战场复杂电磁环境视景仿真研究
2 系统主要模块
2．1 虚拟场景仿真
虚拟场景仿真是战场电磁环境视景仿真系统的场景构成驱动和显示展现引擎，根据战场地理环境和辐射源的分布情况，以二维／三维的形式、生动形象地描述虚拟战场电磁环境，进行战场电磁环境的可视化。它是系统实现战场数字化虚拟的平台，是仿真系统的框架基础。虚拟场景仿真提供数字地图的加载、场景的渲染与显示、多维度虚拟空间的体系建立、电子兵力布置与电磁模型应用的空间容器等功能。
进行虚拟场景仿真，可以采用现有的视景仿真平台、场景渲染驱动、三维建模软件等成熟技术，并在此基础上进行系统开发。利用现有日趋完善的GIS(数字地理信息系统)技术，可以直接加载实际地图数据，使仿真更贴近实战条件。三维图形引擎可以完整解决虚拟战场的场景渲染和驱动，诸如PHIGS，OpenGl Performer，Java3D，OpenSG，Vege Prime和OSG等。电子兵力三维建模时，可以使用常用的软件，如3D Studio Max和MultiGen Creator等。上述技术应用广泛，解决方案众多，可以使开发的系统平台较轻松地接轨国际水平。
2．2 建立电磁模型
建立电磁模型是战场电磁环境视景仿真系统中计算与分析的解决方案。它提供给仿真软件与电磁传播相关的运算法则、计算方案和分析方法。建立电磁模型主要是建立电波传播模型和场景电磁属性模型。
在仿真中，要以电波传播物理特征属性为基础，建立电波传播模型，这是战场电磁环境仿真的重点。同时，如何使建立的电磁数字模型在虚拟的环境中合理高效的运行是仿真的难点。既要考虑电波传播的方式不同，如直射、绕射、多径反射；又要对电磁波的传播途径、自由空间损耗、多径反射计算、降雨衰减和天线极化衰减等问题进行分析建模；还需结合仿真中其他因素的物理电磁属性，如考虑数字地图中地形地貌的电波反射系数、气象影响因素等。
2．3 生成电子兵力
生成电子兵力是战场电磁环境视景仿真系统的虚拟成员生成驱动和数字描述方案，主要是对电子兵力的三维模型建立和进行属性描述与数字装订，其提供辐射源对象的电磁属性数字描述和三维显示模型。
如何在虚拟的数字地图中定义各种辐射源，是建立逼近真实的电子战仿真的重要工作之一。电子兵力是战场电磁环境仿真中的参与成员，如何在虚拟战场中定义这些角色，是电子兵力生成的主要任务。电子兵力的生成要根据实际战场中的电子辐射武器来进行分析考虑，除了对主要电磁属性，如发射功率、天线增益、工作频率、信号体制、天线方向图、天线极化方式等进行说明外，还需要对辐射源工作时间、天线俯仰角、电子设备的损耗等相关电波辐射参数进行考查。然后，对这些属性描述进行电子兵力数字装订。
2．4 综合计算分析
综合计算分析是战场电磁环境分析与综合视景仿真软件的人机交互管理和各个模块调用的融合与联接，其提供给仿真软件整体运行的驱动力，是仿真系统运行的“导演”。综合计算分析主要是进行项目的运行与管理、关联调用其他模块、电磁传播的计算与分析、结果报告的生成与显示。
3 仿真关键技术
3．1 电磁模型建立
电磁波在空间传播，由于不同的传播空间环境、不同的电波特性，具有不同的传播模式。战场中最简单的电磁环境模型是一个辐射源发射电波，在空间中某一场点接收辐射，考查此场点的场强，可以用来描述辐射源在此场点的辐射情况。所有纷乱复杂的战场电磁环境都是基于该简单模型叠加而成的。较为准确地计算辐射情况需要的参量很多，比如需要辐射源和接收源的地理位置信息，即要知道它们的空间关系，还要求得在空间中是否有多径反射点、雨雾干扰等因素，如果需要求得接收端的接收功率，还需要接收设备的电参量等与电波辐射相关的信息。计算方案公式如下所述。计算辐射场强E：
式中：E为辐射场强(单位为dBμV／m)；P为发射功率(单位为dBm)；d为距离(单位为km)。电波的反射系数R为反射波场强与入射波场强的比值(是一个复数)，表示为：
对于水平极化和垂直极化的反射系数Rh和Rv分别由如下公式计算：
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