郭新民, 王　旭, 魏國(guó)華

(1. 北京理工大學(xué)信息與電子學(xué)院, 北京 100081; 2. 中國(guó)人民解放軍92785部隊(duì), 河北 秦皇島 066200)

0　引　言

隨著戰(zhàn)場(chǎng)環(huán)境日趨復(fù)雜,警戒雷達(dá)作為防衛(wèi)國(guó)土安全的“衛(wèi)士”,成為敵方電子戰(zhàn)系統(tǒng)攻擊的重點(diǎn)目標(biāo),以削弱甚至摧毀雷達(dá)系統(tǒng)的效能。因此,軍方對(duì)雷達(dá)在干擾環(huán)境下的探測(cè)性能提出了更高的要求,以提高雷達(dá)的作戰(zhàn)能力,客觀評(píng)估雷達(dá)的抗干擾性能成為軍方與雷達(dá)研制方共同關(guān)注的重點(diǎn)[1]?，F(xiàn)役雷達(dá)的抗干擾性能通常以定性方式進(jìn)行描述,沒(méi)有進(jìn)行定量評(píng)估,軍方無(wú)法確切掌握雷達(dá)在復(fù)雜電磁環(huán)境下的真實(shí)探測(cè)性能。而軍方作為雷達(dá)的使用者,必需充分掌握各雷達(dá)的真實(shí)性能才能對(duì)其進(jìn)行合理的布站,使雷達(dá)間有效地配合,充分發(fā)揮各雷達(dá)的優(yōu)勢(shì)、彌補(bǔ)各自的不足,達(dá)到有效的防空警戒的目的[2-4]。因此,需要一套雷達(dá)抗干擾性能的定量評(píng)估方法以衡量雷達(dá)在干擾環(huán)境下的真實(shí)探測(cè)性能[1]。

原則上講,在復(fù)雜電磁環(huán)境下進(jìn)行大量雷達(dá)對(duì)抗試驗(yàn),測(cè)取大量數(shù)據(jù)并進(jìn)行處理,再基于戰(zhàn)術(shù)應(yīng)用準(zhǔn)則提出的指標(biāo)評(píng)估雷達(dá)的抗干擾性能,計(jì)算出的最終結(jié)論是最可靠的[5]。但實(shí)際上,限于試驗(yàn)經(jīng)費(fèi)、空中兵力、干擾兵力及試驗(yàn)空域的協(xié)調(diào)等因素的制約,對(duì)雷達(dá)進(jìn)行大量抗干擾試驗(yàn)是難以實(shí)現(xiàn)的。全面、客觀地評(píng)估雷達(dá)的抗干擾性能存在以下困難。第一,雷達(dá)研制方提出的性能指標(biāo)往往只以一種形式說(shuō)明,這種情況下用理論分析和仿真的方法來(lái)評(píng)估雷達(dá)性能是較易實(shí)現(xiàn)的,但將其轉(zhuǎn)到一個(gè)具體的測(cè)試目標(biāo)及建立測(cè)試所需的氣象、海浪或地物雜波環(huán)境時(shí)則很困難,要使外場(chǎng)測(cè)試結(jié)果有意義,必須把雷達(dá)設(shè)計(jì)指標(biāo)轉(zhuǎn)化為實(shí)際的目標(biāo)和環(huán)境,并且能再轉(zhuǎn)換回來(lái)。第二,外場(chǎng)測(cè)試時(shí),要在自然環(huán)境下對(duì)雷達(dá)施加電子干擾,以檢驗(yàn)雷達(dá)在干擾環(huán)境下的工作性能,然而在戰(zhàn)場(chǎng)環(huán)境下,雷達(dá)將對(duì)抗敵方的多種威脅或電子干擾,雷達(dá)與敵方電子戰(zhàn)系統(tǒng)之間的對(duì)抗是一個(gè)動(dòng)態(tài)博弈過(guò)程,包含了大量的不確定因素。隨著電子技術(shù)的飛速發(fā)展,對(duì)雷達(dá)的干擾技術(shù)也在不斷提高,雷達(dá)在對(duì)抗某一種干擾時(shí)表現(xiàn)優(yōu)越,并不能說(shuō)明該雷達(dá)在對(duì)抗其他干擾時(shí)同樣優(yōu)越。因此,要使雷達(dá)抗干擾性能的定量評(píng)估結(jié)果有意義,必須說(shuō)明雷達(dá)外場(chǎng)測(cè)試的環(huán)境條件,包括動(dòng)目標(biāo)、雜波反射、氣象、人為干擾、其他干擾以及企圖截獲雷達(dá)信號(hào)的電子支援措施等[6-7]。綜上所述,定量評(píng)估雷達(dá)的抗干擾性能難度很大。

評(píng)估雷達(dá)的抗干擾性能是一個(gè)多指標(biāo)綜合評(píng)估的過(guò)程,其中建立雷達(dá)抗干擾性能指標(biāo)體系(以下簡(jiǎn)稱“指標(biāo)體系”)是評(píng)估問(wèn)題的重點(diǎn),指標(biāo)體系應(yīng)能客觀、全面地反映雷達(dá)的抗干擾性能[1]。文獻(xiàn)[8-18]分別提出了指標(biāo)體系,但對(duì)于不同功能的雷達(dá),只提出了一套評(píng)估指標(biāo)體系。然而在典型戰(zhàn)場(chǎng)環(huán)境下,不同功能的雷達(dá)肩負(fù)的職責(zé)不同,將對(duì)抗不同樣式的電子干擾,對(duì)其評(píng)估的重點(diǎn)也不相同。因此,用同一套評(píng)估指標(biāo)體系評(píng)估不同功能的雷達(dá)在不同干擾環(huán)境下的抗干擾性能并不準(zhǔn)確,需要對(duì)雷達(dá)抗干擾性能評(píng)估方法進(jìn)行細(xì)化。本文針對(duì)岸基兩坐標(biāo)警戒雷達(dá)(以下簡(jiǎn)稱“警戒雷達(dá)”)的抗干擾性能進(jìn)行分析,針對(duì)警戒雷達(dá)在典型戰(zhàn)場(chǎng)環(huán)境下對(duì)抗的有源干擾,對(duì)不同的干擾采用相對(duì)應(yīng)的指標(biāo)體系進(jìn)行評(píng)估?，F(xiàn)代的軍用雷達(dá)通常是作為軍事武器系統(tǒng)一個(gè)必備的組成部分,不同功能的雷達(dá)都是直接或間接為后端的武器系統(tǒng)服務(wù)的。因此,確定指標(biāo)體系時(shí),必須把雷達(dá)與武器系統(tǒng)聯(lián)系起來(lái),根據(jù)武器系統(tǒng)對(duì)雷達(dá)的需求,建立最終的評(píng)估指標(biāo)[5]。雷達(dá)抗干擾性能的評(píng)估貫穿于從系統(tǒng)分析設(shè)計(jì)到外場(chǎng)測(cè)試整個(gè)過(guò)程的[19-21]。本文從雷達(dá)的系統(tǒng)設(shè)計(jì)指標(biāo)與外場(chǎng)測(cè)試兩個(gè)方面考慮,通過(guò)合理的多層結(jié)構(gòu)分析,針對(duì)噪聲干擾與密集假目標(biāo)干擾分別構(gòu)建了指標(biāo)體系,綜合運(yùn)用層次分析法(analytic hierarchy process, AHP)與專家統(tǒng)計(jì)分析法確定各指標(biāo)權(quán)重,運(yùn)用AHP對(duì)雷達(dá)的抗干擾性能進(jìn)行定量評(píng)估。

1　警戒雷達(dá)抗干擾性能評(píng)估指標(biāo)體系

在雷達(dá)的系統(tǒng)設(shè)計(jì)階段進(jìn)行抗干擾性能評(píng)估時(shí),必須根據(jù)雷達(dá)的使命任務(wù)需求及其工作的背景環(huán)境確定雷達(dá)的各種工作方式及其性能,即必須確定一套可行的系統(tǒng)級(jí)技術(shù)指標(biāo),以說(shuō)明雷達(dá)要實(shí)現(xiàn)的全部功能。因此,可以在理論上基于雷達(dá)的系統(tǒng)設(shè)計(jì)指標(biāo)初步評(píng)估雷達(dá)的工作性能。另一方面,理論分析的方法尚未發(fā)展到足以精確預(yù)測(cè)雷達(dá)性能的程度,所以需要對(duì)雷達(dá)進(jìn)行外場(chǎng)測(cè)試以檢驗(yàn)系統(tǒng)設(shè)計(jì)指標(biāo)的合理性及抗干擾技術(shù)或算法的有效性。但是,大多數(shù)雷達(dá)性能的外場(chǎng)測(cè)試結(jié)論具有統(tǒng)計(jì)特性,限于雷達(dá)探測(cè)的合作目標(biāo)、干擾兵力及經(jīng)費(fèi)等條件的限制,不可能進(jìn)行大量的雷達(dá)對(duì)抗外場(chǎng)測(cè)試以評(píng)估雷達(dá)性能。因此,本文基于理論分析與外場(chǎng)測(cè)試兩方面構(gòu)建評(píng)估指標(biāo)體系。

1.1　理論分析

1.1.1基本技術(shù)指標(biāo)

噪聲干擾下的雷達(dá)作用距離[22]、測(cè)距(時(shí)延)精度及測(cè)角精度[23]的公式為

(1)

(2)

(3)

(4)

文獻(xiàn)[23]提出用抗干擾改善因子(electronic counter-countermeasures improvement factor, EIF)來(lái)評(píng)估雷達(dá)的抗干擾性能,其計(jì)算公式為

(5)

式中,(S/J)K為雷達(dá)采取抗干擾技術(shù)后的輸出信干比；(S/J)0為未采取抗干擾技術(shù)的輸出信干比。由式(5)可以得出,EIF可以直觀地反映雷達(dá)采取抗干擾技術(shù)后信干比改善的程度,但無(wú)法確定改善后的信干比與雷達(dá)檢測(cè)目標(biāo)所要求的信干比之間的關(guān)系。另一方面,由于EIF是關(guān)于靈敏度時(shí)間控制、天線的垂直方向圖和目標(biāo)的雷達(dá)截面積的函數(shù),因此,當(dāng)雷達(dá)受干擾時(shí)雷達(dá)采取抗干擾技術(shù)這一較短的時(shí)間內(nèi),對(duì)于低速運(yùn)動(dòng)的目標(biāo),上述3項(xiàng)參數(shù)變化較小,然而對(duì)于高速運(yùn)動(dòng)目標(biāo)(如戰(zhàn)斗機(jī)),上述3項(xiàng)參數(shù)變化較大,對(duì)EIF有一定的影響,無(wú)法準(zhǔn)確衡量抗干擾技術(shù)對(duì)信干比的改善程度。警戒雷達(dá)的首要職責(zé)是探測(cè)威脅等級(jí)較高的敵方目標(biāo),如高速飛行的戰(zhàn)斗機(jī)、導(dǎo)彈等[24],因此,EIF不適宜作為定量評(píng)估警戒雷達(dá)抗干擾性能的指標(biāo)。

1.1.2抗干擾技術(shù)

警戒雷達(dá)采取的抗干擾技術(shù)對(duì)雷達(dá)在干擾環(huán)境下的探測(cè)性能有至關(guān)重要的影響。當(dāng)警戒雷達(dá)處于干擾環(huán)境下,通常采取以下兩方面措施進(jìn)行對(duì)抗。①阻止干擾信號(hào)進(jìn)入雷達(dá)系統(tǒng)內(nèi)部。采用超低副瓣天線、自適應(yīng)波束形成等技術(shù)抑制干擾信號(hào);或采取頻率捷變,迫使敵方的干擾信號(hào)拓展到極寬的帶寬上,使雷達(dá)收到的干擾功率密度下降;或采取波形捷變、重頻抖動(dòng)等技術(shù),增大電子戰(zhàn)系統(tǒng)對(duì)雷達(dá)信號(hào)的偵收難度[25-28]。②采取信號(hào)處理、數(shù)據(jù)處理等技術(shù)抑制干擾。當(dāng)干擾信號(hào)進(jìn)入雷達(dá)系統(tǒng)內(nèi)部,利用干擾信號(hào)與目標(biāo)信號(hào)在時(shí)頻域[29-31]、極化域[32]、回波特性、運(yùn)動(dòng)特性[33]等方面存在的差異,采取多普勒旁瓣對(duì)消、旁瓣匿隱、虛假點(diǎn)跡過(guò)濾、動(dòng)目標(biāo)檢測(cè)(moving target detection, MTD)及動(dòng)目標(biāo)顯示(moving target indicator, MTI)等技術(shù)進(jìn)一步削弱、抑制干擾,使雷達(dá)在干擾背景下將目標(biāo)信息提取出來(lái)[34-35]。

1.1.3工作體制

警戒雷達(dá)的工作體制主要有脈沖壓縮(pulse compression, PC)和相控陣兩種。警戒雷達(dá)的首要任務(wù)是在盡可能遠(yuǎn)的距離及時(shí)檢測(cè)并跟蹤威脅目標(biāo),因此,對(duì)探測(cè)距離提出了較高的需求。PC雷達(dá)通過(guò)發(fā)射較寬的脈沖信號(hào)提高發(fā)射信號(hào)能量,增大目標(biāo)檢測(cè)概率與探測(cè)距離,同時(shí)在接收回波信號(hào)時(shí)采用匹配濾波技術(shù)輸出窄脈沖,以滿足警戒雷達(dá)對(duì)遠(yuǎn)距離目標(biāo)探測(cè)和距離分辨力的需求[36],因此,警戒雷達(dá)廣泛采用PC體制。相控陣體制的雷達(dá)具有靈活的能量管理、波束控制及自適應(yīng)陣列處理能力,具有很強(qiáng)的抗干擾能力和多目標(biāo)處理能力。

1.2　外場(chǎng)測(cè)試

外場(chǎng)測(cè)試主要檢驗(yàn)雷達(dá)在干擾條件下的戰(zhàn)術(shù)性能。將雷達(dá)在干擾條件下的戰(zhàn)術(shù)性能與系統(tǒng)設(shè)計(jì)的戰(zhàn)術(shù)指標(biāo)相比較,可直觀地反映雷達(dá)的抗干擾性能,本文定義了下列指標(biāo):相對(duì)探測(cè)距離、相對(duì)角度分辨力、相對(duì)距離分辨力、相對(duì)角度精度、相對(duì)距離精度、真目標(biāo)跟蹤概率及假目標(biāo)剔除概率。各指標(biāo)的定義如下:①相對(duì)探測(cè)距離是雷達(dá)在干擾條件下的最大探測(cè)距離與其設(shè)計(jì)要求的作用距離的比值;②相對(duì)角度/距離分辨力是雷達(dá)設(shè)計(jì)所要求的角度/距離分辨力與雷達(dá)在干擾環(huán)境下測(cè)得的角度/距離分辨力的比值;③相對(duì)角度/距離精度是指雷達(dá)設(shè)計(jì)所要求的角度/距離精度與雷達(dá)在干擾環(huán)境下測(cè)得的角度/距離精度的比值;④真目標(biāo)跟蹤概率是雷達(dá)在干擾環(huán)境下跟蹤的真實(shí)目標(biāo)數(shù)量與雷達(dá)在無(wú)干擾環(huán)境下跟蹤的真實(shí)目標(biāo)數(shù)量的比值;⑤假目剔除概率是雷達(dá)在干擾環(huán)境下通過(guò)采取抗干擾技術(shù)抑制掉的假目標(biāo)數(shù)量與雷達(dá)在干擾環(huán)境下未采取抗干擾技術(shù)時(shí)的假目標(biāo)數(shù)量的比值。

1.3　評(píng)估指標(biāo)體系的構(gòu)建

在評(píng)估實(shí)踐中,評(píng)估指標(biāo)直接決定評(píng)估結(jié)果的可信度與評(píng)估方法的實(shí)用性[37]。不同功能的雷達(dá)肩負(fù)著不同的使命任務(wù),在防空反導(dǎo)的作戰(zhàn)過(guò)程中,雷達(dá)在對(duì)抗不同類型的電子干擾時(shí)會(huì)采取不同的抗干擾技術(shù),因此需要根據(jù)雷達(dá)的作戰(zhàn)用途以及對(duì)抗場(chǎng)景選取評(píng)估指標(biāo),同時(shí)指標(biāo)體系構(gòu)建時(shí)應(yīng)充分把握完備性、獨(dú)立性、可用性3個(gè)原則。本文充分考慮警戒雷達(dá)在典型戰(zhàn)場(chǎng)下的干擾環(huán)境,對(duì)警戒雷達(dá)抗干擾性能評(píng)估指標(biāo)體系進(jìn)行細(xì)化。針對(duì)警戒雷達(dá)將主要面臨的噪聲干擾與密集假目標(biāo)干擾,分別構(gòu)建了評(píng)估指標(biāo)體系,如圖1和圖2所示。

圖1　警戒雷達(dá)抗噪聲干擾性能評(píng)估指標(biāo)體系

圖2　警戒雷達(dá)抗密集假目標(biāo)干擾性能評(píng)估指標(biāo)體系

本文從警戒雷達(dá)的工作體制、抗干擾技術(shù)以及干擾環(huán)境下的戰(zhàn)術(shù)性能3個(gè)方面入手,構(gòu)建了評(píng)估指標(biāo)體系,涵蓋了國(guó)內(nèi)以及部分國(guó)外引進(jìn)雷達(dá)所具有的較為成熟、有效的多種抗干擾技術(shù)和工作體制,具有較好地完備性。該評(píng)估指標(biāo)體系不僅理論上可行,而且具有可操作性。當(dāng)警戒雷達(dá)面臨不同樣式的干擾時(shí),可以選取相應(yīng)的指標(biāo)體系進(jìn)行評(píng)估,且指標(biāo)體系中各指標(biāo)值均可通過(guò)本文提出的方法獲取。由于艦載兩坐標(biāo)警戒雷達(dá)具有的抗干擾技術(shù)以及所面臨的有源干擾樣式與岸基兩坐標(biāo)警戒雷達(dá)相同,因此,本文提出的警戒雷達(dá)抗干擾性能評(píng)估指標(biāo)體系及評(píng)估方法適用于岸基/艦載平臺(tái)的兩坐標(biāo)警戒雷達(dá)。

2　警戒雷達(dá)抗干擾性能評(píng)估方法

確定指標(biāo)權(quán)重的方法主要有兩類:主觀賦權(quán)法與客觀賦權(quán)法。主觀賦權(quán)法是基于專家的知識(shí)、經(jīng)驗(yàn)與認(rèn)識(shí),通過(guò)對(duì)研究對(duì)象評(píng)估指標(biāo)的重要性進(jìn)行判斷,進(jìn)而確定指標(biāo)權(quán)重,如AHP、專家統(tǒng)計(jì)分析法,這類方法在賦權(quán)過(guò)程中,通過(guò)采取不同的技術(shù)或算法可在一定的程度上降低賦權(quán)的主

觀性,但對(duì)專家存在一定程度的依賴?？陀^賦權(quán)法是通過(guò)數(shù)理統(tǒng)計(jì)運(yùn)算求解指標(biāo)權(quán)重,如相關(guān)系數(shù)法和主成分分析法。這類方法雖然避免了主觀及人為因素的影響,但需以大量統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)為基礎(chǔ),且有時(shí)權(quán)重值并未客觀反應(yīng)評(píng)估指標(biāo)的真實(shí)重要程度,存在一定的偏差[38]。

AHP是由美國(guó)運(yùn)籌學(xué)家塞蒂教授提出的一種將定性與定量分析相結(jié)合的、系統(tǒng)化的決策分析方法,其把研究對(duì)象作為一個(gè)系統(tǒng),按照分解、比較判斷、綜合的思維方式進(jìn)行決策,廣泛用于軍事指揮、經(jīng)濟(jì)計(jì)劃和管理、能源政策和分配等領(lǐng)域。雷達(dá)對(duì)抗領(lǐng)域的權(quán)威專家對(duì)國(guó)內(nèi)雷達(dá)以及國(guó)外引進(jìn)雷達(dá)采用的抗干擾技術(shù)及其實(shí)際性能有準(zhǔn)確的認(rèn)識(shí),對(duì)國(guó)外的雷達(dá)前沿技術(shù)保持追蹤和學(xué)習(xí),積累了豐富的經(jīng)驗(yàn),能對(duì)雷達(dá)性能做出較為客觀、準(zhǔn)確的評(píng)價(jià)。因此,本文綜合運(yùn)用AHP與專家統(tǒng)計(jì)分析法確定指標(biāo)權(quán)重,以提高賦權(quán)的準(zhǔn)確性。

AHP將研究對(duì)象或問(wèn)題分解為若干組成因素以形成遞階層次結(jié)構(gòu),進(jìn)而評(píng)估系統(tǒng)的綜合效能,主要分為以下4個(gè)步驟[39]:

步驟1根據(jù)研究的對(duì)象,建立層次結(jié)構(gòu)模型。首先將研究對(duì)象或問(wèn)題根據(jù)一定的準(zhǔn)則分解為若干因素,各因素按照各自相應(yīng)的準(zhǔn)則或依據(jù)再向下分解,這樣逐層分解以形成遞推層次結(jié)構(gòu)模型。

步驟2構(gòu)造判斷矩陣。權(quán)威專家根據(jù)經(jīng)驗(yàn)和認(rèn)識(shí),利用1～9標(biāo)度法對(duì)各指標(biāo)進(jìn)行相對(duì)重要性評(píng)估以構(gòu)造判斷矩陣。

步驟3求解該矩陣的最大特征值、對(duì)應(yīng)的特征向量,做一致性檢驗(yàn)[39]。如果通過(guò)檢驗(yàn),將特征向量歸一化處理后就得到最終的權(quán)重向量;若不通過(guò),則重新構(gòu)造判斷矩陣。

步驟4計(jì)算每層元素對(duì)研究對(duì)象的合成權(quán)重。

通過(guò)多位雷達(dá)對(duì)抗領(lǐng)域?qū)＜曳謩e對(duì)抗干擾技術(shù)、工作體制對(duì)雷達(dá)抗干擾性能的重要性進(jìn)行評(píng)分后再取均值,求得的各項(xiàng)指標(biāo)的重要性結(jié)果如表1～表3所示。

表1　抗干擾技術(shù)對(duì)警戒雷達(dá)抗噪聲干擾的重要性1)

注1): MTD表示動(dòng)目標(biāo)檢測(cè)技術(shù),MTI表示動(dòng)目標(biāo)顯示技術(shù)。

表2　抗干擾技術(shù)對(duì)警戒雷達(dá)抗密集假目標(biāo)干擾重要性

表3　工作體制對(duì)警戒雷達(dá)抗干擾的重要性

關(guān)于抗干擾技術(shù)重要性說(shuō)明:首先假定警戒雷達(dá)在受到干擾時(shí),能采取有效的措施使接收機(jī)和終端數(shù)據(jù)處理不飽和,否則將可能導(dǎo)致雷達(dá)無(wú)法有效探測(cè)、輸出目標(biāo)信息或者直接導(dǎo)致雷達(dá)終端分系統(tǒng)死機(jī),此時(shí)則認(rèn)為雷達(dá)的抗干擾性能為零;再者假定雷達(dá)采用的抗干擾措施都是采用很成熟的技術(shù)或算法實(shí)現(xiàn)的,且雷達(dá)輔助天線的數(shù)量大于或者等于干擾源的數(shù)量,當(dāng)雷達(dá)同時(shí)具有MTD與MTI功能時(shí),只考慮MTD的重要性;當(dāng)雷達(dá)同時(shí)具有多普勒旁瓣對(duì)消、旁瓣匿隱、旁瓣對(duì)消中的3項(xiàng)或兩項(xiàng)功能時(shí),只取重要性最大的指標(biāo);當(dāng)雷達(dá)同時(shí)具有恒虛警與雜波圖功能時(shí),只考慮恒虛警的重要性;當(dāng)雷達(dá)同時(shí)具有MTD與雜波圖功能時(shí),只考慮MTD的重要性。通過(guò)上述說(shuō)明,可以對(duì)評(píng)估指標(biāo)體系進(jìn)行優(yōu)化,進(jìn)而可以使雷達(dá)抗干擾試驗(yàn)外場(chǎng)測(cè)試項(xiàng)目減少約15%。

為降低AHP對(duì)指標(biāo)權(quán)重賦值的主觀性,邀請(qǐng)多位雷達(dá)對(duì)抗領(lǐng)域的專家對(duì)各指標(biāo)的相對(duì)重要性進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析,基于統(tǒng)計(jì)結(jié)果構(gòu)造的判斷矩陣通過(guò)一致性檢驗(yàn),求得權(quán)重為:A層與D層中各指標(biāo)的權(quán)重均為[0.1830.817],B層與E層中各指標(biāo)的權(quán)重均為[0.3900.610 1];在C層與F層中,干擾條件下的戰(zhàn)術(shù)性能指標(biāo)的權(quán)重如表4和表5所示,雷達(dá)的工作體制確定后,其對(duì)應(yīng)體制的權(quán)重即為1,其余體制權(quán)重為0;抗干擾技術(shù)的權(quán)重計(jì)算公式為

(6)

式中,ωi為第i個(gè)指標(biāo)的權(quán)重;μi為第i個(gè)指標(biāo)對(duì)雷達(dá)抗噪聲/密集假目標(biāo)干擾的重要性度量。根據(jù)表1、表2及抗干擾技術(shù)的重要性說(shuō)明,確定最終參與評(píng)估的抗干擾技術(shù),如果包含第i個(gè)指標(biāo),則δi為1,否則為0。

表4　指標(biāo)層C中各戰(zhàn)術(shù)指標(biāo)權(quán)重

表5　指標(biāo)層F中各戰(zhàn)術(shù)指標(biāo)權(quán)重

設(shè)雷達(dá)的工作體制、抗干擾技術(shù)及外場(chǎng)測(cè)試得到的各指標(biāo)數(shù)據(jù)為αj(j=1,2,…,n),通過(guò)加權(quán)求和得到最終的評(píng)估結(jié)果為

(7)

根據(jù)文獻(xiàn)[40-42]與雷達(dá)電子對(duì)抗的外場(chǎng)試驗(yàn)總結(jié),警戒雷達(dá)在受到噪聲干擾時(shí),采取自適應(yīng)變頻、多普勒旁瓣對(duì)消、點(diǎn)跡過(guò)濾等技術(shù)時(shí),可得到抗噪聲干擾的最佳效果。在受到密集假目標(biāo)干擾時(shí),采取重頻抖動(dòng)、旁瓣匿隱、頻率捷變、點(diǎn)跡過(guò)濾等技術(shù)時(shí),可達(dá)到抗密集假目標(biāo)干擾的最佳效果。由于相控陣?yán)走_(dá)具有靈活的波束控制、空間功率合成及自適應(yīng)陣列處理能力,因此比PC雷達(dá)具有更強(qiáng)的抗干擾性能。在防空反導(dǎo)作戰(zhàn)中,警戒雷達(dá)在探測(cè)由敵方電子干擾掩護(hù)下的飛機(jī)編隊(duì)時(shí),指揮員需要及時(shí)掌握威脅目標(biāo)信息,要求雷達(dá)在盡可能遠(yuǎn)的距離上發(fā)現(xiàn)目標(biāo)位置及數(shù)量,為指控中心及時(shí)提供預(yù)警信息。因此,評(píng)估雷達(dá)對(duì)抗噪聲干擾的戰(zhàn)術(shù)性能時(shí),威力最重要,分辨力次之,對(duì)精度的要求最低。警戒雷達(dá)在對(duì)抗密集假目標(biāo)干擾時(shí)需要保持對(duì)真實(shí)目標(biāo)的繼續(xù)跟蹤,且盡可能多地剔除假目標(biāo),降低虛警。因此,評(píng)估雷達(dá)對(duì)抗欺騙性干擾的戰(zhàn)術(shù)性能時(shí),真目標(biāo)跟蹤概率與假目標(biāo)剔除概率都很重要。根據(jù)以上分析,基于AHP與專家統(tǒng)計(jì)分析計(jì)算出的指標(biāo)權(quán)重符合戰(zhàn)場(chǎng)情況下指揮員對(duì)警戒雷達(dá)戰(zhàn)術(shù)指標(biāo)重要性排序的要求,抗干擾技術(shù)的重要性排序與雷達(dá)抗干擾外場(chǎng)試驗(yàn)總結(jié)一致。

本文針對(duì)國(guó)內(nèi)雷達(dá)及部分國(guó)外引進(jìn)雷達(dá)較為成熟且有效的抗干擾技術(shù),給出了這些抗干擾技術(shù)的重要性度量值,評(píng)估指標(biāo)體系中各技術(shù)指標(biāo)值均可由此獲取,各戰(zhàn)術(shù)指標(biāo)值可通過(guò)軍方的雷達(dá)驗(yàn)收試驗(yàn)結(jié)果報(bào)告獲取。相比傳統(tǒng)的定性描述方式,該方法實(shí)現(xiàn)了警戒雷達(dá)抗干擾性能的定量評(píng)估,使軍方較為全面地掌握雷達(dá)在干擾環(huán)境下的真實(shí)探測(cè)性能,便于指揮員對(duì)各雷達(dá)合理地布站使用。需要說(shuō)明的是:由于指標(biāo)體系中干擾環(huán)境下的各戰(zhàn)術(shù)指標(biāo)值是在特定的外場(chǎng)環(huán)境下測(cè)得的,因此,在使用該方法評(píng)估警戒雷達(dá)的抗干擾性能時(shí),需要說(shuō)明該雷達(dá)進(jìn)行外場(chǎng)試驗(yàn)的測(cè)試環(huán)境,在此條件下使用該方法計(jì)算出的定量評(píng)估結(jié)果才有意義。若需評(píng)估、比較不同警戒雷達(dá)的抗干擾性能以便進(jìn)行合理的布站,應(yīng)確保參試干擾機(jī)的參數(shù)設(shè)置相同或者與雷達(dá)相匹配,確保動(dòng)目標(biāo)、雜波反射、氣象及其他干擾等外場(chǎng)測(cè)試環(huán)境相同。

3　評(píng)估實(shí)例

現(xiàn)以某5部岸基警戒雷達(dá)為例來(lái)驗(yàn)證該模型,5部雷達(dá)的具體參數(shù)如表6所示。雷達(dá)探測(cè)的空中目標(biāo)為民航飛機(jī),在距雷達(dá)天線一定距離處放置一個(gè)干擾信號(hào)模擬器,其參數(shù)設(shè)置如表7所示,當(dāng)飛機(jī)即將進(jìn)入雷達(dá)探測(cè)空域時(shí),干擾信號(hào)模擬器開(kāi)始施放干擾,且干擾信號(hào)的帶寬大于雷達(dá)的帶寬,測(cè)試分辨力指標(biāo)時(shí)采用兩個(gè)目標(biāo)信號(hào)模擬器來(lái)模擬兩個(gè)目標(biāo),利用廣播式自動(dòng)相關(guān)監(jiān)視(automatic dependent surveillance broadcast, ADS-B)系統(tǒng)獲取飛機(jī)的真值數(shù)據(jù)信息。5部雷達(dá)的定量評(píng)估結(jié)果如表8和表9所示。為確保參試飛機(jī)飛行試驗(yàn)的安全,外場(chǎng)試驗(yàn)是在氣象條件較好的條件下進(jìn)行的,天氣晴朗,微風(fēng),無(wú)其他人為干擾。各項(xiàng)外場(chǎng)測(cè)試結(jié)果均在滿足規(guī)定置信度要求的基礎(chǔ)上經(jīng)多次測(cè)量取平均值確定。

表6　5部警戒雷達(dá)的技術(shù)指標(biāo)和外場(chǎng)測(cè)試結(jié)果

表7　干擾信號(hào)模擬器的參數(shù)設(shè)置

表8　5部警戒雷達(dá)的抗噪聲干擾評(píng)估結(jié)果

表9　5部警戒雷達(dá)的抗密集假目標(biāo)干擾評(píng)估結(jié)果

雷達(dá)2與雷達(dá)3具有自適應(yīng)變頻、副瓣對(duì)消、MTD等技術(shù)以對(duì)抗噪聲干擾,具有脈間頻率捷變、重頻抖動(dòng)、副瓣匿隱等技術(shù)以對(duì)抗密集假目標(biāo)干擾,采取有效的抗干擾技術(shù)后探測(cè)性能有明顯的改善,在外場(chǎng)測(cè)試中相比其他3部雷達(dá)具有更好的性能,干擾環(huán)境下的戰(zhàn)術(shù)性能損失相對(duì)較小,抗干擾性能相對(duì)較強(qiáng);雷達(dá)1與雷達(dá)5具有自適應(yīng)變頻、MTD、雜波圖等技術(shù)以對(duì)抗噪聲干擾，具有脈間頻率捷變、重頻抖動(dòng)、波形捷變、干擾源指向等技術(shù)以對(duì)抗密集假目標(biāo)干擾，干擾環(huán)境下的戰(zhàn)術(shù)性能處于中等水平；雷達(dá)4采用的抗干擾技術(shù)相對(duì)較少,干擾環(huán)境下的戰(zhàn)術(shù)性能損失相對(duì)較大,抗干擾性能相對(duì)較弱。評(píng)估實(shí)例結(jié)果表明,由該方法計(jì)算出的5部警戒雷達(dá)抗干擾性能定量評(píng)估結(jié)果符合各部雷達(dá)外場(chǎng)測(cè)試的性能總結(jié)。

4　結(jié)　論

本文提出了一種警戒雷達(dá)抗干擾性能的定量評(píng)估方法。與現(xiàn)有理論方法相比,該方法對(duì)警戒雷達(dá)抗干擾性能評(píng)估進(jìn)行細(xì)化,針對(duì)壓制式干擾與密集假目標(biāo)干擾分別進(jìn)行評(píng)估,通過(guò)選取合適的戰(zhàn)技指標(biāo)分別構(gòu)建了評(píng)估指標(biāo)體系,并根據(jù)不同警戒雷達(dá)可能具有不同的抗干擾技術(shù),進(jìn)一步給出了評(píng)估指標(biāo)體系的優(yōu)化方法,可操作性更強(qiáng);與外場(chǎng)技術(shù)方法相比,該方法可減少雷達(dá)抗干擾試驗(yàn)外場(chǎng)測(cè)試項(xiàng)目約15%,節(jié)省了外場(chǎng)試驗(yàn)時(shí)間,降低了外場(chǎng)試驗(yàn)組織的復(fù)雜度。評(píng)估實(shí)例結(jié)果表明,由該方法計(jì)算出的定量評(píng)估結(jié)果能客觀地反映雷達(dá)的抗干擾性能,符合各部雷達(dá)參加外場(chǎng)測(cè)試時(shí)的性能總結(jié)。

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