全通型无线电磁环境模拟器平台

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  • 全通型无线电磁环境模拟器平台

  • 品牌:

    逸闻特电子科技
  • 描述:

    全通型无线电磁环境模拟器平台是雷达、通信产品研制过程中必需的核心设备之一,它会模拟各种场景下的电磁环境,全面、便捷且可控的的对雷达和通信产品进行测试和验证。该产品可以用于国防或者民用通信的信道仿真,国防或者民用雷达的信道仿真, 雷达/通信一体化的综合信道仿真。

详细信息

全通型无线电磁环境模拟器平台技术方案

 


在未来的现代化对抗中,电子对抗尤其是通信与雷达的电子对抗能力,将对战略攻防起到关键作用。构建战场电磁环境模拟器,对提高未来电子对抗能力具有重要的意义,具体而言,包括以下三个方面:


1) 为电磁环境感知学习关键技术算法研究提供性能评估和快速验证平台

复杂电磁环境中的通信或作战设备,需要环境感知获取频谱状态信息,综合出当前频谱利用状态图谱,并通过学习推理,提取出信道特征和干扰特征等信息。近年来,利用深度神经网络等机器学习方法已成为频谱感知,提取感知电磁环境信息的一种重要手段。然而在面向各种真实的复杂环境中,快速验证关键技术算法的有效性和可靠性,目前尚未有效的手段。围绕这一目的,拟构建战场电磁环境模拟器,提供复杂场景实时无线信道模拟,为电磁环境感知学习关键技术算法研究提供性能评估和快速验证平台。

 

2)  为面向战场环境中的自组织通信技术研究提供验证与评估平台

复杂电磁环境中,根据电磁环境实时环境自适应/自组织通信,为电子侦察、作战协调等局部通信目标提供保障,对获得信息权具有重要意义。当前,面向复杂环境的自组织/自适应通信技术围绕自组织链路建立、频率选择、链路自适应、抗干扰通信等目标展开,但其验证手段以计算机仿真或者理想环境为主。构建战场电磁环境模拟器,可以为自组织通信技术的研究提供面向战场的复杂电磁模拟环境,进行更有效的技术验证和评估。

 

3) 为实际战场环境的电子对抗提供模拟演练平台

为满足适应复杂对抗环境的需求,军事通信需要具备感知环境状态、学习对抗策略、重构通信参数等功能。以多兵种联合作战为例,空军的飞机、海军的舰艇与海岛、火箭军的导弹等各作战平台要素之间需要通过无线传输进行文本、语音、图像、视频等各种信息的交互,同时面临着敌方干扰、攻击和窃听等严峻威胁。通过环境感知获取频谱状态信息、通过学习推理得到敌方干扰等特征与规律、通过结合感知与学习的结果来智能重构通信参数以实现灵巧躲避干扰、积极主动防御、自适应稳健通信。构建战场电磁环境模拟器,可以为电子对抗的提供模拟演练平台。



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      战场复杂电磁环境示意图


      逸闻特电子开发的复杂电磁环境信道模拟系统是一个独特的射频和数字信号处理平台,可以在任意多个输入输出端口间产生复杂时变的信道衰落场景。在所有输入输出端口上的射频信号都支持精确地同步,用于在实验室环境下构建时变,复杂的现场电磁环境。


     该系统结合实验室和外场复杂电磁环境特性与模拟研究需求,在相应条件下模拟一定区域内数量众多的辐射信号和电子干扰的信道模型,构建一个复杂密集,动态变换的电磁环境,考核战术通信设备,监测测向和截获设备在复杂电磁环境下的适应性以及抗干扰的性能。该系统的核心是在于给被测系统在真实环境中使用时可能表现出来的性能提供一个仿真的测试环境。为了保证仿真的模拟的真实性,除了要求所模拟的通信链路真实之外,场景中的单元还能按照事先设定的航迹边运动边发出各种无线信号,并可以对平台的航迹进行人工干预。


     这套复杂电磁环境信道模拟系统是根据用户要求灵活设计的定制系统,预留系统升级的软硬件接口。系统中所有的模拟和数字电路都是针对于各类通信和电子情报和对抗测试应用所专门设计的高性能电路,模拟和数字电路之间的配合都是经过反复设计和验证达到最高的效率和最佳性能的组合。各个模块使用最短和最优的控制总线,DSP控制总线,FPGA控制总线,本振信号,时钟信号也采用最优的设计。这样不但保证了系统的总体射频性能,例如信号功率和频率的精度,幅度和相位关系的精度,而且还把系统仿真模拟测试的速度大大的提高。 


     该系统所模拟的各种信号链路不但真实,而且所有承载这些信号的平台都能“动”起来,多个平台(辐射源)载体能够在一个相当大规模的三维空间按照事先设定的航迹边运动边发出相应的信号,并模拟这些信号的所有的独立动态传输衰落特性。并且在仿真过程中可以对平台的航迹进行人工干预。



复杂电磁环境信道模拟系统,支持连接多个无线电设备,提供最高256个收发通道,可提供战场复杂无线信道环境的实时模拟。具体包括以下部分


射频及模数/数模转换部分

射频及模数/数模转换部分连接射频部分与全连接数字基带信道,并通过可视化电磁环境配置与显示界面进行基本配置。在模拟器的输入端,接收来自无线设备的射频信号,经过下变频和模数转换,在经过数字中频处理,得到数字基带信号,并输入至全连接数字基带信道部分。经过全连接数字基带信道部分的数字基带信号,经过数字中频处理,数模转换和上变频,输出射频信号,发送至无线设备。

 

全连接数字信道部分

基于可视化电磁环境配置与显示界面的配置参数,实现多输入多输出全连接数字信道模拟,即每个输入信号经历独立或相关的信道到达每个输出口。每个输入至输出的信道可以独立配置并实现多径衰落、传播时延、多普勒频偏等信道特性。

 

可视化电磁环境配置与显示界面部分

该部分包括以下功能:

1)       配置无线设备的连接的个数,模拟器工作频点、工作带宽,每个无线设备的占用的通道数等信息。

2)      可视化信道环境配置,配置无线信道场景,并包括每个用户的位置信息,运动信息的实时显示,并根据这些信息实时生成多径信道系数,并发送至全连接数字信道部分。

3)      显示所有通道和给定接收信道的实时频谱。

 


 



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