通信情报建模分析是小编为各位通信工程的同学们推荐的论文范文，欢迎各位借鉴哦!

　　摘要：介绍了信号情报的分类及其在现代战争中的重要作用，针对各情报用户单位、系统研制厂家对信号情报的理解不尽相同的现状，通过对各业务领域情报产品定义的分析、比较、归纳和总结提出了信号情报模型。

　　以通信情报模型为例，详细介绍了通信情报模型的六种元素、元素之间的关系，总结了该模型的应用效果以及信号情报研究所面临的挑战。

　　关键词：信号情报 通信情报 建模

　　1 引言

　　随着技术的发展和战争形态的变化，未来的战争将是陆、海、空、天、电磁一体，多兵种协同，高度信息化的综合性战争。

　　信号情报为指挥人员作出决策部署、采取特定行动提供必要的信息支撑。

　　当前，世界军事强国均在信号情报侦察系统的建设上投入巨资，我国在此领域已经有了相对程度积累，为我们研究通信态势情报处理技术提供了重要支撑。

　　但是，随着通信对抗技术的不断发展，各军兵种对各级装备的通信态势情报获取能力提出了更高的要求，通信情报态势处理技术面临较大挑战。

　　而且各军兵种对通信态势情报处理的理解各不相同，某一军兵种对具体项目的通信情报处理要求也不尽一致。

　　因此，本文基于某情报处理系统的研制设计了一种情报模型，以满足不同用户的情报需求。

　　2 信号情报的定义与作用

　　2.1 信号情报的定义

　　信号情报是最古老的技术情报，它包括通信情报(COMINT)和非通信的电子情报(ELINT)。

　　而电子情报又可以分为敌方设备信号情报(FISINT)、遥感情报(TELINT)和雷达情报(RADINT)。

　　从原理来看，信号情报就是对敌方的通信信号、非通信电子辐射和仪器信号进行截获、处理和分析后得到的情报信息。

　　所以，获取信号情报的先决条件是，敌方必须发射出可资利用的信号，而监测设备也必须能够截获这些信号，并部署在适当的位置，而这也正是信号情报的两大局限性。

　　2.2 信号情报的作用

　　信号情报侦察系统利用无源工作和开放式接收的优点，通过连续搜索、检测、监视与跟踪敌方武装力量在各种活动过程中的指挥控制通信信号，以及其在敏感区域的部署、行动的态势和意图等情报信息，支援己方的战略决策或战前的情报准备直至支援各类作战行动的有效实施。

　　根据信号情报的物理特性，人们可以在没有破译信号情报编码、不了解具体内容的情况下，通过信号分析了解敌军的作战意图，或通过测向确定敌方舰船、飞机和指挥所的方位，或通过跟踪敌方防空雷达、指挥控制中心等的电磁辐射掌握其“电子战斗序列”。

　　信号情报不仅能为战场指挥官及时、精确地提供有关敌军编成、特征和方位的信息，还可以洞悉敌军当前的状况、活动和未来的意图。

　　3 通信情报信息建模

　　3.1 通信情报模型

　　通过对各情报用户和各业务领域情报产品定义的分析、比较、归纳和总结，结合以往相关项目的成功经验和实践中数据集成的需求，对相关信号情报产品定义进行组织和裁剪形成信号情报产品的统一定义，建立情报信息模型。

　　篇幅所限，本文仅描述了通信情报模型，其信息模型如图1所示。

　　元素表示的是基本实体，关系说明了那些元素之间可能存在的关系。

　　3.2 数据类型定义

　　(1)“组织”元素类型。

　　“组织”元素描述了由相当数量人员组成的、具有特定层次结构的军事/民用机构。

　　组织的主要属性如下：名称、国家名称、隶属关系、置信度、优先级、分类和位置数据。

　　对于任何组织，必须定义相关的人员。

　　(2)“平台”元素类型。

　　“平台”元素定义为服务军事/民间组织的任何系统/设施。

　　描述一个平台总有关联的位置数据，它们可以是地理固定场地或移动式平台。

　　平台的主要属性如下：名称、国家名称、注释、类型、隶属关系、置信度、优先级、分类和位置数据。

　　(3)“无线电设备”元素类型。

　　“无线电设备”元素定义为能够传输(和接收)携带各种类型信息(语音、数据等)的电磁辐射的装置。

　　无线电设备的主要属性如下：名称、隶属关系、置信度、优先级、分类和位置数据。

　　(4)“通信网络”元素类型。

　　“通信网络”是组织和平台基于通信、互联目的而建立的系统，可以一起出现或属于彼此。

　　通信网络的主要属性如下：名称、国家名称、注释、置信度、分类。

　　(5)“配置”元素类型。

　　“配置”元素源于技术参数的集合，该技术参数代表了特定无线电设备具有的各种参数特性，同时“配置”可用于描述通信网络并在特定时间表征无线电设备设置。

　　配置的默认属性如下：名称、国家名称、技术参数列表(参数集合)和频率列表。

　　(6)“位置”元素类型。

　　“位置”数据项用于存储当前地理位置以及与组织、平台、无线电设备等元素之间的相关信息。

　　在记录位置的同时必须记录其有效时间段，创建一个新的当前位置时，之前的当前位置会自动移动到历史记录。

　　位置数据的主要属性：

　　位置有效时间;

　　经度坐标(支持不同的坐标系统);

　　纬度坐标(支持不同的坐标系统);

　　高度值;

　　误差椭圆参数;

　　示向度。

　　3.3 元素之间的关系

　　(1)组织之间的层次关系类型。

　　在组织之间建立该种关系类型，反映;隶属关系、功能层次：

　　组织：“侦察分队”“隶属于”组织：“通抗第一联队”

　　一个给定组织最多只可能有一个上级组织，但是可以有(零或)多个从属组织。

　　(2)平台与无线电设备之间的层次关系类型。

　　在平台之间或平台与无线电设备之间定义该关系类型，描绘设施/物理方法之间的层次：

　　平台：“电子侦察车”“包含”平台：“天线车”

　　平台：“电子侦察车”“包含”无线电设备：“短波电台”

　　一个给定平台最多只可能有一个上级平台，但是可以有(零或)多个从属平台。

　　同样，一个给定无线电设备最多只可能有一个上级平台，但是一个平台可以包含(零或)多个无线电设备。

　　一般来说，一个无线电设备不能高于(不能包含)另一个无线电设备，当然也不能高于一个平台(它总是在平台层次结构中的最低水平)。

　　(3)组织与平台(设备)之间的关系。

　　在组织与平台、组织与无线电设备之间建立该种关系类型，反映组织用来完成使命任务的设施或物理方式：

　　组织：“电子侦察连”“使用”平台：“电子侦察车”

　　组织：“电子侦察连”“使用”无线电设备：“短波电台”

　　给定组织可以使用(零或)多个其他平台/无线电设备。

　　(零或)多个组织可以使用给定平台;同样，(零或)多个组织可以使用给定无线电设备。

　　(4)通信网络与组织(平台)之间的关系。

　　在组织/平台和网络之间建立该种关系类型，在一起通信时，这些元素构成并属于一个网络：

　　组织：“通信连”“组成”通信网络：“指挥网”

　　平台：“通信车”“组成”通信网络：“指挥网”

　　无线电设备本身不得为网络的组成部分，但是可以为一个组织所用，或者包含在属于一个网络组成部分的平台中。

　　给定组织或平台可以是(零或)多个网络的成员。

　　(5)通信网络、无线电设备与“配置”之间的关系。

　　定义在无线电设备和配置文件之间的关系类型，如果无线电设备和配置文件存在确定的关系，则表明此无线电设备辐射信号可由该配置文件描述的特征表示。

　　通信网络可以随时使用不同的配置文件。

　　网络的“配置文件”是属于网络的组织/平台可以使用的配置文件。

　　在多数情况下，网络的组织和平台使用相同的配置文件同时进行通信。

　　一个给定配置文件最多只能用于一个网络，但是一个网络可以被零个或多个配置文件识别。

　　4 结语

　　本文针对用户的需求对通信侦察数据元素进行归纳总结，建立通信情报产品信息数据模型并进行持续更新完善。

　　通过通信情报产品信息建模，形成统一的通信情报数据库，支撑通信情报处理技术的继承性发展。

　　但是，随着通信讯息采用了各种信息格式、压缩技术、加密技术、多路传输技术和传输协议等现代通信技术;采用了不同传输介质的远程通信网络不断互联互通，信息时代的信号情报愈难以直接获得，此外还需要解决如何从讯息中提取信息和海量数据进行过虑等问题，以在增加信号情报数量的同时不断提高它的质量。

　　参考文献

　　[1]靖继鹏，马费成，张向先.情报科学理论[M].北京：科学出版社，2009.

　　[2]张晓军.美国军事情报理论研究[M].北京：军事科学出版社，2007.

　　[3]王海清.数据挖掘在情报侦察系统中的应用[J].无线电工程，2009，04：20-22.

　　1 概述

　　虽然荷叶从污秽的泥水中长出，但是它却能持久地保持表面干净。这种“出淤泥而不染”的高贵品质实际上是由其表面的自清洁功能保证的：荷叶表面上的水滴可以在轻微的扰动下滚动离开原位置，并在滚动的过程中带走表面的灰尘和泥土，从而保持荷叶的清洁。出现自清洁效应的根本原因在于水滴与荷叶表面的粘附力非常低。这种水与固体之间粘附力极低的现象被称为超疏水现象。由于具有超疏水自清洁功能的材料无需人工维护就可保证表面的干燥清洁，极大的降低了人力成本，人们大量地将此类材料应用于如涂料、纺织品、玻璃、建筑等领域[1]。此外，一些特殊的超疏水自清洁材料还兼具抗结雾、抗结冰的能力，而这些功能可以在眼镜、汽车挡风玻璃等应用中大放异彩[2]。

　　通过观察荷叶表面的生物学特征，本文探究了它具备超疏水自清洁效应的物理机制。基于理论模型，我们通过实例分析了水滴与荷叶仿生材料之间的粘附作用，并提出了提高材料自清洁功能的方法。

　　2 超疏水现象力学建模

　　固体与水滴之间的粘附程度可以采用表观接触角这个几何量来表示。当小于90°时，固体亲水；当大于90°时，固体疏水；若大于150°，则为超疏水。当固体表面平整时，我们将相应的记为固体材料的本征接触角，如图1（a）所示。研究者已经证实，固体材料的本征接触角不可能大于120°，所以为了实现超疏水的接触状态，固体表面必须是粗糙的。采用电子显微镜观察荷叶的表面后，人们发现肉眼看上去似乎光滑的荷叶表面在微米尺度是非常粗糙的：正是由于这些粗糙度的存在，荷叶才具有超强的疏水能力以及自清洁功能。

　　如图1（b）所示，当一滴水滴静止于粗糙固体的表面时，粗糙突起之间包裹的空气（白色）会阻止固体与水之间发生更多的接触。由于固液之间的接触程度降低了，所以水滴更不容易粘在固体表面上，即固体的疏水性也相应地提高了。设f为描述固体与液体之间接触程度的参数，称为固体比例分数。根据定义，f=1代表没有空气隔离固液接触的情况，f=0代表固体与液体完全被空气隔离的情况。那么，根据如上描述，粗糙表面的接触角和本征接触角之间有如下关系：

　　（1）

　　根据公式（1），可以得到，当f=1时，，代表水滴置于平整固体表面的情况。当固体表面粗糙化后，f趋于0，使得趋近于-1，表观接触角接近于180°，即在固体表面液滴的外形近似为球形。此时，材料就具有超疏水的性质：液滴很容易在固体表面滚动并滑落。如果液滴要从固体表面滚落，则必须提供一定的能量。如图1（c）所示，我们考虑固液接触以及固液脱开两种状态。在接触状态下，系统能量主要为固体-液体界面能γ3；在固液脱开后，系统能量存在于固体-气体界面和液体-气体界面，能量大小分别为γ1和γ2。我们定义：

　　（2）

　　基于定义，W代表脱开单位面积的固液界面所需要的能量，即粘附功。根据著名的Young方程，我们还有如下关系。将该公式带入公式（2）中，我们最终可得[3]：

　　（3）

　　公式（3）显示，当固体的表观接触角接近180°时，W趋于零，即液体非常容易与固体脱开。

　　3 自清洁材料的优化设计

　　我们通过以下实例来探讨如何优化超疏水材料的自清洁功能。假设仿生荷叶材料具有如图1（b）所示的表面结构：表面结构为具有正方形截面的柱状阵列，且方柱的宽度a为20μm，方柱中心之间的距离d为50μm，那么根据固体比例分数f的定义，有f=a2/d2=0.16。令方柱结构的本征接触角为120°，基于公式（1），该材料的表观接触角应为156.9°。

　　当水滴处于固体表面时，如果不考虑重力的作用，其形状为球冠形。如果设水滴形成的球冠半径为R，那么液滴的体积V可表达为

　　（4）

　　且水滴與超疏水材料接触部分的底面面积A为：

　　（5）

　　那么当水滴的半径R为2mm时，其体积V为33.4μL，底面面积A为1.93mm2，则水滴脱开固体所需要的能量，其中水的γ2为73mN/m。记水滴的重心高度为h，则h=1.85mm。由于水滴离开材料后重新形成半径为r的球形，则水滴在脱离材料后重心运动了mm。如果倒置超疏水材料，水滴的重力可以提供势能，其中为水的密度1000kg/m3。由于G大于E，说明该水滴可以克服材料表面的粘性，并离开材料表面。

　　当水滴的体积改变时，脱离超疏水材料所需要的粘附功以及水滴重力做功也会相应地改变。保持其他物理量不变，仅改变水滴的半径R，我们可得E和G的变化关系如图2（a）所示。根据计算结果我们可知，当液滴半径小于0.96mm时，粘附功E大于重力势能G，说明水滴的重力不足以克服粘附约束，即无法发生自由的滚动。这个现象意味着，体积越大的水滴越容易在超疏水材料表面发生滚动，即自清洁功能的实现需要依靠较大的水滴完成。

　　记水滴临界脱开超疏水材料表面时，其半径大小为Rc。例如对于图2（a）的情况，Rc=0.96mm，如图中圆点所示。为了提高仿生材料的超疏水自清洁功能，我们必须要使得水滴更容易在材料表面滚落，即降低Rc的大小。一种方法是，降低超疏水材料的固体比例分数f：如果采用该方法，表观接触角θ会增大，根据公式（5），水与材料之间的接触面积A以及粘附功E会随之降低。从而，降低f可以很好的降低Rc的大小，即提高自清洁能力。如图2（b）所示，当固体比例分数为0.01时，水滴的临界滚落半径下降到0.23mm。除了降低固体比例分数f之外，基于公式（1），我们可知，增大固体材料的本征接触角也可以实现相应的功效，并提高仿生荷叶材料的超疏水性能。

　　4 结语

　　通过对荷叶的观察，我们建立了描述超疏水现象的物理方程，并发现了固体表面粗糙度是实现自清洁功能的关键。利用接触角以及粘附功的概念，我们分析了水滴在仿生超疏水材料表面滚动的条件。结果表明，体积越大的水滴越容易在材料表面滚动，即自清洁功能主要是通过大水滴完成的。为了提高自清洁能力，设计者可以降低材料的固体比例分数或者提高本征接触角的大小。

　　参考文献

　　[1]瞿金东，彭家惠，陈明凤，等.自清洁外墙涂料的研究与应用[J].涂料工业，2006（1）：43-47.

　　[2]彭娜.超疏水纳米氧化锌的制备及防覆冰抗结霜性能研究[D].南昌航空大学，2016.

　　[3]张泓筠.超疏水表面微结构对其疏水性能的影响及应用[D].湘潭大学，2013.