韓 偉

（解放軍91404部隊，秦皇島 066001）

0 引 言

影響舷外雷達有源誘餌干擾效果的因素很多，必須考慮各個因素對試驗結果的影響，才能對裝備進行全面的考核。在多因素、多水平試驗中，如果對多個因素每個水平都相互搭配進行試驗，需要做的試驗次數(shù)就會很多。比如對四因素三水平的全面試驗需要進行81次試驗。要做這么多的試驗，不僅要花費大量的人力、物力，而且消耗大量的彈量，顯然是很困難的。

因此應當尋求各種不同試驗變量和不同水平之間的合理搭配，在不影響試驗效果的前提下，盡可能減少試驗次數(shù)。正交試驗設計是解決這個問題的有效辦法。本文用正交設計的方法對舷外雷達有源誘餌干擾效果試驗進行設計。

1 正交試驗設計方法介紹

正交設計是根據(jù)正交性準則來進行試驗設計的，其主要工具是正交表。根據(jù)試驗目的，確定影響考核項目的因素和各因素的水平，通過對具體問題的分析，選出主要因素，略去次要因素；在因素確定后，再確定各因素的水平數(shù)，重要的因素或者特別希望詳細了解的因素水平可多一些，其余的可少一些；然后選擇合適的正交表，對試驗方案進行設計［1］。

2 影響舷外雷達有源誘餌干擾效果試驗的因素分析

2.1 導彈來襲方位

舷外有源干擾誘餌的干擾機理是利用雷達跟蹤目標能量質心這一特點，在雷達所跟蹤的目標艦附近布放舷外有源干擾誘餌，該誘餌接收到導彈末制導信號后，將信號放大轉發(fā)給導彈末制導雷達，末制導雷達就收到了目標艦和舷外有源干擾誘餌轉發(fā)的2個目標回波信號，從而跟蹤真、假目標的能量質心［2］。

艦艇的雷達截面積（RCS）與艦艇上層建筑的組成結構有很大的關系，在測量雷達頻率不變時，艦艇360°方位上所反射的電磁波功率隨著雷達波束相對入射角的不同而不同，即雷達截面積是一個變值。隨著艦艇相對于測量雷達方向的姿態(tài)不同，艦艇將呈現(xiàn)出大小不一的雷達截面積值。導彈的來襲方向相對于艦艇可以認為是360°范圍內的不可預知事件。為了全面評判艦載舷外雷達有源誘餌對艦艇的保護效果，應考慮艦艇相對于末制導雷達方向各種不同姿態(tài)條件下，測量其干擾效果。但這樣會使試驗消耗非常大，試驗周期也不允許。一般選擇幾個特征方向進入發(fā)射點，最后綜合評判試驗結果。

2.2 導彈末制導雷達導引頭類型

導引頭的類型是影響舷外雷達有源誘餌干擾效果的重要因素，這里考慮2種：一種是常規(guī)體制的末制導雷達；一種是相參體制的末制導雷達。

2.3 目標艦與導引頭的距離

設末制導雷達的發(fā)射功率為Pt，天線增益為Gt，雷達與誘餌的距離為R，則在誘餌處，雷達輻射波的功率密度為：

假設誘餌是一個RCS為σ的目標，則在末制導雷達處，目標散射波功率密度為：

設舷外誘餌發(fā)射功率為Pr，天線增益為Gr，在末制導雷達處，舷外誘餌輻射的功率密度為：

（2）、（3）兩式相等，計算得：

當誘餌輻射功率確定時，定義：K＝4π·PrGr，K為常數(shù)。

則誘餌轉發(fā)干擾的等效RCS為：

式中：PtGt為末制導雷達發(fā)射功率；R為末制導雷達與誘餌的距離。

由以上分析可知，有源誘餌等效RCS是距離R的二次函數(shù)，在不同的試驗距離上有源誘餌等效RCS是不同的。有源誘餌的等效RCS與距離的平方成正比，因此末制導雷達布設距離不同，其形成的效果也不同。誘餌隨著與導引頭距離的拉近，其等效RCS值減小，因此目標艦與導引頭的距離是影響干擾效果的因素之一。

2.4 誘餌布放距離

在有源誘餌位于末制導雷達尋的頭分辨單元的前提條件下，有源誘餌布放距離影響對艦艇的保護效果。誘餌橫向布放距離較遠時，由于有源干擾的特點，誘餌在質心對抗過程中能獲得較大的優(yōu)勢，從而干擾效果較好；誘餌橫向布放距離較近時，隨著彈目距離的減小，誘餌的等效雷達截面積下降較快，在質心對抗過程中并不占優(yōu)勢，從而掩護目標面積也相對減小較多。但是，誘餌布放距離過遠，過早形成導彈跟蹤誘餌單一目標的情況，導彈可能重新搜捕真目標。因此，誘餌的橫向布放距離是影響干擾效果的重要因素之一［3］。

3 利用正交表進行試驗設計

通過對影響舷外雷達有源誘餌干擾效果的因素進行分析，下面以表1舷外雷達有源誘餌干擾效果試驗因素與水平表中選擇的因素和水平為例，進行正交設計。

表1 舷外雷達有源誘餌干擾效果試驗因素與水平表

如表1所示，干擾效果試驗中有4個因素，其中1個因素是四水平的，3個因素是二水平的。選用混合正交表L8（41×24），如表2所示。

表2舷外雷達有源誘餌干擾效果試驗正交表

通過表2可以看出，這8個航次的試驗可以對影響試驗結果的各個因素的每個水平進行隨機均衡搭配，較充分地代表了全部的試驗。試驗航次及參數(shù)設置如表3所示。

表3_舷_外雷達有源誘餌干擾效果試驗參數(shù)設置表

4 正交試驗的數(shù)據(jù)分析

正交試驗設計的數(shù)據(jù)分析主要有直觀分析、級差分析、方差分析、回歸分析等4種方法。下面采用方差分析法對試驗結果進行分析［4］：

（1）計算總離差的平方和ST

式中：n為試驗次數(shù)；xk為試驗結果。

（2）計算各因素離差的平方和

下面以計算因素A的離差的平方和SA為例加以說明：

式中：Ki為因素A的第i個水平a次試驗結果的和。

（3）計算試驗誤差的離差的平方和SE

（4）計算平均離差平方和

（5）計算F比

將各因素的平均離差的平方和與誤差的平均離差平方和相比，得出F值，這個比值的大小反映了各因素對試驗結果影響程度的大小。

（6）對因素進行顯著性檢驗。

下面以表4中的試驗設計及結果為例，對試驗結果進行方差分析。

試驗結果計算表見表5。

表4 試驗結果

表5 試驗結果計算表

列出方差分析表，見表6。

表6 方差分析表

查F分布表，當自由度為2、誤差為18時，對于顯著性水平α＝0.05，臨界值F0.05（2，18）＝3.555；對于顯著性水平α＝0.10，臨界值F0.10（2，18）＝2.623 9。

從F值和臨界值的比較來看，因素C是顯著性因素。本例中，因素影響從大到小的順序為CDBA，選定的最優(yōu)方案應為A2B1（3）C2D2。

5 結束語

有源誘餌是對抗反艦導彈新的技術手段，是艦艇電子對抗的一個重要發(fā)展方向。本文從被試裝備的戰(zhàn)術、技術性能和作戰(zhàn)使用性能指標評定出發(fā)，在接近武器裝備實際使用的條件下，選擇和控制影響試驗的各種因素及其水平，合理選取試驗樣本，進行試驗設計，使得能夠從獲取的試驗數(shù)據(jù)中推斷出被試裝備的總體性能。

［1］ 陳魁.試驗設計與分析［M］.北京：清華大學出版社，2011.

［2］ 許政，王強，于勇.舷外有源誘餌干擾作戰(zhàn)使用研究［J］.現(xiàn)代電子技術，2010（21）：61-64.

［3］ 鄧杏松.艦載舷外有源誘餌干擾效果研究與分析［J］.艦船電子對抗，2011（6）：45-47.

［4］ 李云雁，胡傳榮.試驗設計與數(shù)據(jù)處理［M］.北京：化學工業(yè)出版社，2012.