孫連寶，陳行勇

(解放軍91404部隊(duì)，秦皇島 066001)

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雷達(dá)有源干擾效果定量測評(píng)方法研究

孫連寶，陳行勇

(解放軍91404部隊(duì)，秦皇島 066001)

針對(duì)雷達(dá)有源干擾效果定量測評(píng)問題，構(gòu)建了基于動(dòng)態(tài)試驗(yàn)的一體化試驗(yàn)體系，建立了干擾效果評(píng)估模型，優(yōu)化和完善了雷達(dá)有源干擾定量測評(píng)流程，形成一套基于一體化試驗(yàn)思想的雷達(dá)干擾效果綜合試驗(yàn)方法。

雷達(dá)；干擾效果；定量測評(píng)

0 引 言

復(fù)雜電磁環(huán)境下電子裝備指標(biāo)體系的建立和完善、相應(yīng)的測試方法和定量評(píng)估方法的研究與應(yīng)用，是當(dāng)前電子裝備建設(shè)的重點(diǎn)發(fā)展方向。本文針對(duì)雷達(dá)有源干擾效果定量評(píng)估問題，對(duì)雷達(dá)有源干擾效果測評(píng)體系、評(píng)估模型、基于動(dòng)態(tài)試驗(yàn)的定量評(píng)估要素需求、數(shù)據(jù)采集和信干比測量方法、評(píng)估結(jié)果形式、測評(píng)流程等進(jìn)行研究，為測評(píng)系統(tǒng)工程實(shí)現(xiàn)奠定基礎(chǔ)。

1 雷達(dá)有源干擾效果定量測評(píng)體系結(jié)構(gòu)

如何評(píng)價(jià)雷達(dá)對(duì)抗系統(tǒng)作戰(zhàn)效能，雷達(dá)有源干擾效果測量、評(píng)估是重要要素。雷達(dá)有源干擾效果評(píng)估需要的基礎(chǔ)數(shù)據(jù)、測試數(shù)據(jù)、試驗(yàn)過程采集數(shù)據(jù)較多，涉及裝備分機(jī)技術(shù)數(shù)據(jù)、主要器件技術(shù)數(shù)據(jù)、戰(zhàn)術(shù)技術(shù)指標(biāo)試驗(yàn)數(shù)據(jù)、目標(biāo)及平臺(tái)特性數(shù)據(jù)、動(dòng)態(tài)試驗(yàn)態(tài)勢數(shù)據(jù)、裝備工作狀態(tài)和效果數(shù)據(jù)等，同時(shí)綜合試驗(yàn)要實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化以提高試驗(yàn)效率，因此需要相應(yīng)的試驗(yàn)體系支撐，這里首先要構(gòu)建雷達(dá)有源干擾效果定量測評(píng)試驗(yàn)體系。其體系結(jié)構(gòu)如圖1所示[1]。

在海上動(dòng)態(tài)試驗(yàn)階段，實(shí)時(shí)獲取動(dòng)態(tài)試驗(yàn)信息，充分利用目標(biāo)特性、技術(shù)測試和半實(shí)物仿真試驗(yàn)等先驗(yàn)信息，通過信息系統(tǒng)和數(shù)字仿真評(píng)估手段，以實(shí)現(xiàn)試驗(yàn)過程集中控制、數(shù)據(jù)自動(dòng)采集傳輸、試驗(yàn)結(jié)果實(shí)時(shí)處理、裝備性能和作戰(zhàn)效能準(zhǔn)實(shí)時(shí)評(píng)估的目的。

圖1 雷達(dá)有源干擾效果定量測評(píng)體系結(jié)構(gòu)圖

先驗(yàn)信息系統(tǒng)是進(jìn)行雷達(dá)有源干擾效果試驗(yàn)方案設(shè)計(jì)的主要依據(jù)，是干擾效果評(píng)估的重要支撐。?？赵囼?yàn)系統(tǒng)是雷達(dá)有源干擾效果試驗(yàn)主體，在整體試驗(yàn)方案設(shè)計(jì)下完成典型的干擾效果試驗(yàn)。典型試驗(yàn)過程中，實(shí)時(shí)采集、測量干擾效果評(píng)估所需的一系列試驗(yàn)數(shù)據(jù)，傳輸至試驗(yàn)信息中心供效果評(píng)估系統(tǒng)調(diào)用；在試驗(yàn)先驗(yàn)信息系統(tǒng)的支持下以及實(shí)時(shí)采集的典型試驗(yàn)數(shù)據(jù)驅(qū)動(dòng)下，以模型庫、數(shù)據(jù)庫、數(shù)字仿真手段為主體的效果評(píng)估系統(tǒng)進(jìn)行試驗(yàn)結(jié)果的實(shí)時(shí)評(píng)定和作戰(zhàn)效果評(píng)估。

2 雷達(dá)有源干擾效果定量測評(píng)方法

2.1 雷達(dá)有源干擾效果定量評(píng)估基本模型

雷達(dá)以天線主瓣指向目標(biāo)，干擾機(jī)以天線主瓣指向雷達(dá)。一般情況下，干擾機(jī)和被保衛(wèi)的目標(biāo)不配置在一起，所以干擾能量將從雷達(dá)天線旁瓣進(jìn)入雷達(dá)，此時(shí)雷達(dá)將同時(shí)收到目標(biāo)的回波和干擾2個(gè)信號(hào)。根據(jù)干擾原理，雷達(dá)接收機(jī)輸人端外的干擾和信號(hào)功率比即干信比為[2]:

(1)

干擾功率與回波信號(hào)功率比J/S大于或等于功率準(zhǔn)則所要求的壓制系數(shù)Kj時(shí)，便可得出干擾方程的一般表示式:

(2)

式中:PjGj為等效干擾功率，或有效干擾功率；PtGt為等效雷達(dá)功率，或有效雷達(dá)功率。

通過雷達(dá)干擾方程的討論，從空間距離上給出了戰(zhàn)術(shù)上最感興趣的效能指標(biāo)——壓制區(qū)，它最直觀地反映了干擾機(jī)的威力范圍和戰(zhàn)術(shù)效果。

2.2 干擾效果定量測評(píng)度量模型

2.2.1 自衛(wèi)干擾效果定量測評(píng)度量模型

(3)

上式右端，在雷達(dá)、目標(biāo)及干擾機(jī)參數(shù)給定情況下，為一常數(shù)，以R0記之， 因而，式(3)便可寫為Rt≥R0。這說明在自衛(wèi)干擾時(shí)，目標(biāo)與雷達(dá)的距離Rt大于R0的空間都滿足干擾方程，都是壓制區(qū)。Rt=R0時(shí)，是壓制區(qū)的邊界。R0稱為最小有效干擾距離或雷達(dá)最大有效作用距離，最小干擾距離R0是壓制系數(shù)Kj、雷達(dá)的有效功率PtGt和目標(biāo)σ的函數(shù)，通常目標(biāo)σ隨方向具有一定的統(tǒng)計(jì)特性。Rt

2.2.2 支援干擾效果定量測評(píng)度量模型

遠(yuǎn)距離支援干擾是屬于干擾機(jī)不配置在目標(biāo)上的情況，按其空間關(guān)系，設(shè)雷達(dá)天線指向目標(biāo)，干擾機(jī)天線指向雷達(dá)，干擾信號(hào)偏離雷達(dá)天線最大方向的角度為θ，由于θ是個(gè)變量，由公式(2)得最小干擾距離表達(dá)式為[3]:

(4)

(5)

以雷達(dá)為極點(diǎn)，雷達(dá)與干擾機(jī)連線為極軸，建立極坐標(biāo)系。以θ為自變量，繪出Dt所滿足的曲線。由曲線可知，它是以干擾機(jī)和雷達(dá)的連線為軸、兩邊對(duì)稱于此連線的一個(gè)心形曲線。于是壓制區(qū)為該心形曲線之外的區(qū)域，而該心形曲線之內(nèi)的區(qū)域?yàn)楸┞秴^(qū)，飛至暴露區(qū)內(nèi)的運(yùn)動(dòng)目標(biāo)將被雷達(dá)發(fā)現(xiàn)。示意圖如圖2所示。

圖2 干擾機(jī)對(duì)運(yùn)動(dòng)目標(biāo)的壓制區(qū)(H一定時(shí))

2.3 干擾效果測評(píng)基本方法

自衛(wèi)干擾、支援干擾效果測評(píng)分別實(shí)施，基本測評(píng)方法及流程如下：

(1) 對(duì)干擾機(jī)和雷達(dá)對(duì)抗系統(tǒng)進(jìn)行靜態(tài)測試，確認(rèn)技術(shù)狀態(tài)；選定配試?yán)走_(dá)并對(duì)配試?yán)走_(dá)進(jìn)行靜態(tài)測試，確認(rèn)技術(shù)狀態(tài)。

(3) 測試自衛(wèi)平臺(tái)和空(海)雷達(dá)目標(biāo)的RCS(即σ，隨入射角度變化的變量，是入射角的函數(shù))值。

(4) 進(jìn)行靜態(tài)干擾效果試驗(yàn)，選擇干擾樣式。

(5) 分別進(jìn)行自衛(wèi)干擾和支援干擾最小干擾距離動(dòng)態(tài)試驗(yàn)，通過實(shí)時(shí)判定干擾效果，確定本次試驗(yàn)最小干擾距離，同時(shí)測試或推算相應(yīng)時(shí)刻的干擾壓制系數(shù)Kj、相對(duì)雷達(dá)的被保護(hù)平臺(tái)姿態(tài)角(以確定相應(yīng)時(shí)刻的σ值)；支援干擾的同時(shí)測試干擾機(jī)與目標(biāo)相對(duì)雷達(dá)的θ角、干擾距離Rj。

(6) 最小干擾距離校驗(yàn)、干擾壓制系數(shù)Kj統(tǒng)計(jì)回歸計(jì)算。

(7) 應(yīng)用數(shù)字仿真評(píng)估手段，計(jì)算并繪制干擾壓制區(qū)評(píng)定干擾效果；并針對(duì)作戰(zhàn)對(duì)象及目標(biāo)特性評(píng)估雷達(dá)對(duì)抗裝備作戰(zhàn)性能。

2.4 干擾效果測評(píng)用例

這里以艦載自衛(wèi)干擾效果測評(píng)為例，定性說明測評(píng)方法基本應(yīng)用。

第1階段：靜態(tài)測試和基礎(chǔ)試驗(yàn)

對(duì)被試干擾機(jī)進(jìn)行靜態(tài)測試，測試被試干擾機(jī)有效干擾功率PjGj；選定配試?yán)走_(dá)并對(duì)配試?yán)走_(dá)進(jìn)行靜態(tài)測試，測試配試?yán)走_(dá)的有效雷達(dá)功率PtGt； 測試自衛(wèi)平臺(tái)(艦艇)的RCS方位特性。

第2階段：最小干擾距離動(dòng)態(tài)試驗(yàn)

選擇最佳干擾樣式，分別進(jìn)行5次最小干擾距離動(dòng)態(tài)試驗(yàn)，通過實(shí)時(shí)判定干擾效果，確定本次試驗(yàn)最小干擾距離和相對(duì)雷達(dá)的被保護(hù)艦艇姿態(tài)角(以確定相應(yīng)時(shí)刻的σ值)；同時(shí)利用式(3)實(shí)時(shí)或事后推算最小干擾距離對(duì)應(yīng)的干擾壓制系數(shù),如表1所示。

表1 最小干擾距離動(dòng)態(tài)試驗(yàn)表

第3階段：干擾效能評(píng)估

3 結(jié)束語

基于動(dòng)態(tài)試驗(yàn)的一體化試驗(yàn)是電子裝備鑒定的高級(jí)模式，符合信息化建設(shè)的發(fā)展趨勢。一體化試驗(yàn)條件下雷達(dá)干擾效果的測量、評(píng)估，具有系統(tǒng)性和實(shí)時(shí)性強(qiáng)、自動(dòng)化程度高、數(shù)據(jù)利用充分和高度綜合等特點(diǎn)，是試驗(yàn)鑒定和性能評(píng)估的發(fā)展方向。雷達(dá)有源干擾效果測量方法、評(píng)估模型、測評(píng)流程具有較強(qiáng)的針對(duì)性和可操作性。

[1] 王國玉,汪連棟.雷達(dá)電子戰(zhàn)系統(tǒng)數(shù)字仿真與評(píng)估[M].北京：國防工業(yè)出版社，2004.

[2] 丁鷺飛,耿富錄.雷達(dá)原理[M].西安：西安電子科技大學(xué)出版社，1997.

[3] 趙國慶.雷達(dá)對(duì)抗原理[M].西安：西安電子科技大學(xué)出版社，1999.

Research into Quantitative Measurement Method of Radar's Active Jamming Effect

SUN Lian-bao，CHEN Hang-yong

(Unit 91404 of PLA,Qinhuangdao 066001,China)

Aiming at the quantitative measurement of radar's active jamming effect,this paper establishes an integrated test system based on dynamic test,sets up an evaluation model of radar jamming effect,optimizes and perfects the quantitative measurement process of radar's active jamming effect,forms a set of comprehensive test method of radar's active jamming effect based on the thought of integrated test.

radar;jamming effect;quantitative measurement

2015-06-01

TN974

A

CN32-1413(2015)04-0093-04

10.16426/j.cnki.jcdzdk.2015.04.024