1．目的及意义

随着社会信息化进程的快速发展，空间电磁环境变得日益复杂，电磁空间的斗争空前加剧，对民用通信和军事活动产生着深刻的影响^[1]。

民用生活方面，随着城市无线电技术的飞速发展，电磁波传播理论已广泛应用到移动通信、广播电视、高压电力、城市交通等领域。基站天线、广播电视发射塔、高压输电线、轨道车辆受电弓等强辐射源产生的电磁辐射，使得城市建筑处于相对复杂的电磁环境中^[2]。因此，建筑内电磁环境是否超标，建筑内的电子设备仪器是否安全等问题日益受到关注^[3]。通过研究电磁波在不同建筑材料中的电磁传播特性，进而指导不同用途建筑物的电磁防护设计。比如，考虑到室内手机信号强度，居民建筑对电磁防护不做要求；为防止室内敏感仪器设备受到外部环境电磁干扰，计量测量室、医疗器械室等建筑物建议具有较高的电磁波衰减性能；一些处于市中心的政府军队敏感部门，为保证电磁信息安全，办公建筑需进行专门的墙体电磁加固设计，与外界电磁环境隔离^[4]。

战场中，作战单元之间通过无线电波进行通信，而这些都受到电磁环境的影响，因此对复杂电磁环境的掌控程度直接影响了作战的指挥控制效率^[5]。主要表现在三方面首先，数据传输的连续性受到影响。当敌方采用电子对抗技术千扰我方的电子通信设备时，正在传输的数据很有可能出现中断，导致通信的中断等一系列问题。另外，我方的电磁设备也会影响数据的传输。其次，会使传递的数据存在大量的误差。通常电磁环境的影响并不会使数据传输或者通信中断，但是往往会带来另一个严重的问题，即通信质量或者数据的正确性受到严重影响，导致信息的失真。另外，敌力会伪造信息以影响我方指挥官或者决策者的判断和决策，从而影响战争的走势。只后，使协同的效率受到影响。信息化作战要求参战方具有高协Ｎ性和实时性，以便指挥宫或决策者统一调度各种力量进行统一的部署。另一方面，信息集成设备的先进性影响部署的协同性，另一方面，信息的抗干扰性影响了整体的协同性^[6]。因此，进行电磁环境仿真十分必要。

随着战争信息化的发展，国外军事强国对战场复杂电磁环境的研究起步较，并且投入了大量的精力用于研究和开发复杂电磁环境仿真的信息系统。国外对复杂电磁环境的预测进行了大量的研究^[7]，实现了具有强大的显示功能的战场推演系统。其中具有强大显示功能的战场推演系统包括美国开发的SIMNET虚拟战场环境系统和分布式的NPSNET-V系统，以及英国开发的AVIARY系统，这些系统能够根据已知的电磁场分布数据进行虚拟战场的构建及显示，为战略部署提供指导，但它们并不具备电磁仿真的能力^[8]。

从公开检索的文献来看，目前几乎还没有完全研究复杂军事电磁环境的建模仿真问题的文章，只有少量关于某种武器装备周围局部电磁环境的研究成果，其研究方法不外乎两种：一种是基于现有的电磁仿真软件，设法将各种环境导入其中，但大部分却只能将若干种电磁辐射源简化为一种单一的模式，暂时没有发现地理环境的导入。第二种就是基于地理环境，如GIS系统，设法将电磁仿真数据加入其中，但这种软件无法在其中将算法实现，并没有仿真功能^[9]。

国内只有部分关于局部某种武器装备周围电磁环境的研究成果，研究方法主要有两种：一种是基于电磁仿真软件，设法将各种环境导入其中，而这其中大部分又只能将若干种电磁发射源以一种简化旳模式放进仿真软件，没有考虑地理环境的影响。第二种是基于地理环境，如系统，设法将仿真得到的数据加入其中进行显示，但这种软件自身并没有仿真功能，无法在其中实现各种算法或进行控制^[10]。综合来看，国内关于战场电磁环境仿真研究主要还是以理论研究为主，各项相关规范条例也在逐步完善，但尚没有开发出适应的软件及仿真平台。对电磁环境建模主要有两个方向：一个是对局部环境进行精细建模，主要是对于复杂结构如汽车、飞机的等，研究其电磁特性及可视化。另一个是特定的电磁波如何在复杂电磁环境中传播，这里的电磁环境是指不规则的地形、植被、大气等复杂自然环境，主要技术难点在于复杂环境本身的建模与合适的电磁传播模型的获得^[11]。

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2. 研究的基本内容与方案

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2.1基本内容：搜集整理国内外现有电磁计算方法的理论依据、优缺点及其适用范围。针对复杂电磁环境仿真，分析现有电磁计算软件的适用性，选择合适的电磁仿真软件，建立简单天线结构的仿真模型，计算其在自由空间中的电磁辐射场。