劉松濤，劉振興，姜寧

（海軍大連艦艇學(xué)院，遼寧大連116018）

艦載箔條沖淡干擾效果在線評(píng)估方法*

劉松濤，劉振興，姜寧

（海軍大連艦艇學(xué)院，遼寧大連116018）

針對(duì)作戰(zhàn)應(yīng)用時(shí)電子對(duì)抗干擾效果的在線評(píng)估問題，以艦載箔條沖淡干擾為例，提出基于我方干擾裝備和被保護(hù)目標(biāo)的實(shí)際狀態(tài)和預(yù)期狀態(tài)的差別進(jìn)行評(píng)估。具體思路是綜合考慮干擾彈發(fā)射延誤、是否出現(xiàn)啞彈等作戰(zhàn)使用因素對(duì)干擾成功概率的影響，結(jié)合艦載箔條沖淡干擾的干擾成功概率理論模型，實(shí)現(xiàn)干擾效果的在線評(píng)估。仿真結(jié)果表明，新方法對(duì)干擾效果的評(píng)估更具有實(shí)際應(yīng)用價(jià)值。

沖淡干擾，干擾效果，在線評(píng)估

0 引言

干擾效果評(píng)估是水面艦艇電子對(duì)抗系統(tǒng)作戰(zhàn)使用研究的一個(gè)重要課題。通過評(píng)判干擾效果的好壞，可以指導(dǎo)電子對(duì)抗系統(tǒng)在技術(shù)研究、裝備研制及使用過程中采取相應(yīng)的對(duì)策。當(dāng)前干擾效果評(píng)估的基本思路是利用有或無干擾條件下導(dǎo)彈末制導(dǎo)系統(tǒng)的某些性能或效能參數(shù)作為評(píng)估指標(biāo)，比如：信干比、最大探測(cè)距離、探測(cè)區(qū)域、壓制系數(shù)、發(fā)現(xiàn)概率、欺騙概率等變化來度量干擾效果；也提出了諸如信息準(zhǔn)則、功率準(zhǔn)則、效率準(zhǔn)則、概率準(zhǔn)則等一系列評(píng)估準(zhǔn)則。這類干擾效果評(píng)估方法可以實(shí)施的前提是已知敵方末制導(dǎo)系統(tǒng)的性能參數(shù)變化情況。這種評(píng)估應(yīng)用在電子對(duì)抗裝備的試驗(yàn)和訓(xùn)練中完全可行，因?yàn)閷?shí)驗(yàn)或訓(xùn)練時(shí)，敵我雙方裝備性能參數(shù)的變化情況都是已知的，但在實(shí)戰(zhàn)條件下由于缺乏直接從敵方獲取的評(píng)估指標(biāo)數(shù)據(jù)，將會(huì)導(dǎo)致無法實(shí)施干擾效果評(píng)估［1］。

針對(duì)作戰(zhàn)應(yīng)用時(shí)干擾效果的在線評(píng)估問題，國(guó)內(nèi)外相關(guān)單位都非常重視。目前的評(píng)估方法主要是基于偵察信息的變化進(jìn)行評(píng)估。文獻(xiàn)［2］利用干擾方在實(shí)施干擾前后其偵察設(shè)備接收雷達(dá)信號(hào)所攜帶的被干擾信息（比如戰(zhàn)術(shù)改頻、采用不同的工作模式等），分析雷達(dá)遭受干擾后可能采取的措施，以及采取這些措施后干擾方偵察接收機(jī)信號(hào)的改變情況；文獻(xiàn)［3］以多功能相控陣體制雷達(dá)為干擾研究對(duì)象，從雷達(dá)對(duì)抗裝備作戰(zhàn)應(yīng)用層面提出了對(duì)相控陣?yán)走_(dá)實(shí)施有源干擾的干擾效果評(píng)估方法和基本原則。本文以艦載箔條沖淡干擾為例，提出基于我方干擾裝備和被保護(hù)目標(biāo)的實(shí)際狀態(tài)和預(yù)期狀態(tài)的差別進(jìn)行評(píng)估。具體思路是綜合考慮干擾彈發(fā)射延誤、是否出現(xiàn)啞彈等對(duì)干擾成功概率的影響，結(jié)合艦載箔條沖淡干擾的干擾成功概率理論模型，在線評(píng)估本次干擾的成功概率。

1 箔條沖淡干擾效果的理論評(píng)估模型

箔條沖淡干擾成功概率用空域和時(shí)域一起搜索、捕捉目標(biāo)的概率來表示，具體為：

其中，num為假目標(biāo)個(gè)數(shù)，Pb和Pf分別是未釋放箔條干擾彈時(shí)反艦導(dǎo)彈末制導(dǎo)雷達(dá)系統(tǒng)在平臺(tái)制導(dǎo)系統(tǒng)引導(dǎo)下搜索和捕捉真目標(biāo)和干擾目標(biāo)的概率［4］，ECT是時(shí)域干擾效能。求解過程中，需要建立導(dǎo)彈捕捉目標(biāo)的概率模型和時(shí)域干擾效能模型，具體模型如下：

1.1 末制導(dǎo)雷達(dá)系統(tǒng)在平臺(tái)制導(dǎo)系統(tǒng)引導(dǎo)下搜索和捕捉目標(biāo)的概率模型

反艦導(dǎo)彈自控終點(diǎn)在x、y方向上的概率密度為

式中：x，y分別為導(dǎo)彈末制導(dǎo)雷達(dá)開鎖點(diǎn)的縱向、側(cè)向散布誤差；σx，σy分別為導(dǎo)彈末制導(dǎo)開機(jī)點(diǎn)在距離方向和方位方向的散布標(biāo)準(zhǔn)偏差。

在射擊理論中，正態(tài)分布有著廣泛的應(yīng)用，但描述其散布特征的往往不用均方差σ，而是用概率誤差E。σ和E兩者之間的關(guān)系為

所以

1.2 時(shí)域干擾效能評(píng)估模型

設(shè)箔條彈飛行時(shí)間為TF，箔條云形成時(shí)間為TXC，箔條云留空時(shí)間為TLK，箔條彈于某時(shí)刻ts發(fā)射，反艦導(dǎo)彈完成自控飛行時(shí)間后結(jié)束于某時(shí)刻tm，則時(shí)域干擾效能為

2 作戰(zhàn)使用對(duì)箔條沖淡干擾效果影響的修正模型

2.1 干擾彈發(fā)射延誤對(duì)干擾效果影響的修正

主要考察發(fā)射時(shí)間變化對(duì)干擾效果的影響。改變發(fā)射延誤時(shí)間，可以得到干擾成功概率隨發(fā)射延誤時(shí)間的變化曲線。

2.2 啞彈對(duì)干擾效果影響的修正

主要考察干擾彈發(fā)射數(shù)量變化對(duì)干擾效果的影響，比如出現(xiàn)啞彈或彈本身數(shù)量不滿足要求，體現(xiàn)在干擾效果評(píng)估模型中num的變化。

3 箔條沖淡干擾成功概率的綜合評(píng)估模型

通過對(duì)作戰(zhàn)使用影響因素的逐個(gè)分析，發(fā)現(xiàn)：①延遲時(shí)間不同，會(huì)導(dǎo)致不同的干擾效果。當(dāng)延遲時(shí)間大于某個(gè)閾值時(shí)，干擾無效；②若出現(xiàn)啞彈，干擾肯定受影響。啞彈數(shù)的增加將會(huì)導(dǎo)致干擾成功概率降低。因此，綜合評(píng)估模型要統(tǒng)籌考慮這兩個(gè)作戰(zhàn)使用影響因素，以及箔條沖淡干擾效果的理論評(píng)估模型，才能得出合理的干擾效果評(píng)估結(jié)論。評(píng)估流程見圖1。

4 仿真驗(yàn)證

仿真初始條件為：仿真時(shí)刻從導(dǎo)彈發(fā)射開始計(jì)算；導(dǎo)彈參數(shù)為自控距離101 000 m，導(dǎo)彈飛行速度300 m/s，距離近波門7 000 m，距離遠(yuǎn)波門32 000 m，波束寬度5°，天線掃描范圍45°；干擾彈參數(shù)為發(fā)射時(shí)刻320 s，形成時(shí)間7 s，持續(xù)時(shí)間360 s，默認(rèn)發(fā)射個(gè)數(shù)為4枚。

4.1 箔條沖淡干擾效果的理論評(píng)估模型仿真

令干擾彈的發(fā)射時(shí)刻為320 s，干擾彈發(fā)射個(gè)數(shù)為4，利用式（1）可以獲得該發(fā)射方案的干擾成功概率，見圖2。一方面，時(shí)域干擾成功概率為1，說明干擾彈發(fā)射后，導(dǎo)彈末制導(dǎo)頭才開機(jī)，時(shí)域重合。另一方面，由于真目標(biāo)和干擾目標(biāo)的位置不同，導(dǎo)彈捕捉真假目標(biāo)的概率也不同。最終，由于箔條彈的干擾作用，導(dǎo)彈捕捉真目標(biāo)的概率下降。

4.2 作戰(zhàn)使用對(duì)箔條沖淡干擾效果影響的修正模型仿真

在理論評(píng)估模型的基礎(chǔ)上，更改作戰(zhàn)使用的影響因素，進(jìn)行干擾效果影響的修正效果仿真。

4.2.1 干擾彈發(fā)射延誤對(duì)干擾效果的影響

通過仿真來發(fā)現(xiàn)干擾彈不同延遲時(shí)間的影響，延遲時(shí)間以0.1 s為間隔進(jìn)行仿真。延遲時(shí)間是橫坐標(biāo)，干擾成功概率為縱坐標(biāo)，得出延遲時(shí)間對(duì)干擾效果的影響。分析圖3發(fā)現(xiàn)，延遲時(shí)間對(duì)干擾效果的影響存在一個(gè)閾值。若延遲時(shí)間大于該閾值，則干擾無效；否則，干擾有效。

4.2.2 是否啞彈對(duì)干擾效果的影響

隨著干擾彈個(gè)數(shù)的增加，意味著假目標(biāo)個(gè)數(shù)增加了，因此，干擾成功概率肯定也增加。圖4為干擾成功概率隨干擾彈個(gè)數(shù)變化的曲線，與理論分析完全吻合，其中橫坐標(biāo)為干擾彈個(gè)數(shù)，縱坐標(biāo)為干擾成功概率。

4.3 箔條沖淡干擾成功概率的綜合評(píng)估模型仿真

針對(duì)不同的發(fā)射延遲時(shí)間和啞彈數(shù)，點(diǎn)擊“在線干擾效果評(píng)估”按鈕，可以得到干擾效果的綜合評(píng)估結(jié)果。比如：針對(duì)干擾彈發(fā)射時(shí)刻為320 s，干擾彈個(gè)數(shù)為4，理論評(píng)估結(jié)果為63.99%；當(dāng)發(fā)射延遲時(shí)間為5 s，啞彈數(shù)為1時(shí)，在線評(píng)估干擾成功概率為59.99%。結(jié)果說明，延遲時(shí)間和啞彈數(shù)使箔條彈的沖淡干擾成功概率降低。

5 結(jié)論

本文針對(duì)作戰(zhàn)使用時(shí)艦載箔條沖淡干擾效果評(píng)估問題，建立了導(dǎo)彈的捕捉概率模型和時(shí)域干擾效果模型，構(gòu)成了干擾效果評(píng)估的理論模型，分析了作戰(zhàn)使用對(duì)干擾效果的影響因素，比如：干擾彈發(fā)射的延遲時(shí)間、是否出現(xiàn)啞彈等，對(duì)干擾效果評(píng)估的理論模型進(jìn)行修正，得到干擾效果評(píng)估的綜合模型，實(shí)現(xiàn)干擾效果的在線評(píng)估。仿真結(jié)果表明，新方法對(duì)干擾效果的評(píng)估更具有實(shí)際應(yīng)用價(jià)值。

［1］林連雷.支持向量機(jī)算法及其在雷達(dá)干擾效果評(píng)估中的應(yīng)用研究［D］.哈爾濱：哈爾濱工業(yè)大學(xué)，2009.

［2］李潮，周金泉.基于干擾方的干擾效果評(píng)估研究［J］.電子信息對(duì)抗技術(shù)，2008，23（2）：46-49.

［3］安紅，楊莉，高由兵，等.基于作戰(zhàn)應(yīng)用的相控陣?yán)走_(dá)干擾效果評(píng)估方法初探［J］.電子信息對(duì)抗技術(shù)，2014，29（3）：42-46.

［4］周剛，姜寧，戎華.艦艇電子戰(zhàn)系統(tǒng)作戰(zhàn)使用［M］.北京：海潮出版社，2007.

［5］傅婷華，張波，王斌.大型艦載箔條質(zhì)心干擾防御反艦導(dǎo)彈仿真［J］.火力與指揮控制，2014，40（12）：100-103.

Online Evaluation Method of the Jamming Effects of Shipborne Chaff Dilution

LIU Song-tao，LIU Zhen-xing，JIANG Ning
（Dalian Naval Academy，Dalian 116018，China）

In order to solve the online evaluation problem of jamming effects of electronic countermeasure in the case of operation use，take shipborne chaff dilution jamming for example，the evaluation method is presented according to the difference of practical state and expectant state of jamming equipment and protected ship.The specific idea is considering the factors of operation use，such as launching delay of jamming bomb，the emergence of the dud，etc.，which influences the jamming effects，combined with theoretical evaluation model of jamming effects of chaff dilution jamming，and implementing the online evaluation of jamming effects.The simulation results show that the novel method is more practical for the evaluation of jamming effects in the case of operation use.

chaff dilution，jamming effects，online evaluation

E94；TJ761

A

1002-0640（2017）01-0114-03

2015-11-05

2016-01-07

國(guó)家自然科學(xué)基金資助項(xiàng)目（61303192）；中國(guó)博士后基金資助項(xiàng)目（2015M572694）

劉松濤（1978-），男，河南孟津人，博士后，副教授，碩士生導(dǎo)師。研究方向：電子對(duì)抗、圖像處理、光電工程等。