗仿真要素中的關(guān)鍵模型 7
1.4.1 通信對抗電波傳播效應模型 7
1.4.2 通信對抗天線輻射特性模擬 9
1.5 通信對抗仿真發(fā)展趨勢 13
1.5.1 內(nèi)外場一體聯(lián)動測試模式 14
1.5.2 體系對抗半實物模式 15
第2章 通信對抗無線信號空間大尺度傳播效應 18
2.1 通信對抗大尺度典型應用傳播場景及其建模方法 18
2.1.1 通信對抗大尺度典型應用傳播場景 18
2.1.2 通信對抗大尺度傳播效應建模方法 19
2.2 基于統(tǒng)計方法的大尺度傳播效應計算 20
2.2.1 陸地固定場景下短波以下頻段大尺度傳輸損耗計算 20
2.2.2 陸地固定場景下超短波以上頻段大尺度傳輸損耗預測計算方法 23
2.2.3 陸地/海上移動場景下超短波以上頻段大尺度傳輸損耗預測計算方法 24
2.2.4 航空移動場景下大尺度傳輸損耗預測計算方法 28
2.2.5 星地鏈路場景下大尺度傳輸損耗預測計算方法 31
2.3 基于射線跟蹤法的大尺度傳輸損耗預測方法 35
2.4 大尺度傳輸損耗預測模型本地化方法 37
2.4.1 拉格朗日插值法與算法實現(xiàn) 37
2.4.2 最小二乘法線性擬合算法及實現(xiàn) 38
2.5 山地高原大尺度傳輸損耗預測建模方法 40
2.5.1 三維高原地形生成 40
2.5.2 大氣三維參數(shù)化模型建立 41
2.5.3 基于三維拋物方程法的傳播模型構(gòu)建 41
第3章 通信對抗無線信號空間小尺度傳播效應 44
3.1 小尺度傳播效應衰落信道的分類 44
3.1.1 基于多徑時延擴展的頻率選擇性衰落和平坦衰落 45
3.1.2 基于多普勒擴展的快衰落和慢衰落 45
3.2 小尺度傳播效應的衰落類型 46
3.2.1 瑞利(Rayleigh)衰落 46
3.2.2 萊斯(Rician)衰落 46
3.2.3 Nakagamim衰落 46
3.2.4 基于測試數(shù)據(jù)的衰落特性概率分布統(tǒng)計方法 47
3.3 信道參數(shù)集獲取方法 48
3.3.1 信道估計算法 48
3.3.2 常用的SAGE算法 50
3.4 多徑分簇處理方法 51
3.4.1 分簇算法簡介 52
3.4.2 改進Kmeans算法的等效簇模型 54
3.5 基于平穩(wěn)信道和非平穩(wěn)信道的參數(shù)萃取方法 56
3.5.1 信道模擬器的基本原理 57
3.5.2 基于平穩(wěn)信道的參數(shù)萃取方法 57
3.5.3 基于非平穩(wěn)信道的參數(shù)萃取方法 59
第4章 通信對抗天線輻射特性模型仿真 63
4.1 天線輻射特性建模方法 63
4.1.1 有限元法 64
4.1.2 矩量法 65
4.1.3 時域有限差分法 66
4.1.4 幾何光學(GO) 67
4.1.5 幾何繞射理論及一致性幾何繞射理論(GTD/UTD) 67
4.1.6 物理光學及物理繞射理論(PO/PTD) 68
4.2 通信對抗典型天線輻射特性建模 68
4.2.1 偶極天線 69
4.2.2 對數(shù)周期偶極子天線 72
4.2.3 喇叭天線 75
4.2.4 拋物面天線 77
4.3 自適應多波束天線建模、仿真及設計 79
4.3.1 自適應多波束天線的基本結(jié)構(gòu)及原理 81
4.3.2 自適應多波束天線數(shù)字波束成形算法研究 82
4.3.3 自適應多波束天線抗干擾性能分析 86
4.4 天線輻射特性測量方法 101
4.4.1 天線測試場區(qū)及測試條件 101
4.4.2 天線增益測量方法 104
4.4.3 基于無人機的天線測量系統(tǒng) 105
4.4.4 天線增益主要誤差因素修正方法 107
第5章 無線信道仿真平臺模擬關(guān)鍵技術(shù) 108
5.1 平坦衰落信道 108
5.1.1 瑞利衰落信道 108
5.1.2 萊斯衰落信道 118
5.1.3 頻率選擇性衰落信道 120
5.2 無線信道參數(shù)仿真 121
5.2.1 時延參數(shù)仿真 121
5.2.2 多普勒參數(shù)仿真 124
5.2.3 相位偏移參數(shù)仿真 126
5.3 平穩(wěn)信道模擬方法及改進 129
5.3.1 SoC仿真模型 129
5.3.2 結(jié)合隨機游走的SoC改進模型 130
5.4 非平穩(wěn)MIMO信道模型及模擬方法 131
5.4.1 非平穩(wěn)MIMO信道模型 131
5.4.2 基于SoLFM的高效模擬方法 132
5.5 基于Quadriga的信道特性模擬 133
5.5.1 基于Quadriga無線信道仿真平臺 134
5.5.2 無線信道估計算法 136
5.5.3 仿真平臺無線信道典型參數(shù)模擬 136
5.6 動態(tài)復雜場景信道建模及平臺實現(xiàn)架構(gòu) 137
5.6.1 動態(tài)復雜場景信道建模方法研究 137
5.6.2 無線信道平臺實現(xiàn)架構(gòu)及其關(guān)鍵技術(shù) 140
第6章 通信對抗仿真技術(shù) 162
6.1 通信對抗測向仿真技術(shù) 162
6.1.1 通信對抗測向基礎 162
6.1.2 通信對抗測向仿真方法 164
6.1.3 測向仿真測試精度分析 168
6.2 通信對抗偵察仿真技術(shù) 170
6.2.1 通信對抗偵察機理 170
6.2.2 偵察仿真方法 171
6.2.3 偵察仿真可信度要素 174
6.2.4 室內(nèi)外偵察結(jié)果一致性分析 179
6.3 通信對抗干擾仿真技術(shù) 180
6.3.1 干擾仿真方法 181
6.3.2 干擾仿真可信度要素 184
6.3.3 室內(nèi)外干擾結(jié)果一致性分析 189
第7章 通信對抗復雜電磁環(huán)境適應性仿真技術(shù) 192
7.1 復雜電磁環(huán)境概念及特點 192
7.1.1 相關(guān)概念 192
7.1.2 復雜電磁環(huán)境特點 193
7.2 復雜電磁環(huán)境構(gòu)建的基本方法 193
7.2.1 構(gòu)建原則及能力要求 194
7.2.2 構(gòu)設裝備基礎類別 195
7.2.3 復雜電磁環(huán)境構(gòu)設內(nèi)容 196
7.2.4 復雜電磁環(huán)境構(gòu)設流程 199
7.3 通信對抗仿真復雜電磁環(huán)境構(gòu)建 200
7.3.1 室內(nèi)復雜電磁環(huán)境構(gòu)建機制 200
7.3.2 室內(nèi)復雜電磁環(huán)境構(gòu)建方法 201
7.3.3 基于客體脆弱性機理的復雜電磁環(huán)境具體實現(xiàn)方法 203
7.4 復雜電磁環(huán)境適應性結(jié)果評估 205
7.5 通信對抗復雜電磁環(huán)境適應性仿真平臺基礎架構(gòu) 209
7.5.1 基礎組成 209
7.5.2 通信對抗信息作戰(zhàn)并行仿真支撐平臺 210
7.5.3 參數(shù)化電磁環(huán)境生成系統(tǒng) 220
7.5.4 電磁信號生成系統(tǒng) 222
7.5.5 戰(zhàn)場電磁環(huán)境度量與分析系統(tǒng) 223
7.5.6 戰(zhàn)場電磁環(huán)境等效模擬與評估系統(tǒng) 224
7.5.7 半實物信號模擬與采集系統(tǒng) 227
第8章 通信對抗仿真測試效果評估技術(shù) 230
8.1 通信及通信對抗評估方法 230
8.1.1 指數(shù)評估法 230
8.1.2 ADC法 230
8.1.3 層次分析法 231
8.1.4 網(wǎng)絡分析法 232
8.2 復雜電磁環(huán)境適應性評估 240
8.3 通信對抗裝備效能評估 242
8.3.1 通信對抗裝備指標體系構(gòu)建 242
8.3.2 復雜戰(zhàn)場電磁環(huán)境對裝備作戰(zhàn)能力影響評估 243
8.4 通信對抗系統(tǒng)認知能力評估 245
8.4.1 認知通信電子戰(zhàn)系統(tǒng)認知過程分析 246
8.4.2 認知通信電子戰(zhàn)系統(tǒng)認知能力局部表現(xiàn)評估 246
8.4.3 認知通信電子戰(zhàn)系統(tǒng)認知能力整體表現(xiàn)評估 247
8.4.4 認知通信電子戰(zhàn)系統(tǒng)對抗效果評估 247
8.4.5 認知通信電子戰(zhàn)系統(tǒng)交戰(zhàn)環(huán)境系統(tǒng)設計 247
8.5 基于多域多維復雜電磁環(huán)境適應性評估方法 248
8.5.1 激勵與響應評估機制 249
8.5.2 激勵與響應關(guān)系構(gòu)建 249
8.5.3 基于多域多維電磁環(huán)境效應的“套桶”評估方法 251
8.5.4 典型信息系統(tǒng)復雜電磁環(huán)境適應性考核效果評估應用 252
參考文獻 254