《电磁环境模拟：弥补太空领域作战训练缺口》

随着太空领域日益成为对抗环境，太空军卫士们面临着亟需解决的关键训练缺口——电磁环境模拟。目前缺乏相关工具，无法让人员在真实场景中准确模拟雷达平台，并评估故意与非故意信号干扰对天基传感器的影响。这些限制在“太空旗”（Space Flag）等重要太空军演习中制约了训练效果并降低了战备水平。本文通过论证基于物理的建模与仿真（M&S）能力如何帮助卫士们为现代太空威胁和环境做好准备，以应对这些不足。通过利用高保真、特定场地的射频（RF）仿真环境，用户能够构建包含合成孔径雷达（SAR）以及先进地基干扰配置的训练场景。我们将举例说明这些能力如何提升教育背景和演习中的战备水平。这些应用展示了卫士们如何能够减少对物理资产的依赖、节省训练时间并改善任务规划成果。在本文中，我们还将介绍支撑此M&S能力的技术基础。

随着争夺太空优势的较量持续演进，美国必须找到有助于应对新型威胁的工具和技术。这些不断演变的威胁使得基于物理的建模与仿真（M&S）能力成为不可或缺的工具。真实的仿真环境能够全面评估电磁信号在与地形、大气条件以及故意和非故意干扰相互作用时的行为表现。为最大化效能，这些仿真环境应包含精确的效能退化效应以及特定场景下的目标和杂波回波特征。当前M&S工具所引入的技术局限性，在太空作战任务规划与训练中留下了关键的能力缺口。合成孔径雷达（SAR）作战需要理解复杂的成像与干扰，而低精度模型无法充分体现这些因素。分析电磁干扰（EMI）对卫星的效能需要精确的传播建模，该建模需考虑天线方向图、平台动力学以及从低地球轨道（LEO）到地球静止轨道（GEO）等不同轨道体制下与特定地形相关的效应。使用精确模型时，卫士们能够获得规划和演练策略的能力，而无需承担使用实装或受限靶场准入的成本。然而，使用不充分的模型可能造成浪费，甚至最坏情况下会对任务成功产生不利影响。先进的训练工具可用于支持“太空旗”（Space Flag）等重要演习。高保真仿真工具通过用可观测的实际效果取代白卡通知来改变这些演习。例如，操作员现在可以看到实际降质的SAR图像，并理解其对情报、监视与侦察（ISR）能力的影响，而不再是接收一张抽象描述EMI效果的卡片。从概念性宣告向可量化效果的转变，确保了训练演习能用与他们在对抗环境中所遇挑战行为相似的威胁来考验操作员。除了演习，高保真仿真环境的效用还扩展到正式指导与教育，例如资格认证训练。M&S工具使用户能够生成强化电磁频谱（EMS）信号传播理论与概念的雷达场景。学员可以探索地形、几何关系和波形特性如何影响接收到的雷达平台回波，从而建立起仅靠传统教材难以形成的直观理解。本文范围主要集中于电磁传播与雷达领域，不包括动能威胁和光学传感器建模。本文所示所有示例均使用非密参数和概念性效果进行能力演示。