电子技术应用系统 电子战:接轨时代制胜未来

小编 2024-11-26 电子应用 23 0

电子战:接轨时代制胜未来

来源:人民网-军事频道 原创稿

据《亚洲时报》报道,在第二次纳卡战争中,久姆里基地的“克拉苏哈”系统至少击落了9架土耳其的“贝拉克塔”无人机。若该电子战系统在战争初期投入战场,或许会扭转局势,这透露出电子战装备的强悍威力。

随着科技的飞速发展,信息技术进一步渗透战场,各国更加重视信息化战争的对抗。在现代化战争的背景下,建立以信息收集为基础,以信息压制为核心的电子对抗作战体制,成为各个军事大国面向实战、面向未来的战略追求。

谋求电子作战平台“双化”转型升级

21世纪,电子信息技术设备已广泛渗透到电子战装备和电子对抗的各个环节,无论是侦察,监视还是预警,无论是情报处理还是作战决策,都离不开电子信息技术设备。未来战争中电磁频谱控制权的斗争将会更加激烈,战场上的电磁环境也会更加复杂,以往那种相互独立,功能单一的电子战装备已远远不能适应作战需要,一体化和通用化成为当前电子战装备发展的重点。

一体化是指将功能相近,相互关联的数个设备组合成一个系统,从而简化系统,实现信息交互,提高电子战装备的信息综合能力和快速反应能力,以有效应对多种威胁,并持续跟进战场态势,把握战机。进一步将地基、空基、天基电子战系统整合构建为规模庞大、效能强劲、体系完备的综合性电子战系统,保证指挥系统的核心化,压缩通信、指挥、控制的运转周期,全方位感知战场。通用化则是指电子对抗系统的设备采用标准化的模块结构,通过组建多种作战平台通用的弹性系统骨架,使不同的系统、设备之间尽可能拥有相同的电子模块,相互之间可以通用,根据战斗需要快速组装成功能各异的电子战装备。这样就避免了设备的重复研制,降低了成本造价,同时减少了设备,器件的种类,简化了系统的后勤保障和技术维护,并最终有效地提高电子对抗系统的反应速度和作战效能。

美国陆军作战能力发展司令部陆军研究实验室启动了数个对未来士兵能力至关重要的研究项目,其中“多域作战中的电子战基础研究”项目将电子战能力视为大规模作战和多域作战取得成功的必要条件,而该项目旨在进行基础研究和应用研究,以推动陆军使用电子战的方式发生革命性变化,从单一作战平台转变为攻防兼备的一体化多功能电子对抗系统,实现美陆军在争夺电磁频谱控制权中的战术优势。

依托人工智能发展认知电子战技术

随着现代战场电磁环境越来越复杂,电子战领域对自适应、自动化、智能化要求越来越高。传统的电子战技术在信息化战争中难以确保信息的即时性,在把握战机、预判敌情方面显得力有不逮。作为最具发展潜力的新兴电子战领域之一,认知电子战提供了解决问题的新思路。

认知电子战是一种在软件无线电技术基础上实现的智能化、网络化、多功能电子战理念,除了可以对抗传统电子信息系统以外,还可以对抗新兴的认知电子信息系统。从技术层面上看,其核心主要在于无线电技术、机器学习技术、行为建模技术等。近年来,人工智能蓬勃发展,认知电子战技术具备了得天独厚的研发条件。

通过吸纳转化认知科学的成果,认知电子战技术在传统的系统中增加了目标认知、智能决策、自主学习等功能,实现电子战智能化。其作战过程首先从原始传感器的大量数据中提取有关目标电磁信号的信息,随即实时地制定出电子战攻击的最优方案,完成打击后对本次攻击效能进行评估,再根据评估结果调整下一次的攻击策略。理论上讲,在强大的硬件支持下,认知电子战系统可通过重复的学习过程掌握对各种目标的最优战法。

认知电子战技术应用前景广阔,既有助于传统电子战系统的转型升级和适应性发展,还对探索信息化战争中的新式电子对抗策略有指导性作用。依托人工智能技术,认知电子战有望解决复杂电磁环境中精准把握战场态势的难题,同时,能够有效克制敌方投入的智能化武器系统。可以预见,随着现代化武器智能程度的不断提高,具备实时动态学习能力的认知电子战技术将成为电子对抗发展的必然趋势和最优选择。

推动电子对抗与赛博空间深度融合

赛博空间的概念最初提出时,该作战主要指计算机网络上的博弈。但随着无线电和光学技术的不断发展,网络空间与电磁空间趋于融合,电磁频谱成为赛博空间的重要组成。因此,赛博空间逐渐从完全虚拟形态转变为半虚拟、半物理形态。

在现代战争中,赛博空间是信息化战争的一个新领域,已被美军列为与陆、海、空、天同等重要并需保持绝对性优势的五大领域之一。作为独立于陆、海、空、天战场的第五维空间领域,赛博空间具有不稳定性、无界性、隐蔽性、动能性、物理真实性和信息流的高速性。电磁频谱与无线网络的交融,使电磁空间与网络空间的界限变得模糊。战场网络攻防必须借助电磁领域中的接收、处理和发射技术来实现交互,而电子对抗的延伸又必定落在网络攻防上。因此,电子对抗已成为支撑赛博空间作战的有力手段。

一般来讲,战场赛博空间是一个近乎封闭的网络体系,它不与因特网相连,无法对其实施直接的网络或电磁攻击。但战场作战网络的构造需要无线接入端口和链路,以及开放式传感器。通过电子战技术,攻击方能够以电磁波的形式从无线接入端口等节点,突破相对封闭的战场赛博空间,实现信息夺取、电子干扰、网络致痪。在俄乌冲突时,俄罗斯以赛博空间为主战场,凭借电子对抗手段,在电磁上切断乌方通信,瘫痪指挥系统;在网络上攻击敌方网站,制造恐慌,再配合部队的正面进攻,达到快速制胜的目的。

为实现电子对抗与赛博空间的深度融合,可将技术先进、效能强悍的电子战武器投入到赛博作战中,如电子干扰机、超宽带雷达等。同时,最前沿的反辐射打击、多维全域电子侦察、低旁瓣天线等电子对抗技术也能够支撑赛博空间的全面发展。通过电磁频谱侵入敌方战场赛博空间的作战方式,电子对抗装备与技术始终是其关键手段。(杨扬、马建光、张兆鑫)

「论文优选」感知世界的无线传感器网络(WSN)——《电子技术应用》优秀论文集锦

人类如今处于信息时代,作为信息获取最重要和最基本的技术——传感器技术,也得到了极大的发展。

传感器网络的发展历程分为以下三个阶段:传感器→无线传感器→无线传感器网络。

第一阶段可以追溯至越战时期使用的传统的传感器系统,实际上是由震动和声响传感器组成的系统。

第二阶段从二十世纪80年代至90年代,主要是美军研制的分布式传感器网络系统、海军协同交战能力系统、远程战场传感器系统等。这种现代微型化的传感器具备感知能力、计算能力和通信能力。

第三阶段从21世纪开始至今,特点是网络传输自组织、节点设计低功耗,用于军事领域外的更多场景。

无线传感器网络(Wireless Sensor Networks, WSN)是由部署在监测区域内大量微型传感器节点组成,通过无线通信方式形成的一个多跳的自组织的网络系统, 其目的是协作地感知、采集和处理网络覆盖区域中感知对象的信息,并发送给观察者。传感器、感知对象和观察者 构成了传感器网络的三个要素。

WSN是一种分布式传感网络 ,它的末梢是可以感知和检查外部世界的传感器。WSN中的传感器通过无线方式通信,因此网络设置灵活,设备位置可以随时更改,还可以跟互联网进行有线或无线方式的连接。

如今物联网发展快速,无线传感器网络技术是实现物联网广泛应用的重要底层网络技术,可以作为移动通信网络、有线接入网络的神经末梢网络,进一步延伸网络的覆盖。

《电子技术应用》近年来刊登了一系列与无线传感器网络(WSN)相关的文章,包括一些出色的网络设计应用和定位算法,小编整理于此。欢迎大家推广引用!

1.WSN中一种基于RSSI的移动节点改进定位算法

摘要: 移动无线传感器网络的节点定位算法中,基于RSSI的MCL定位算法利用接收信号强度的对数正态模型对定位的预测和滤波过程进行了改进,改善了定位性能,但是仍存在计算量较大、功耗较大等不足。因为物体的运动状态不会发生突变,因而可以利用前几个时刻的轨迹,预测当前时刻的运动参数。采用Hermite插值法,对当前时刻的运动轨迹作了很好的预测。仿真结果表明,该算法与传统的算法相比,减小了采样范围,提高了采样准确率,从而提高定位精度,降低功耗。

中文引用格式: 黄海辉,李龙连.WSN中一种基于RSSI的移动节点改进定位算法[J].电子技术应用,2015,41(1):86-89.

英文引用格式: Huang Haihui,Li Longlian.An improved localization algorithm based on RSSI in WSN[J].Application of Electronic Technique,2015,41(1):86-89.

2.基于多功率移动锚节点WSN智能定位算法

摘要: 为了降低定位成本及提高定位精度,提出了一种使用单个锚节点移动进行未知节点坐标计算的SAPSO-SMPMA算法。该算法采用单个移动锚节点游历定位区域,并通过功率控制发射不同功率的信标信号,未知节点利用收到的不同位置锚节点信息结合自适应权重粒子群算法计算节点坐标。考虑到实际应用时锚节点可能带有误差,故加入了锚节点矢量误差分析。仿真表明,本算法在充分考虑锚节点自身误差及大幅降低定位成本的情况下,定位精度仍然较高,是一种实用的定位算法。

中文引用格式: 杜杨洋,毛永毅.基于多功率移动锚节点WSN智能定位算法[J].电子技术应用,2015,41(6):88-90.

英文引用格式: Du Yangyang,Mao Yongyi.Intelligent algorithm for locating nodes in wireless sensor network based on the multi-power level mobile anchor node[J].Application of Electronic Technique,2015,41(6):88-90.

3.基于最大似然估计与朴素贝叶斯的WSN故障检测

摘要: WSN中的故障节点导致网络的数据传递延迟与能耗增加,同时可引起网络拥塞等问题,对此提出一种基于最大似然估计与朴素贝叶斯分析器的WSN故障节点诊断与定位算法。首先,从数据包的协议部分提取大量特征作为训练数据集,从中估算边际概率并建立朴素贝叶斯分类器,使用最大似然估计估算条件概率。检测阶段则通过判断传输延迟是否满足阈值条件来决定可疑节点,然后使用朴素贝叶斯分类器检测故障节点,最终将节点成功进行分类。

中文引用格式: 敬明旻,肖莉,杨传书. 基于最大似然估计与朴素贝叶斯的WSN故障检测[J].电子技术应用,2015,41(7):114-117.

英文引用格式: Jing Mingmin,Xiao Li,Yang Chuanshu. Maximum likelihood estimation and Naive Bayes classifier based fault detection in WSN[J].Application of Electronic Technique,2015,41(7):114-117.

4.基于Contiki和有源RFID的设备管理系统的实现

摘要: 系统基于Contiki实现了一种有源RFID阅读器节点,同时实现了一种边缘路由器,通过边缘路由器与阅读器节点可以组成无线传感器网络。用户通过网络控制阅读器节点收集和管理RFID标签,实现对设备的管理。本系统保持了无线传感器网络部署范围广的优点,通过融合有源RFID技术减小了网络的复杂性并降低了系统功耗。该系统工作稳定,适用于在较大范围内对设备进行管理。

中文引用格式: 董坤,陈波,赵中全. 基于Contiki和有源RFID的设备管理系统的实现[J].电子技术应用,2016,42(3):57-60.

英文引用格式: Dong Kun,Chen Bo,Zhao Zhongquan. Implementation of equipment management system based on Contiki OS and active RFID[J].Application of Electronic Technique,2016,42(3):57-60.

5.KW01-ZigBee无线传感网应用开发平台的研制

摘要: 为解决无线传感网应用开发难度大、周期长等问题,通过深入分析其产生原因和无线传感网应用开发技术的现状,按照软件工程思想和构件设计的基本理论,提出了四层架构的开发平台模型。据此研制了一种架构清晰、对外接口丰富、硬软件构件完备的基于KW01-ZigBee的无线传感网应用开发平台,从开发板及硬软件构件设计、工程框架设计等方面详细论述了整个研制工程。利用开发平台开发的实例工程及运行测试证明了研制的平台正确实用且易于使用,可以降低开发技术难度,提高开发效率。

中文引用格式: 蔡伯峰,蔡伟达,王宜怀. KW01-ZigBee无线传感网应用开发平台的研制[J].电子技术应用,2017,43(3):55-58.

英文引用格式: Cai Bofeng,Cai Weida,Wang Yihuai. Design of KW01-ZigBee wireless sensor network application development platform[J].Application of Electronic Technique,2017,43(3):55-58.

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