1、應用背景

用頻裝備是現代化戰爭中的重要組成部分，在很多場合用頻裝備性能指標的高低直接決定了戰爭全局的勝敗。然而，在的實際戰區的電磁環境中，充斥著種類繁多的復雜電磁信號，例如雷達、導航、通信、敵方干擾、自然噪聲等信號。同時由于各種電磁信號的傳播受到實際地理環境的顯著影響，導致戰區電磁環境異常復雜。用頻裝備在復雜電磁環境下的性能測試成為其研制過程中的重要內容。

概括來說，武器裝備的電磁性能測試按環境不同可分為三類。第一是全實物測試，將待測裝備置于演習或實際戰區，利用實際存在的復雜電磁環境對裝備性能進行測試。此種方式最具說服力，通常作為成熟型號武器裝備的最終測試方法。但是，因為此方式成本極高、風險大，很多場合是破壞性測試，并且所得到測試結果不具備遍歷性，無法滿足裝備研制過程中的絕大多數的常規測試需求。第二種是基于計算機、數據庫等技術的全數字仿真測試。這種技術是通過數據采集或者數學建模的方式，將實際電磁環境的主要特征信息以數字格式存儲于數據庫中，在某種特定仿真算法的驅動下，對待測裝備的性能進行全數字仿真測試。此方法運行成本低、靈活便捷，通常用于裝備的前期開發過程中，偏重于對軟件算法的測試。然而由于逼真度低，與實際環境差異過大，對于正式裝備的性能測試僅具有參考作用，大多數場合無法作為最終驗證手段。第三種測試方法是半實物模擬測試，此方法是在前兩種方法有機結合的基礎上發展而來的。它利用數據采集或數學建模的方法組建數字化復雜電磁環境信息數據庫，根據實際測試場景需求，計算波形數據，基于復雜信號發生技術，通過波形發生的方式產生實際電磁信號，人為構建高逼真度的復雜電磁環境，用于裝備性能測試。這種測試方法兼備了前兩種方法的優點，測試高效便捷，打破全實物測試中測試環境的時空限制；場景豐富，根據實戰環境需求任意構建測試電磁環境信號；高逼真度，基于數字地圖數據，綜合考慮輻射源種類、裝備布局、傳播途徑、自然干擾等各種因素；成本低廉、結果全面，非損壞性測試，實現高度一致性的重復性測試，可評估裝備在各種極端條件下的性能。

2、復雜電磁環境構建分析

根據國軍標（GJB6130-2007）給出的定義，復雜電磁環境是指在一定的空域、時域、頻域和功率域上，多種電磁信號同時存在，對用頻裝備運用和作戰行動產生一定影響的電磁環境。由此可知，復雜電磁環境是對某個實際場景中所含各種復雜電磁信號成分的泛稱。每一類型的電磁環境又由不同類型的電磁輻射源生成，并對不同的信息化裝備產生影響。對復雜電磁環境建模的前提是對一個場景中種類繁復、特性復雜的信號成分進行分類、分析，進而根據每種常規信號的表征和傳播媒質進行建模。最后將關注的各信號綜合，完成對實際電磁環境模擬構建。

概括來講，復雜電磁環境所含信號成分主要分為兩類：自然因素干擾信號和人為因素干擾信號，其中人為因素干擾信號包括了無意干擾信號和對抗干擾信號。自然因素干擾信號主要源于雷電和靜電，屬于實際環境中的非可控因素。用于半實物模擬測試的電磁環境構建主要注重于特性可控的人為因素干擾信號的模擬。由于對抗干擾信號對電子武器裝備的影響顯著，形式多樣、樣式復雜，成為復雜電磁環境模擬的關鍵內容。隨著電子戰裝備的快速發展升級，所用到的電磁信號主要呈現以下四個特點：1）信號樣式復雜多樣，種類多，分布密度大。數字矢量調制技術的發展，使一系列復雜調制樣式的實現成為現實。在戰區廣泛密集分布的各種新體制雷達裝備所使用的調制格式涵蓋了線性調頻、非線性調頻、相位編碼、頻率編碼、噪聲調頻、巴克碼調制等脈內調制格式，以及脈間頻率捷變、脈組頻率捷變、分時頻率分集、PRI參差/抖動/組變/滑變、脈沖寬度組變/組合等脈間調制格式。2）信號頻率覆蓋范圍大幅度拓寬。電子裝備所用電磁信號所占用頻段不斷變寬，從高頻信號覆蓋到微波毫米波信號。3）信號調制帶寬不斷加大。例如新式合成孔徑雷達的調制帶寬達到GHz量級。4）信號種類繁復，信號高度交疊。對于某些常規接收機在同一時間可能有百萬量級的信號同時出現，交疊嚴重。

復雜電磁環境的逼真模擬構建是半實物模擬測試的基礎，對裝備開展復雜電磁環境試驗、研究武器裝備的電磁兼容性、檢測其電磁環境適應能力提供了便利，有利于提高武器裝備對電磁環境的適應能力，具有重要的意義。

3、基于通用儀器的復雜電磁環境構建

目前，復雜電磁環境的構建可分為基于專用信號模擬器和基于通用信號發生儀器兩種方式，其中后者以其便捷、高效、功能豐富和高性價比等優勢被日益關注。

中電科儀器儀表公司研制的矢量信號發生器AV1443具有一流技術指標和顯著的性價比優勢，成為復雜電磁環境構建的主打產品。

AV1443具有250kHz～44GHz從低頻到毫米波段的寬頻段覆蓋，可以同時滿足各波段用頻裝備的電磁信號模擬需求。

AV1443具有高精度矢量調制性能，所產生的矢量調制信號，EVM（%RMS）：0.7%(典型值，載波1.8GHz，QPSK，碼元速率4MHz)，原點偏移-55dBc；EVM（%RMS）：0.8%(典型值，載波15GHz，QPSK，碼元速率4MHz)，原點偏移-57dBc；EVM（%RMS）：1.2%(典型值，載波38GHz，QPSK，碼元速率4MHz)，原點偏移-55dBc，可滿足雷達系統開發、衛星通信的測試需要。

AV1443具有高質量的寬帶矢量調制信號輸出，內部標配產生80MHz 調制帶寬，可用100MHz；外部200MHz調制帶寬，內部支持原點偏移、增益平衡及正角誤差調節，實現外部調制信號質量升級。滿足寬帶通信等領域信號的模擬需求。此外，外部調制帶寬達到2GHz，可實現外部儀器產生的GHz量級調制寬帶IQ信號的矢量調制，滿足寬帶雷達等領域的信號模擬需求。

AV1443具有豐富的通用矢量調制格式的實時產生功能。可在無限長時段產生包括PSK、FSK、QAM等21種調制格式的電磁信號。使各種復雜調制信號的產生變得簡潔便利。

AV1443內部標配1GSa存儲樣點內存，支持大數據長周期任意波形播放。同時內部集成任意波編輯與回放軟件，可實現序列定制、編輯及播放、自定義播放次序及重復次數、圖形化的標記編輯，操作靈活便捷。

AV1443支持mat、cap、dat、bin、csv、txt等文件格式的波形下載，無需使用外部工具轉換可直接播放這五種類型的任意波文件。各種常用仿真軟件或者常規信號采集設備獲取的數據文件均可直接下載播放。可滿足各種復雜電磁環境信號的模擬需求。

多臺AV1443可共時基組合產生相干多通道復雜調制信號。

復雜電磁環境構建與產生是目前我軍武器裝備發展的一個重要方向，AV1443矢量信號發生器作為我國自主研發的唯一一臺微波矢量信號發生器，儀器優良的指標和可靠的性能可為用戶的各種典型電磁環境的構建需求提供有力保障。