滕 飛 潘廣煜

（海軍航空工程學(xué)院 煙臺 264001）

1 引言

自上世紀(jì)90年代海灣戰(zhàn)爭以來，電子戰(zhàn)裝備發(fā)展迅速，其顯著的作戰(zhàn)效能受到各國的青睞。然而，為了提高電子戰(zhàn)裝備的實戰(zhàn)能力，需要構(gòu)建復(fù)雜電子戰(zhàn)對抗環(huán)境，并進(jìn)行實戰(zhàn)化訓(xùn)練和作戰(zhàn)能力評估?？v觀國內(nèi)外復(fù)雜電子戰(zhàn)對抗環(huán)境的構(gòu)建方法和技術(shù)，除了利用真實的武器裝備外，就是綜合運用計算機(jī)模擬仿真技術(shù)、虛擬儀器各類信號生成技術(shù)、以及能夠模擬假想敵的儀器信號控制導(dǎo)調(diào)技術(shù)等。

目前，在復(fù)雜電子戰(zhàn)對抗環(huán)境的構(gòu)建技術(shù)方面，美軍引領(lǐng)其發(fā)展。電子戰(zhàn)對抗環(huán)境中，雷達(dá)對抗環(huán)境是應(yīng)用最廣泛、最現(xiàn)實和最復(fù)雜的對抗環(huán)境。為此，美軍研制成功最具代表性的?？针娮討?zhàn)能力評估系統(tǒng)—雷達(dá)威脅模擬器（RTS，Radar Threat Simulator）[1]，廣泛應(yīng)用于機(jī)載電子戰(zhàn)裝備和艦載電子戰(zhàn)裝備的對抗訓(xùn)練和作戰(zhàn)能力評估。

2 雷達(dá)威脅模擬器（RTS）的組成與功能

2.1 雷達(dá)威脅模擬器的組成

美國?？针娮討?zhàn)能力評估系統(tǒng)—雷達(dá)威脅模擬器（RTS，Radar Threat Simulator），由美國系統(tǒng)規(guī)劃公司（SPC，System Planning Corporation）設(shè)計生產(chǎn)[2]，目的是為美空軍和海軍各類雷達(dá)與電子戰(zhàn)設(shè)備進(jìn)行實戰(zhàn)化訓(xùn)練和作戰(zhàn)能力評估，提供一套通用化、模塊化和標(biāo)準(zhǔn)化的評估系統(tǒng)。

美國?？针娮討?zhàn)能力評估系統(tǒng)，主要由雷達(dá)信號控制器（MKVe）[3]、導(dǎo)彈末制導(dǎo)雷達(dá)導(dǎo)引頭模擬吊艙、地面機(jī)動模擬平臺和空中飛行模擬平臺組成，如圖1所示 。

圖1 雷達(dá)威脅模擬器（RTS）的組成圖

雷達(dá)信號控制器（MKVe）采用開放式系統(tǒng)結(jié)構(gòu)，一是控制生成各種雷達(dá)信號，靈活構(gòu)建了復(fù)雜的雷達(dá)對抗環(huán)境；二是用于雷達(dá)對抗信號狀態(tài)采集，進(jìn)行電子戰(zhàn)裝備作戰(zhàn)能力評估。導(dǎo)彈末制導(dǎo)雷達(dá)導(dǎo)引頭模擬吊艙與空中飛行模擬平臺配合使用，可以逼真模擬各種反艦導(dǎo)彈末端突防過程，為艦載電子戰(zhàn)裝備實戰(zhàn)化訓(xùn)練和作戰(zhàn)能力評估提供支撐。地面機(jī)動模擬平臺用于機(jī)載電子戰(zhàn)裝備實戰(zhàn)化訓(xùn)練和作戰(zhàn)能力評估。

2.2 雷達(dá)威脅模擬器的功能

為了達(dá)到既優(yōu)化電子戰(zhàn)對抗訓(xùn)練與試驗資源，又能逼真模擬實戰(zhàn)環(huán)境，且置信度高、效費比好等多重目標(biāo)，美軍將過去基于“飛行－調(diào)整－飛行”為特征的實彈實裝對抗訓(xùn)練與試驗策略，調(diào)整發(fā)展為基于以“預(yù)測－試驗－對比”為特征的運用雷達(dá)威脅模擬器的新型訓(xùn)練與試驗策略[4]。最終較好地滿足了地空導(dǎo)彈制導(dǎo)雷達(dá)對抗訓(xùn)練、海上反艦導(dǎo)彈突防電子對抗訓(xùn)練和實驗室條件下電子戰(zhàn)對抗研究等三大任務(wù)需求。

美國?？针娮討?zhàn)能力評估系統(tǒng)中，雷達(dá)信號控制器（MKVe）基于雷達(dá)對抗信號分析，具有各種雷達(dá)信號生成、信號參數(shù)可編程等功能，能夠以最大的靈活性集成產(chǎn)生不同的雷達(dá)信號波形。同時，雷達(dá)信號控制器（MKVe）具備雷達(dá)對抗信號綜合采集、存儲和在線／離線分析功能，可以方便地進(jìn)行電子戰(zhàn)能力評估。

導(dǎo)彈末制導(dǎo)雷達(dá)導(dǎo)引頭模擬吊艙，采用通用化、模塊化和標(biāo)準(zhǔn)化設(shè)計理念，由激勵源（末制導(dǎo)雷達(dá)）、信號采集接口、檢測接口組成，可以安裝在不同的平臺上使用。當(dāng)安裝在空中飛行模擬平臺上使用時，提供逼真的導(dǎo)彈導(dǎo)引頭信號和飛行航跡，能夠方便地構(gòu)建各種反艦導(dǎo)彈突防過程中的電子戰(zhàn)對抗環(huán)境，用于檢驗和評估艦載電子戰(zhàn)（EW）設(shè)備的作戰(zhàn)能力。當(dāng)安裝在地面機(jī)動模擬平臺上使用時，該吊艙既可以模擬生成地空導(dǎo)彈火控制導(dǎo)雷達(dá)信號，也可以模擬生成地空導(dǎo)彈末制導(dǎo)雷達(dá)信號，利用構(gòu)建的地空導(dǎo)彈電子戰(zhàn)對抗環(huán)境，方便地完成機(jī)載電子戰(zhàn)（EW）設(shè)備作戰(zhàn)能力的檢驗和評估。如圖2所示。

圖2 雷達(dá)威脅模擬器（RTS）功能框圖

3 雷達(dá)威脅模擬器（RTS）的應(yīng)用

3.1 地空導(dǎo)彈制導(dǎo)雷達(dá)與機(jī)載電子戰(zhàn)對抗環(huán)境構(gòu)建

以地面移動平臺為載體，吊艙被安裝在移動平臺的頂部，雷達(dá)威脅模擬器可以模擬地對空導(dǎo)彈的機(jī)動測試范圍和導(dǎo)引頭雷達(dá)[5]。雷達(dá)威脅模擬器產(chǎn)生雷達(dá)威脅波形，由移動平臺來模擬機(jī)動，可以用于飛機(jī)的規(guī)避訓(xùn)練以及機(jī)載電子戰(zhàn)設(shè)備的能力評估。對抗過程如圖3所示。

圖3 地空導(dǎo)彈制導(dǎo)雷達(dá)對抗環(huán)境構(gòu)建示意圖

3.2 反艦導(dǎo)彈突防與艦載電子戰(zhàn)對抗環(huán)境構(gòu)建

以飛機(jī)為載體，雷達(dá)威脅模擬器可以模擬空對面導(dǎo)彈的攻擊，形成反艦導(dǎo)彈與艦載電子戰(zhàn)對抗環(huán)境。吊艙被安裝在飛機(jī)外部進(jìn)行使用。通過飛機(jī)的飛行軌跡模擬導(dǎo)彈的飛行剖面，由雷達(dá)信號控制器控制信號的產(chǎn)生。飛機(jī)上的雷達(dá)信號控制器設(shè)備可以改變威脅信號的脈寬、跟蹤波門、搜索方式和波形等指標(biāo)[6]，使其工作于不同波段和不同的動態(tài)范圍從而模擬典型反艦導(dǎo)彈，為艦載電子戰(zhàn)裝備提供對抗環(huán)境。對抗過程如圖4所示。

圖4 反艦導(dǎo)彈突防與艦載電子戰(zhàn)對抗環(huán)境構(gòu)建示意圖

3.3 實驗室條件下電子戰(zhàn)對抗環(huán)境構(gòu)建

在實驗室內(nèi)構(gòu)建電子戰(zhàn)對抗研究環(huán)境，雷達(dá)威脅模擬器可以穩(wěn)定地生成典型末制導(dǎo)導(dǎo)引頭信號輻射特性和工作機(jī)理，直接與實驗室內(nèi)的電子對抗設(shè)備（ECCM）進(jìn)行對抗，從而為電子戰(zhàn)機(jī)理研究提供對抗環(huán)境[7]。對抗過程如圖5所示。

圖5 實驗室條件下電子戰(zhàn)對抗環(huán)境構(gòu)建

4 雷達(dá)威脅模擬器的主要特點

1）實現(xiàn)了“預(yù)測－試驗－對比”的驗證策略

美制的雷達(dá)威脅模擬器可以模擬高度仿真的戰(zhàn)場對抗環(huán)境。將復(fù)雜戰(zhàn)場環(huán)境直接還原，依托高機(jī)動平臺真實模擬電子戰(zhàn)對抗的過程，使得復(fù)雜對抗環(huán)境的構(gòu)建成本降低，可以重復(fù)使用和評估，降低了電子戰(zhàn)驗證的組織難度。

電子戰(zhàn)驗證設(shè)備與電子戰(zhàn)裝備形成閉環(huán)的“預(yù)測－試驗－對比”體系，即在實驗室中基于裝備指標(biāo)預(yù)測電子戰(zhàn)裝備的使用方式與達(dá)到的效果，通過可重復(fù)驗證的雷達(dá)威脅模擬器對電子戰(zhàn)裝備進(jìn)行反復(fù)的試驗，最后將結(jié)果與預(yù)測進(jìn)行對比，尋找差異與原因，從而深化電子戰(zhàn)試驗、訓(xùn)練和戰(zhàn)術(shù)戰(zhàn)法的研究 。

2）實現(xiàn)了模擬吊艙的通用性設(shè)計

通過模塊化技術(shù)的使用，雷達(dá)威脅模擬器吊艙具備有很好的通用性。可以通過簡單的更換天線、發(fā)射機(jī)等模塊，靈活的模擬現(xiàn)役典型導(dǎo)引頭的信號輻射特征和工作機(jī)理。

雷達(dá)威脅模擬器吊艙主要具備五個主要的性能指標(biāo)，一是通過更換天線組件可以使模擬器工作在I、J兩個波段，從而模擬不同的末制導(dǎo)導(dǎo)引頭；二是具有很高的雷達(dá)有效輻射功率，并有一個較大的系統(tǒng)工作動態(tài)范圍。使得模擬器的雷達(dá)功率可調(diào)；三是通過手動和自動的方式設(shè)定導(dǎo)引頭的搜索方式；四是可以模擬PRF（脈沖重復(fù)周期）抖動，步進(jìn)和頻率捷變的雷達(dá)信號，從而模擬不同形式的導(dǎo)引頭抗干擾機(jī)制；五是帶有攝像頭，可把目標(biāo)區(qū)的圖像實時傳回地面控制臺，使得信號數(shù)據(jù)與實際情況可以進(jìn)行實時的比對[8]。

3）實現(xiàn)了電子對抗信號的實時傳輸和處理

雷達(dá)威脅模擬器運用基于光纖的外場通用電子戰(zhàn)電磁實驗環(huán)境新思路。吊艙、雷達(dá)信號控制器和地面指揮通過光纖射頻鏈路系統(tǒng)聯(lián)網(wǎng)，采集速率每秒5M字節(jié)，可移動的數(shù)據(jù)存儲能力高達(dá)14GB的每個存儲介質(zhì)[9]。實時記錄和跟蹤性能指標(biāo)并直播視頻。從而使吊艙中采集回的數(shù)據(jù)與實際情況可以實時比對，為信號的處理與分析提供了現(xiàn)實支撐。

5 對我們的啟示

1）推進(jìn)電子戰(zhàn)能力評估系統(tǒng)研制快速化實戰(zhàn)化

從美軍對雷達(dá)威脅模擬器等電子戰(zhàn)驗證設(shè)備的研究和發(fā)展的可以看出，在未來的電子戰(zhàn)裝備發(fā)展領(lǐng)域中，電子戰(zhàn)驗證設(shè)備將越來越發(fā)揮更重要的作用。電子戰(zhàn)驗證設(shè)備的發(fā)展將有效地降低電子戰(zhàn)裝備研發(fā)、試驗和訓(xùn)練的成本，將有效的為裝備的訓(xùn)練和戰(zhàn)法的研究提供依據(jù)。一套高效、合理的驗證設(shè)備及配套的驗證流程將是未來提高電子戰(zhàn)裝備軟實力的有效手段。

2）促進(jìn)電子戰(zhàn)能力評估系統(tǒng)多功能一體化

電子戰(zhàn)驗證設(shè)備在功能上向試驗、訓(xùn)練和戰(zhàn)術(shù)研究一體化方向發(fā)展。隨著電子戰(zhàn)驗證設(shè)備的深入發(fā)展，裝備與電子戰(zhàn)驗證設(shè)備相互依賴、相互交叉和日益的綜合化，使電子戰(zhàn)驗證設(shè)備從簡單的面相電子戰(zhàn)的試驗向更綜合的運用領(lǐng)域發(fā)展。電子戰(zhàn)驗證設(shè)備的一體化使用不僅對電子戰(zhàn)設(shè)備進(jìn)行了試驗，還對使用人員的訓(xùn)練和電子戰(zhàn)作戰(zhàn)戰(zhàn)法的研究起到了積極 作用，為建立高素質(zhì)和高技術(shù)部隊提供支持[13]。

3）實現(xiàn)電子戰(zhàn)能力評估系統(tǒng)標(biāo)準(zhǔn)化通用化

電子戰(zhàn)驗證設(shè)備僅僅提供單方面的技術(shù)性能指標(biāo)和鑒定是不夠的，必須具備電磁兼容性和電子對抗方式的融合，在研制過程中應(yīng)考慮對電子戰(zhàn)裝備的驗證通用性，即應(yīng)符合電子戰(zhàn)裝備典型的信號輻射特征和工作機(jī)理，減少驗證設(shè)備的重復(fù)性設(shè)計與開發(fā)。驗證設(shè)備的通用性設(shè)計應(yīng)從三個方面得以體現(xiàn)，即結(jié)構(gòu)的通用性設(shè)計、電磁兼容的通用性設(shè)計和載體的通用性設(shè)計。結(jié)構(gòu)的通用性設(shè)計應(yīng)運用模塊化技術(shù)，將影響物理指標(biāo)的部件進(jìn)行模塊化，從而適應(yīng)不同的工作要求；電磁兼容的通用性設(shè)計上應(yīng)考慮支持任務(wù)目標(biāo)的最大電磁范圍；載體的通用性設(shè)計中，應(yīng)提高驗證設(shè)備的載體的機(jī)動性，不僅提高實驗設(shè)備的應(yīng)用能力，還能夠在不同的環(huán)境條件下檢驗電子戰(zhàn)裝備的適應(yīng)能力，這對于檢驗電子戰(zhàn)裝備在不同地理環(huán)境下的訓(xùn)練、戰(zhàn)術(shù)研究和運用具有深遠(yuǎn)的意義。

6 結(jié)語

在未來電子戰(zhàn)裝備的發(fā)展、研究和使用過程中，電子戰(zhàn)驗證設(shè)備必將起到越來越重要的作用。跟蹤研究國外先進(jìn)的驗證設(shè)備、研發(fā)理念和運用方法，為我國電子靶場建設(shè)和未來電子戰(zhàn)驗證設(shè)備的發(fā)展提供參考。

[1]System Planning Corporation.Radar Threat Simulator[Z].2012.

[2]Department of Defense Instruction Number 5000.2：Operation of the Defense Acquisition System，5April 2002.

[3]Department of Defense Instruction Number 5000.1：The Defense Acquisition System，23October 2000.

[4]李加祥.外軍電子戰(zhàn)靶場的電磁環(huán)境生成設(shè)備[J].現(xiàn)代防御技術(shù)，1997（2）：8－11.

[5]柯鎮(zhèn)，李松.美軍電子戰(zhàn)試驗場[J].航天電子對抗，2006（5）：36－38.

[6]李家祥.外軍電子戰(zhàn)靶場及實驗技術(shù)研究[R].中國國防科技信息中心研究報告，2001（2）：10－12.

[7]鄧揚建.電子戰(zhàn)是信息戰(zhàn)的核心要素[J].電子對抗技術(shù)，2003（2）：22－25.

[8]郭劍.美國各軍種的電子戰(zhàn)觀點[J].外軍電子戰(zhàn)，2005（2）：15－18.

[9]李家祥.電子戰(zhàn)靶場實驗場景研究[J].航天電子對抗，1988（1）：10－11.

[10]欒孝豐，溫瑞.基于UML和ADC法的艦載反艦導(dǎo)彈武器系統(tǒng)效能評估 [J].計算機(jī)與數(shù)字工程，2010（8）.

[11]鄒偉，劉兵，孫倩.多源信息融合能力評估關(guān)鍵技術(shù)綜述[J].計算機(jī)與數(shù)字工程，2010（3）.

[12]李婧嬌，張友益，許劍，等.基于云理論的多功能電子戰(zhàn)系統(tǒng)作戰(zhàn)效能評估方法[J].計算機(jī)與數(shù)字工程，2010（2）.

[13]李家祥.GPS在電子戰(zhàn)靶場外場實驗中的應(yīng)用探討[J].艦船電子對抗，1995（2）：5－9.