1.8 裝甲車輛電磁兼容技術的發展

未來戰場使用軍用輻射體（如脈沖源、雷達、通信設備、導航設備等）的輻射功率越來越大，頻譜逐漸拓寬，裝備量逐步增加，這使戰場的電磁環境日趨復雜。而電子戰系統的廣泛應用和電磁脈沖武器的出現，加上雷電、靜電等自然電磁源，使有限的戰場空間的電磁環境變得更加惡劣。復雜多變的外部電磁環境將對電子設備構成嚴重影響，使裝甲車輛的生存和工作電磁環境變得越來越復雜和惡劣。

戰場制信息權成為數字化部隊建立后新的戰斗力要素，促成了一種“創新的、以火力為基礎的諸兵種合成戰術”。美國陸軍在C3I系統試驗后認為，21世紀部隊的作戰思想將是“以情報信息發現目標，以火力戰殺傷目標，以機動戰最終完成作戰”。2001年6月，美國陸軍頒發了新版《作戰綱要》，將原綱要中的戰斗力四要素（火力、機動、防護、指揮）發展為五要素，即信息、火力、機動、防護、指揮。

“制信息權”成為數字化部隊首要的戰斗力要素，數字化戰場是以網絡為中心的戰場，它區別于傳統的以平臺為中心的戰場。與此相應，數字化部隊的作戰指揮特點將由以往的“以計劃為中心”轉向“以戰場行動為中心”。數字信息技術的作戰平臺是隨著軍事信息化建設而出現的一種新型部隊，它是指裝備數字信息技術的作戰平臺和C3I系統，在各級指揮層次之間、各軍（兵）種武器平臺和勤務平臺之間、各種C3I系統之間實現近實時戰場信息共享，并以適應于數字技術的部隊編制、官兵訓練方法所組建的部隊。

我國未來數字化部隊的建設與傳統部隊最大的不同在于C3I方面，其裝備的特點主要表現在戰場指揮控制系統的構建上。未來戰場的數字化指控系統將由計算機、軟件、定位導航設備和通信接口等硬件和指控軟件組成，它將提供傳統部隊無法實現的態勢感知能力和指揮控制能力，將坦克、戰車、火炮、直升機以及單兵、戰術作戰中心和后勤部隊的各個平臺通過戰術互聯網連成一體。

戰術互聯網基本上是一個基于路由器的通信網（圖1-10）。戰術互聯網主要有兩個功能：通用戰場景象和通用操作環境。前者通過戰術互聯網將所有的武器系統聯結在一起，將所有系統的信息組織成一幅共享的戰場態勢圖，從聯合作戰司令部到武器射擊分隊的每個單元都可以看到相應的戰場態勢；后者通過統一的、標準的編碼語言建立通用操作環境，構成各種系統之間信息互聯與共享的基礎。偵察與監視設備也將是數字化機步師的重要裝備，例如美國的JSTARS系統，能將敵縱深地域內地面和空中目標的位置數據實時傳送給地面站和空中的攻擊飛機，指揮、引導火力攻擊。其機載雷達的工作范圍為150 km×180 km，最大可達512 km×512 km。

未來的數字化部隊建設發展的重要方向是在武器系統上加裝信息接口，即在部隊的各種戰斗、戰斗支援、戰斗勤務支援平臺上同步“插入”數字化信息技術，從而提升整個部隊的作戰能力，全面提高其信息的獲取、處理、分發、共享和抗干擾等能力。如未來的主戰坦克、步兵戰車、自行火炮、無人系統、直升機等典型主戰裝備上都將配備車載計算機、乘員用戰術顯示器、車載衛星導航/慣性導航儀、數字電臺、遠紅外熱成像瞄準鏡、1553 B數據總線、指揮與控制軟件等，從而實現戰場態勢感知及信息互聯互通，形成網絡化的協同作戰能力，實現作戰要素的優勢互補、戰場空間上的相互照應、作戰時間上的緊密銜接、作戰行動間的密切配合和作戰效果的充分利用。

1.8.1 目前存在的問題

隨著陸軍裝備體系化、信息化建設的不斷發展，裝甲車輛以多功能、智能化為特征的新型武器控制技術，以模塊化、網絡化為特征的一體化綜合電子信息技術，以主動攔截、光電對抗為特征的多維廣譜綜合防御技術，以機電復合傳動、主動懸掛系統為特征的先進動力推進技術，使陸軍平臺自動控制系統的復雜度和比重越來越大，對電磁信息的依賴性也越來越強。系統面臨的電磁環境越來越惡劣，特別是系統內電磁環境較“三代”裝備有質的變化，其內部的自兼容問題非常突出。如果按照傳統的設計控制方法開展電磁兼容工作，很難掌握問題的實質，更談不上從根本上解決問題。

由于傳統方法的束縛，目前多數人對電磁兼容的理解和常規做法是標準導向法，即電磁兼容設計目標通常以標準為導向，主要解決的問題還是部件的電磁兼容設計，很少考慮實際應用環境，而且電磁兼容標準大多集中在設備層次的性能考察，這種做法帶來一些負面影響：

（1）研制工作的目的僅是通過相關國軍標電磁兼容試驗，忽略了標準測試覆蓋不到的電磁兼容問題。

（2）缺乏頂層設計規劃，產品的電磁兼容設計大多局限在設備層面，而且常用整改來代替設計，忽略整體的匹配設計和設計約束。

（3）試驗考核缺乏量化評價方法，僅依據標準對各類車輛采用“一刀切”的要求不合理，需針對裝備任務使命與關鍵程度劃分等級，量化評價。

戰場電磁環境是一個復雜的綜合環境，如何構建模擬裝置，合理地反映裝備的電磁效應和戰場環境適應性是當前的一個難點。

針對新一代裝備的技術需求，目前在電磁兼容方面基本沒有標準可依，GJB 151這類標準作為產品最終驗證有一定參考意義，但是用于新一代產品的研制開發和解決特有的電磁干擾問題是遠遠不夠的。目前面臨的主要的電磁兼容難題可以從深度和廣度兩方面分析：

從廣度上的拓展——系統面臨的主要電磁兼容問題基本都是現行標準之外產品開發過程面臨的其他電磁兼容問題：

（1）射頻孔徑通信系統功能和接收靈敏度在各種實際使用條件下，面臨各種電磁環境的影響，其功能喪失、靈敏度大幅降低，在設計之初應該綜合考慮。

（2）新一代裝甲車輛將使用大量的大功率設備，系統內部的強電磁干擾信號增加，光機電熱相互作用產生復雜的電磁干擾，使整車的動態性能受到嚴重干擾，將出現各種失常現象和故障。

（3）新一代裝甲車輛的各系統廣泛應用新型電子技術，功能的高度集成及控制能力的需求帶來新的電磁干擾問題，以及現行標準沒有明確定義的電磁干擾現象對系統的影響。

（4）產品集成過程中和集成后（特別是高能武器和混合動力系統的集成），整車電源系統對整車電網品質的影響，及共地系統帶來的車體地電位的變化對所有車載電子控制系統的電磁干擾問題。

從深度上的拓展——關鍵分系統級的電磁兼容需要深入四個方面的研究：

（1）對于整車全功能狀態級別，目前基本沒有任何數據，因此首先需要研究和定義各功能下的電磁兼容量化指標，以此為依據，進一步研究如何將指標量化分解或轉換到分系統級別（自上而下），用于指導設計。

（2）從關鍵分系統級別掌握其電磁兼容性能和要素特征，綜合分析預估其對整車系統電磁兼容性能的影響（自下而上）。

（3）針對典型關鍵系統需要單獨制定電磁兼容評估方法和判據，例如新型高能武器、高功率脈沖電源、機電復合傳動系統、射頻綜合系統等。

（4）關鍵系統的光、機、電、熱、磁等多學科綜合交叉設計的方法學問題。

1.8.2 發展趨勢

目前，新一代的戰斗、戰術、后勤車輛的研制，將應用到大量前沿技術，如高壓供電系統、全電炮控、混合動力、高能電磁武器、光電對抗系統等，各系統、分系統的設計師都對設計方案的預測評估、樣品的早期系統檢測、數據的仿真分析、指標的考核提出了明確而迫切的需求。尤其是車際間相互兼容的測試評估、關重系統的半實物臺架測試仿真，直接關系到裝備設計指標的實現，以及能否順利通過軍方的定型考核。現代電子技術向高頻、高速、高靈敏度、高安裝密度、高集成度、高可靠性的方向發展，如何在復雜的電磁環境中提高現代電氣電子設備及系統的生存能力是人們越來越關注的問題。

圍繞著由機械化向信息化轉型、由傳統的有人操作模式向無人和智能操作模式轉化的契機，在漫天飛舞的電磁波載著各種信息，極大地提高裝備的信息化水平和作戰能力的同時，隨之而來的電磁頻譜沖突、電磁干擾、電磁兼容問題也必將更加突出，對電磁兼容技術的發展來說，這既是機遇也是挑戰。

（1）提高認知能力——對裝備電磁兼容問題認識不全面、不到位（電磁兼容到底影響什么？）。

（2）標準發展和執行問題——過于依賴標準檢驗；在依據標準對設計進行指導時，對產品可靠性、穩定性的影響缺乏研究；對標準與實際使用環境的差異缺乏研究。

（3）加強成本控制——大量電磁干擾問題，通過多年的積累，雖然有技術可解決，但是犧牲成本、重量、研制周期等；共性基礎問題機理規律不清晰。

（4）全壽命期問題——對傳統維修保障模式提出挑戰。

（5）基于不確定戰場環境的電磁環境效應試驗評估技術。

現代戰場的電磁輻射源種類繁多，既有己方和友方的無意干擾，也有敵方的有意干擾。戰場的電磁環境除了與眾多輻射源有關外，還與天氣、地形、區域、時間（大氣電離層）等因素有關，這就使本來復雜的電磁環境更加難以預測和把握。但戰場電磁環境的日益惡劣是不容質疑的，除了戰場使用的電子裝備越來越多外，各軍事強國都在努力研制更加有效、功率更強的電磁武器。戰場電磁環境更加復雜化、高強度化，頻譜覆蓋范圍更寬，將是未來的發展趨勢。需要時刻關注戰場電磁環境，不斷深入研究，以從容應對挑戰。

學科交叉加速，產業前沿延伸，新的戰爭態勢涌現，傳統意義上的學科界線、裝備界線、產業界線日趨模糊，包括智能裝備在內的許多“四不像”的技術、產品、學科、產業和商業也許成為創新的主要態勢，例如機器人、智能車輛、無人平臺等。需要重新認識裝備電磁兼容及防護技術的重要性和跨界作用。

裝備建設的革命時代已經到來，軍民融合共同發展，新的工業革命就是創造能源和信息融合在一起的機器，這就是德國工業4.0中的信息物理融合系統。人類將迎來以信息物理融合系統為基礎，以生產高度數字化、網絡化、智能化為標志的第四次工業革命。