电磁频谱管理与检测
电磁频谱管理与检测
频谱是一种无形的战斗力，并且是可与火力机 械动力相提并论的新型战斗力； 战时频率资源如同弹药、油料一样重要，是作 战的必需物资基础。
21世纪将是频谱战的时代！！！
7.管理机构 国际电信联盟（成立于1865年）
(International Telecommunication Union ，ITU) 联合国设立专门机构，总部 日内瓦，有192个成员国。
研制之初，忽视了舰载雷达警戒系统与舰载卫星通
信系统的电磁兼容性，致使两个系统同时工作时相
互干扰，无法发现目标（来袭导弹）而丧失作战时
机
沉没。
二战后丘吉尔总结说 ：“没有这种战场魔法，我 们就会失败 、失败、直至死亡。”
案例4：美越战争（1961年~1975年）
美国空军在越南战争期间损失惨重，被击落飞
频带名称
至低频（TLF） 至低频（TLF） 极低频（ELF） 超低频（SLF） 特低频（ULF） 甚低频（VLF） 低频（LF） 中频（MF） 高频（HF）
频率范围
0.03～0.3Hz 0.3～3Hz 3～30Hz 30～300Hz 300～3000Hz 3～30kHz 30～300kHz 300～3000kHz 3～30MHz
攻占旅顺后，举行宴会的日军将领
日本与俄国在中国开始的一场战争
日、俄双方在朴茨茅斯签订和约
案例2：1942年日美中途岛之战
日军对电磁频谱管 理控制不力，作战计划 以及“AF” 密电被美军截 获破译，并发出信息， 日军中套，丧失作战主动权惨败，4艘航空母舰被击沉 ，海军航空兵部队主力全部被歼。
案例3：1982年英阿马岛海战
队信息化建设的高速发展，它已成为未来战场上影
响战争胜负的一个重要砝码。
小议电磁频谱资源管理
小议电磁频谱资源管理作者：王晓汪洋来源：《科学与技术》 2019年第4期■王晓1 汪洋2摘要：电磁频谱是信息化战争的重要战略资源，随着信息技术的飞速发展和广泛应用，电磁频谱的战略价值和基础作用日益突显。
信息化战场上，越来越多的电子信息作战装备应用于战场，各种电磁干扰及电磁设施的影响，使得战场电磁环境极其复杂。
由于可用频谱资源十分有限，目前在400GHz以下，能否高效地实施频谱管理，是决定信息优势的获取乃至战争胜败。
关键词：频谱管理；电磁环境；资源；战争引言：在信息化军队建设背景下，未来信息化作战将有大量先进的战斗机、驱逐舰、弹道导弹、航空母舰等武器装备编入现役，这些先进的装备多以大平台上承载多系统的模式存在，每个作战平台上都装载有成百上千的用频装备。
因此对频谱的依赖性越来越强，电磁频谱在战场上的作用更加举足轻重。
无线电通信装备和电子设备的不断增加，对频率的需求迅速增长，频率资源越来越紧张，必须对电磁频谱采取有效管理，否则将导致可用频率的严重匮乏。
一、电磁频谱管理现状电磁频谱管理，指的是对电磁频谱资源进行合理的而又科学划分以及资源管理，并且适当的进行指配和分配，保证其得到更为高效率以及高性能的效能最大化。
军事电磁频谱管理，是一种特定的军事行动，是指军事领导机关的电磁频谱管理部门运用法律、行政、技术和经济等手段，对军事领域的电磁频谱业务实施统一的规划和控制。
管理的最终目的是保障科学、合理有效地利用电磁频谱资源，最大限度地保障国防建设和军事斗争的需求。
为了保证在新时代的信息化作战中能够得到更多的频谱优势，我国现今已经大力发展电磁频谱管理相关体系的构建和完善，将电磁频谱管理方法进一步的健全和完善，与此同时，深化内部军事理论方案的改革，进一步的加深电磁频谱管理的力度，将大部分的研究注意力放在军事电磁频谱管理方面已经形成了一个定式。
[1]电磁频谱一种特殊的自然资源，其特殊性主要表现在：一是频谱资源有限。
频谱包括红外线、可见光、X射线；但作为电磁频谱通信所使用的频谱资源，国际电联将3000GHz以下的电磁频谱称之为无线电磁波的频谱。
基于认知的电磁频谱感知与管理技术研究
基于认知的电磁频谱感知与管理技术研究摘要：本文介绍了基于认知的复杂电磁频谱感知与管理的基本概念与特点，详细分析了基于认知的频谱感知与管理技术的基本原理与过程，并与传统频谱管理进行对比，得出基于认知的无线电技术在频谱管理中的优点，最后对复杂电磁环境频谱感知与管理的关键技术进行了研究。
关键词：认知无线电；频谱管理；感知及管理；Research of the spectrum apperceiving and management techniques of cognitive radio techniqueDong Jiang(Southwest China Institute of Electronic Technology, Chengdu 610036, China）Abstract: This paper introduced the basic concepts and characteristics of electromagnetic spectrum apperceiving and management techniques, which are based on cognitive radio techniques. The theory and process of the spectrum apperceiving and management techniques are detailed analyzed, which have exhibited great advantages as compared with the traditional spectrum management. The key techniques of spectrum apperceiving and management techniques in complex environment are also studied.Key words: Cognitive Radio, frequency management, Sense and management;引言随着无线电技术的飞速发展和广泛应用，使得频谱资源与需求间的矛盾越来越突出。
复杂电磁环境下基地训练电磁频谱管控
随着新技术的不断涌现，各种无 线通信设备和电子战系统广泛运 用，使得电磁频谱更加拥挤，频 谱管控难度加大。
目的和意义
基地训练中，电磁频谱的有效管控是 保障训练顺利进行和提高训练效果的 重要前提。
通过对复杂电磁环境下基地训练电磁 频谱管控的研究，可以提升我军在复 杂电磁环境下的作战能力和训练水平 ，为实战化训练提供有力支撑。
06
未来展望与研究方向
未来发展方向
电磁频谱管控技术
随着电磁环境的日益复杂，电磁频谱管控技术将更加重要。未来需 要加强电磁频谱管控技术的研究，提高频谱利用效率和电磁兼容性 。
智能化管控
利用人工智能、大数据等技术，实现电磁频谱的智能化管控，提高 管控效率和准确性。
多领域协同
加强与其他领域的协同合作，如通信、雷达、导航等，实现多领域电 磁频谱的协同管控。
02
复杂电磁环境概述
电磁频谱的复杂性
1 2
频谱范围广泛
电磁频谱覆盖了从极低频到极高频的广泛频率范 围，每个频段都有不同的应用和特性。
频谱资源有限
有限的频谱资源需要满足各种通信、导航、雷达 等系统的需求，导致频谱拥挤和干扰问题。
3
频谱动态变化
电磁环境中的频谱使用情况是动态变化的，不同 时间、地点和场景下的频谱占用情况可能不同。
电磁干扰的影响
信息泄露
电磁干扰可能导致敏感信息的泄露，对国家安全 和军事行动造成威胁。
通信中断
电磁干扰可以干扰通信信号，导致通信中断或信 息丢失，影响基地内部的指挥和控制。
导航定位误差
电磁干扰可能影响导航定位系统的精度，导致训 练过程中的位置误差和指挥失误。
电磁环境对基地训练的影响
01
02
电磁频谱智能化管理浅析
电磁频谱智能化管理浅析电磁频谱管理的智能化，就是针对电磁频谱管理中涉及到的政策制定、频谱共用、频率自动选择、频谱参数审核、环境监测、设备检测、频管数据存储与信息处理、通信、用频设备的控制等方面，应用智慧地球、感知中国的理念和新技术，提高电磁频谱管理的智能化水平。
新技术在电磁频谱管理中的应用，主要体现在以下五个方面。
1.加强电磁频谱管理政策的研究当前电磁频谱应用新技术的快速发展，极大地超过了政策制定者做出反应的能力，随着智慧地球的深入推进，电磁频谱的有效管理将是智慧地球能否实现和完善的“瓶颈技术”。
当前国家各类用频系统的频谱使用仍处于静态规划和初步动态协调的阶段，且主要通过文电进行人工频率调整和协同，难以适应动态计划对频谱使用的需求。
由此可见，实施动态频谱管理政策势在必行，今后我们可以加强研究“政策捷变（policy-agile）”，依靠一种动态变化的政策来约束行为的频谱管理方法。
在这种管理方法中，对无线电设备来讲，约束行为的政策是随时间和位置的变化而动态变化的；政策不再固定嵌入到无线电设备中，而是可以在机动过程中加载；无线电设备需要在动态变化的频谱管理政策约束下，根据所处的频谱环境改变频谱接入策略。
2.认知无线电的应用FCC在2003年12月发布的一则通告中，对认知无线电做了如下定义：认知无线电是一种能够根据与他的操作环境进行交互而改变传输参数的无线电。
从这个定义可知，智慧的认知无线电应该具有三个主要特点：认知能力、重配置能力和学习能力。
其体系结构称为认知环（OOPDAL），主要包含七个主要步骤：感知、感知信息判断（分析）、生成计划、推理决策、计划执行、反馈学习和知识共享。
目前对认知无线电的研究主要集中在认知无线电系统中的合作及跨层设计技术、空间型号检测和分析及Qos保证机制等，研究的广度和深度都很不够。
今后可以在干扰湿度模型的构建、基于Qos的频谱决策技术、动态频谱接入技术、（非）合作式频谱共享技术、网间频谱共享技术、认知无线电路由协议设计、无线电指示表述和认知无线电网络安全问题等方面进行深入的研究。
电磁频谱管理【浅谈电磁频谱管理】
电磁频谱管理【浅谈电磁频谱管理】未来高条件下的战争是多维一体的、立体的信息化战争,敌我双方将在指挥控制、情报侦察、无线通信、雷达导航、精确制导、遥测遥控等领域中使用大量的电子装备,因此对频谱的依赖性越来越强,电磁频谱在战场上的作用更加举足轻重。
无线电通信装备和电子设备的不断增加,对频率的需求迅速增长,频率资源越来越紧张,必须对电磁频谱采取有效管理,否则将导致可用频率的严重匮乏。
1 电磁频谱管理的重要性1.1 保障通信系统总体性能的发挥电磁频谱是有限的自然和军事资源,更是不可或缺的战略资源,是战场信息的主要载体。
特别是短波频谱资源因其具有不易“摧毁”的“中继系统”――电离层而具有很高的军事价值。
最有效地使用有限的频谱资源是频谱管理的重要内容之一,没有频谱管理,就谈不上对有限频谱资源的合理有效使用。
在战时如果缺乏强有力的频谱管理,就不可能保证诸多类型的通信系统总体性能的发挥和提高。
1.2 确保电子设备系统可靠有序工作未来高技术条件下的战争是多维一体的、立体的、信息化战争,战争成败的关键在于取得对信息资源的控制权,形成压倒对手的信息优势,同时将信息优势转化为战术优势,提高部队战斗力和生存能力。
战场电磁环境异常复杂,电磁信号将非常密集。
军用无线电设备一般发射功率大,接收灵敏度高,如果频谱管理不当,容易产生相互干扰。
连同敌方电磁辐射源再加上周围环境噪声和电气干扰,战场电磁环境十分拥挤。
战争中,指挥控制系统、情报侦察系统、通信系统、电子战系统等电子设备在战场上的广泛应用,使信息的获取、控制和利用都将与争夺电磁频谱的使用和控制紧密相关,频谱管理的能力就成为指控系统稳定运行的关键,直接影响到作战的成败。
1.3 是取得战场制电磁频谱权的前提取得制电磁频谱权是开展信息战的前提,是取得现代战争胜利的关键。
在电磁频谱权争夺中,战场频谱管理将发挥重要的作用。
主要表现在:一是通过对电磁频谱的变化情况进行监测分析,及时调整我方各层次通信、指挥和控制系统的使用频率,保证通信指挥顺畅。
电磁波频谱管理技术
频谱监测技术的分类
1.按照监测方式的不同，频谱监测技术可分为被动监测和主动 监测两种。被动监测是指通过接收和处理无线电信号来获取频 谱信息，而主动监测则是指通过发射无线电信号并接收回波信 号来获取频谱信息。 2.按照监测对象的不同，频谱监测技术可分为固定监测和移动 监测两种。固定监测是指通过固定的监测站或监测设备对周围 的电磁波频谱进行监测，而移动监测则是指通过移动式的监测 设备对行进路径上的电磁波频谱进行监测。
▪ 频谱池技术
1.频谱池技术是一种将多个用户的频谱资源集中管理，实现共 享使用的技术。 2.该技术能够降低用户的频谱使用成本，提高整体利用效率。 3.频谱池技术需要解决用户间的干扰协调和管理机制等问题。
频谱资源共享技术
▪ 频谱资源共享技术的应用前景
1.随着无线通信技术的不断发展和应用场景的不断丰富，频谱资源共享技术的应用前景越来越 广阔。 2.未来，该技术将与5G、物联网、边缘计算等新兴技术相结合，为智能通信和智慧城市建设 等领域提供更多的支持和保障。
频谱规划与分配技术
频谱规划与分配技术
▪ 频谱规划与分配技术概述
1.频谱资源是有限的，需要进行科学合理的规划与分配，以满 足不同业务需求。 2.频谱规划与分配技术需要遵循公平、公正、透明、灵活的原 则，促进频谱资源的高效利用。
▪ 频谱规划与分配技术的发展趋势
1.随着移动通信、物联网、车联网等技术的快速发展，频谱规 划与分配技术将更加注重灵活性和动态性。 2.未来频谱规划与分配技术将更加注重智能化和自主化，通过 人工智能等技术提高频谱资源利用效率。
电磁波频谱管理技术
干扰协调与管理技术
干扰协调与管理技术
▪ 干扰协调与管理技术的概述
1.干扰协调与管理技术是电磁波频谱管理技术的重要组成部分，主要用于确保不同 无线电设备之间的正常工作，避免相互干扰。 2.该技术主要通过规划、控制、协调和监测无线电设备的频谱使用，以确保无线电 设备在不影响其他设备正常工作的前提下，能够充分利用频谱资源。
浅析电磁频谱管理
浅析电磁频谱管理作者：李学李保宁来源：《世界家苑·学术》2018年第10期摘要：当随着科学技术的不断发展，电磁技术的不断突破，现代战争从形态到策略都发生了本质的改变，信息技术以及电磁技术在现代战争中有着广泛的应用空间。
决定战争结果的因素向着复杂化多元化发展。
以信息技术、电子技术作为核心的通讯手段已经成为提升军队综合作战能力的关键。
课题研究由此出发，通过对现阶段我军使用的电磁频谱技术进行研究和分析，寻找其存在的问题和弊端，并提出相关的解决策略。
关键词：战争；电磁频谱；研究；管理引言电子频谱技术是军事设备信息化的核心技术，通过电子频谱技术可以让海军作战集团、陆军作战集团、空军作战集团等不同领域的作战集团具有协同作战的能力，形成海陆空全空间领域的综合作战集团。
为了保障电子频谱技术在各方的顺利应用，对电磁频谱的管理显得尤为重要，逐渐成为业内的重要的学术研究话题之一。
1.电磁频谱的管理现状电子频谱管理工作的主要目的是根据战争需要以及各单位作战特点，对电磁频谱资源进行最优化分配。
以求最大限度提升电磁频谱在军队中的作用和发挥，提高电磁频谱技术价值。
确保在相同电磁频谱资源下，不对可以再作战中获得最大优势。
我国虽是军事大国，在军事科研领域位居世界前沿，但在电磁频谱的管理研究上起步较晚，截止到目前，仍旧缺乏成熟完善的管理体制。
虽然我国军事管理部门近年来逐步加快对了电磁频谱管理技术以及方法的研究力度，并提高了对相关专业人才的培训力度和范围，但相对西方军事大国还是存在较多不足与弊端。
我国军队电子频谱设备整体较为落后，管理和技术人员的数量较少无法满足我国军队对电磁频谱技术人员的实际数量需求，也缺乏完善的人才储备系统，在短期内无法达到国际领先水平，但我国军事管理以及科研部门，已经认识到自身在电子频谱方面存在的不足与弊端，并有针对性的加强了对管理体制的构建研究，在近年内也取得了相应的成果。
并逐步更细频谱设备，加大了技术型人才的培养和扶持力度，相信在不远的未来，我国军队在电磁频谱的管理上位列世界前沿。
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被击中的“谢
阿根廷“超军旗”攻击
被击沉的英军42型“考文垂”号驱逐舰 被击沉的英军21型“热心”号护卫舰
灭顶之灾的教训：
耗资1.5亿美金“谢菲尔德号导弹驱逐舰” 在 研制之初，忽视了舰载雷达警戒系统与舰载卫星通 信系统的电磁兼容性，致使两个系统同时工作时相 互干扰，无法发现目标（来袭导弹）而丧失作战时 机 沉没。
阿根廷海军航空母舰装备的天鹰
阿军海军3中队飞行员合影（5.24）
3架 “超级军旗”攻击机，在 46 公里处，攻击机组突然跃升 至150米，启动机载雷达，锁定 目标后，发射2枚“飞鱼”式反 舰导弹，导弹离水面仅2米高， 速率为1000km/h。
谢菲尔德级驱逐舰
被击中的“谢菲尔德”号
被击中的“谢菲尔德”号
美国动用了12类50多颗各种 军用和商用卫星构成战略侦察网 ，为多国部队提供了70％的战略 情报。
伊拉克军队在多国部队的电 磁干扰和精确制导武器打击下， 无线电通信中断、雷达迷盲、武 器装备性能难以正常发挥，使军 队失去有效指挥，处处被动挨打。
特点：信息化、空间化、远程化、精确化
案例6：福莱斯特级航空母舰事件（美国：CVA59，6万T级）
携带“百舌鸟”反辐射导弹 的F-105G战斗轰炸机
F-105G战斗轰炸机在越南上空加油
案例5：1990年海湾战争（1991年1月17日～2月28日）
海湾战争准备阶段，美 军国防部电磁兼容分析中心 向美军中央司令部提供了多 国部队的频率数据库、海湾 地区电磁环境资料，还抽调 专家与多国部队频谱管理组 织组成联合机构，对电磁频 谱实施有效管理，为多国部 队作战提供了可靠保证。
英军的谢菲尔德号导弹驱逐舰
1982年5月4日号称英国海军 最先进的“谢菲尔德号”导弹 驱逐舰，由于没有解决好卫星 通信系统和雷达系统的频率使 用问题，以至于两个系统不能 同时工作，战斗中，该舰与指 挥所进行卫星通信，雷达系统 关机，没能及时发现来袭的阿 根廷战机，最终被飞鱼导弹击 中，舰毁人亡。
发现“谢菲尔德号”阿军"海王星"侦察机 攻击英军的“超级军旗”攻击机 （2枚AM—39“飞鱼”导弹）
二战后丘吉尔总结说 ：“没有这种战场魔法，我 们就会失败 、失败、直至死亡。”
案例4：美越战争（1961年~1975年） 美国空军在越南战争期间损失惨重，被击落飞
机2500架，飞行员死亡5000多名。
AQM-34Q型147火蜂无人侦查机
在某次战役中，美军共发射了137枚“百舌鸟”导弹， 导致越军50%的防空导弹系统暂时失去了战斗力，发射和技 术保障阵地上约200枚防空导弹被美军摧毁。
1967年7月25日，上午11
时，受该舰雷达波干扰，一枚
“阻尼”空地火箭意外地从停
在舰艉飞行甲板末端的F-4飞
机机翼下点火，击中了一架A-
4攻击机的副油箱，导致一系
列爆炸。
死亡134人，64 人重伤
，27架飞机被毁，43架
F-4
A-4 严重受损。
三、电磁频谱管理 1.无线电波与频率划分（频率＜3000GHz电磁波）
二、电磁频谱实战案例
案例1：1904年2月8日日俄战争（地点：旅顺 ）
1904年日俄战争，俄罗斯 军舰上的报务员利用发射机成 功干扰了日军通信线路，结果 日本军舰不战而退——世界上 第一次使用电磁频谱作战就大显神奇的魔力。
沙皇尼古拉二世为俄军送行
攻占旅顺后，举行宴会的日军将领
日本与俄国在中国开始的一场战争
电磁频谱是一个充满神奇的无形世界。随着军 队信息化建设的高速发展，它已成为未来战场上影 响战争胜负的一个重要砝码。
当今世界，是信息大爆炸的时代，电磁频谱管 理则是信息高速公路上的“交通警察” 。
2.电磁频谱的划分
无线电波3000米～0.3毫米 红外线0.3毫米～0.75微米 可见光0.7微米～0.4微米 紫外线0.4微米～10毫微米 X射线10毫微米～0.1毫微米 γ射线0.1毫微米～0.001毫微米 高能射线小于0.001毫微米 传真(电视）用的波长是3～6米 雷达用的波长更短，3米到几毫米
Electromagnetic Spectrum Management and Monitoring
中国远望号
中国远程警戒雷达
一、电磁频谱的基本知识 1.定义：按电磁波波长(或频率)连续排列的电磁波族。
在军事上，电磁频谱既是传递信息的一种载体 ，又是侦察敌情的重要手段，已成为交战双方争夺 的制高点之一。
日、俄双方在朴茨茅斯签订和约
案例2：1942年日美中途岛之战
日军对电磁频谱管 理控制不力，作战计划 以及“AF” 密电被美军截 获破译，并发出信息， 日军中套，丧失作战主动权惨败，4艘航空母舰被击沉 ，海军航空兵部队主力全部被歼。
案例3：1982年英阿马岛海战
马岛战争是1982年4月到6月间，英国和阿根廷为争夺马 岛（马尔维纳斯群岛）主权而爆发的一场局部战争。
频率范围 0.03～0.3Hz 0.3～3Hz 3～30Hz 30～300Hz 300～3000Hz 3～30kHz 30～300kHz 300～3000kHz 3～30MHz 30～300MHz 300～3000MHz 3～30GHz 30～300GHz 300～3000GHz
波段名称 至长波或千兆米波 至长波或百兆米波 极长波 超长波 特长波 甚长波 长波 中波 短波 米波（超短波）
序号 -1 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12
频带名称 至低频（TLF） 至低频（TLF） 极低频（ELF） 超低频（SLF） 特低频（ULF） 甚低频（VLF） 低频（LF） 中频（MF） 高频（HF） 甚高频（VHF） 特高频（UHF） 超高频（SHF） 极高频（EHF） 至高频（THF）
马岛首府阿根廷港
距南大西洋与南太平洋之间的要 冲航道麦哲伦海峡250 海里，距 阿根廷本土276 海里；寒带，多 沼泽，物资贫乏。战略地位极其 重要，是沟通南半球两大洋交通 的必经之路，是英国在南大西洋 最重要的基地。在两次世界大战 中，英国海军都利用这一基地控 制南大西洋的制海权，开发南极 的前进基地，海底石油之争。