T/ZASDI 0002-2025 用频系统电磁环境适应性响应等效测评

以下是对《用频系统电磁环境适应性响应等效测评规范》（T/ZASDI 0002-2025）主要内容的详细总结：

​​一、标准概述​​

1. ​​目的​​
   规范电子信息系统（雷达、通信、导航等）在复杂电磁环境下的适应性测试流程，通过“响应等效”方法降低环境模拟难度，实现高效、低成本的电磁环境适应性评估。
2. ​​适用范围​​
   适用于电子信息系统的电磁环境适应性试验，包括功能电磁环境、背景电磁环境及综合电磁环境下的性能测试，相关试验可参照执行。
3. ​​核心思想​​
   提出“响应等效”概念：通过测量天线端口对电磁环境的响应特性（时/频/能量变化），结合天线模型，实现电磁环境的内场降维等效重构，避免直接模拟高维复杂电磁环境。

​​二、关键术语定义​​

1. ​​电磁环境​​
   • ​​功能电磁环境​​：系统正常工作所需的电磁信号（如通信/雷达信号）。
   • ​​背景电磁环境​​：己方/友方设备、民用设备及自然杂波（地/海/气象杂波）产生的干扰信号。
2. ​​电磁环境适应性​​
   系统在综合电磁环境下保持有效功能性能的能力。
3. ​​响应等效​​
   以天线端口响应（低维函数）为桥梁，通过空间映射（主瓣/旁瓣）、频带映射（带内/带外）、距离映射，等效重构外部电磁环境。

​​三、试验对象​​

• ​​主要系统​​：雷达、通信、导航、侦察等依赖电磁信号交互的用频设备。
• ​​核心要求​​：系统性能需对电磁环境敏感。

​​四、试验内容与流程​​

​​5.1 试验类别​​

1. ​​天线方向特性试验​​
   • ​​内容​​：暗室远场测试天线方向图、增益、波瓣宽度、极化特性（覆盖带内/带外频点）。
   • ​​目的​​：获取天线空间响应基础数据。
2. ​​抗干扰接收频带选择试验​​
   • ​​方法​​：通过主瓣辐照窄带瞄准干扰信号，调节功率至系统敏感阈值，绘制带内/带外频带选择特性曲线。
3. ​​基本性能试验​​
   • ​​内容​​：功能电磁环境下的系统基础性能测试（如通信速率、雷达探测距离）。
4. ​​系统间电磁兼容性试验​​
   • ​​方法​​：模拟多系统协同场景（如编队部署），验证互扰程度。
5. ​​电磁环境效应试验​​
   • ​​依据​​：参照GJB 151B、GJB 1389B等标准，测试背景电磁干扰下的性能变化。
6. ​​综合电磁环境试验​​
   • ​​目的​​：构建“功能+背景”复合环境，考核系统性能边界（摸边探底）。

​​5.2 基本要求​​

• ​​流程​​：试验设计→准备与实施→评估→问题整改。
• ​​关键原则​​：
  • 明确场景及电磁环境要求（试验大纲中量化信号功率、频谱、样式等参数）。
  • 结合模型机理与统计方法识别敏感因素。
  • 允许裁剪试验科目（需说明理由）。
  • 无标准时需定制方法并经专家评审。

​​5.3 试验设计​​

1. ​​需求分析​​：分解系统用途与典型场景。
2. ​​电磁环境建模​​：量化环境参数（电平、频谱、信号样式、脉冲密度等）。
3. ​​项目设计​​：统筹指标、成本、风险，选择外场/内场手段。
4. ​​因素设计​​：采用序贯/正交法确定敏感因素组合及样本量。
5. ​​等效构建​​：基于附录A方法剪裁电磁环境。

​​5.4 试验实施​​

1. ​​电磁环境构建​​：
   • ​​方法​​：基于天线端口响应特性（空间/频带映射），通过公式（A.16）计算等效辐射功率（详见附录A）。
   • ​​流程​​：简单→复杂环境逐步构建，实时监测环境参数。
2. ​​测试执行​​：
   • ​​形式​​：内场仿真、半实物、外场或其组合。
   • ​​数据采集​​：记录电磁环境数据及系统性能数据。
3. ​​数据管理​​：确保问题可追溯，支撑分析与改进。

​​5.5 试验评估​​

1. ​​目的​​：
   • 确定系统适应性边界；
   • 评估想定场景下的任务完成能力；
   • 提出改进建议与运用策略。
2. ​​流程​​：
   • ​​制定方案​​：明确评估内容/方法/阈值（参照GJB 151B等）。
   • ​​数据获取​​：采集单/多因素试验数据。
   • ​​综合评估​​：利用端口响应模型量化适应性。
3. ​​方法​​：
   • 基于边界测试结果，通过空间/频带映射模型，分析任务剖面下的响应状态，综合评估适应性。

​​五、附录A：电磁环境等效构建方法（核心创新）​​

​​A.1 等效构建思路​​

• ​​核心问题​​：直接模拟动态电磁环境成本高、难度大。
• ​​解决方案​​：利用天线端口响应与电磁环境的强相关性，通过互易定理建立等效关系（公式A.6）：
  V_{/text{open}}(/theta,/varphi,/psi) /propto /vec{G}(/theta,/varphi) /cdot /vec{E}^{/text{inc}}
  其中 V_{/text{open}} 为端口开路电压， /vec{G} 为天线方向图， /vec{E}^{/text{inc}} 为入射场。

​​A.2–A.4 关键模型​​

1. ​​电磁环境/天线耦合模型​​
   • ​​Friis公式​​：计算接收功率 P_r（公式A.11），关联辐射源功率、天线增益、距离、波长。
2. ​​响应等效模型​​
   • ​​空间映射因子 /Omega_1​​：等效不同方向/距离的耦合（公式A.13）：
     /Omega_1 = /frac{G_{/text{旁瓣}} /cdot r_2^2}{G_{/text{主瓣}} /cdot r_1^2}
   • ​​频带映射因子 /Omega_2​​：将带外信号等效至带内（公式A.14）：
     /Omega_2 = /frac{A_{/text{带外}}}{A_{/text{带内}}}
     （A 为敏感响应幅度）
3. ​​等效构建公式​​
   • 内场辐射功率 P_{/text{rad}} 计算公式（A.16）：
     P_{/text{rad}} = /frac{/left( /sum /text{实际环境参数} /cdot /Omega_1 /cdot /Omega_2 /right) /cdot R_s^2}{G_{/text{rad}} /cdot G_R /cdot /lambda^2}
     ​​意义​​：通过调节 P_{/text{rad}} 和试验距离 R_s，实现复杂环境的单路信号等效。

​​六、标准价值​​

• ​​技术突破​​：以“响应等效”替代物理模拟，显著降低试验成本。
• ​​工程价值​​：提供标准化流程，确保复杂电磁环境下系统性能的可比性评估。
• ​​军事应用​​：为雷达、通信等装备在强对抗环境下的适应性设计提供依据。

此规范由北京航空航天大学、中国航空工业集团等20余家单位联合起草，涵盖理论、方法、实施全链条，是电子信息系统电磁适应性测试的权威指导文件。