趙嚴冰，徐　海

(中國人民解放軍91336部隊，河北 秦皇島 066326)

0　引言

當(dāng)前，大力提高武器裝備在復(fù)雜電磁環(huán)境下的作戰(zhàn)能力已成為裝備建設(shè)的一項重要目標。復(fù)雜電磁環(huán)境適應(yīng)性試驗評估作為科學(xué)認識和全面摸清裝備在復(fù)雜電磁環(huán)境下真實表現(xiàn)的有效途徑，也成為了裝備試驗鑒定的重要組成部分，這是對原有近似實戰(zhàn)環(huán)境條件下裝備檢驗考核內(nèi)容的完善補充,體現(xiàn)了信息化條件下裝備試驗鑒定的發(fā)展趨勢。

復(fù)雜電磁環(huán)境適應(yīng)性試驗評估是指按規(guī)范的試驗程序，在想定的復(fù)雜電磁環(huán)境下，對武器裝備完成規(guī)定作戰(zhàn)任務(wù)的能力進行全面系統(tǒng)的考核，并給出評估結(jié)論的活動[1]。其中想定的復(fù)雜電磁環(huán)境是指裝備在實戰(zhàn)中可能面臨的、對裝備運用和作戰(zhàn)行動產(chǎn)生嚴重威脅和影響的電磁環(huán)境，也是復(fù)雜電磁環(huán)境適應(yīng)性試驗評估所關(guān)注的“電磁環(huán)境”，其組成分為背景電磁環(huán)境和威脅電磁環(huán)境[2]。

艦載雷達偵察裝備作為海軍艦艇海戰(zhàn)場信息實時感知的主要手段，在當(dāng)今信息化戰(zhàn)爭中面臨日益復(fù)雜的區(qū)域性海戰(zhàn)場電磁環(huán)境，因此在靶場開展相關(guān)的試驗評估技術(shù)研究具有十分重要而現(xiàn)實的意義。本文以艦載雷達偵察裝備為研究對象，在梳理分析海戰(zhàn)場復(fù)雜電磁環(huán)境特點及其對艦載雷達偵察裝備影響的基礎(chǔ)上，從總體層面簡述試驗評估的研究體系，對試驗評估中的指標體系設(shè)計、試驗評估方法等關(guān)鍵難點問題進行了分析研究，可為該類型裝備復(fù)雜電磁環(huán)境適應(yīng)性試驗評估提供相應(yīng)的技術(shù)支撐。

1　艦載雷達偵察裝備所面臨的復(fù)雜電磁環(huán)境的特點分析

艦載雷達對抗偵察裝備是海軍艦艇作戰(zhàn)系統(tǒng)中的重要組成部分，它利用天線接收作戰(zhàn)空域內(nèi)的各類輻射源信號，通過信號的分離、分選、分類和識別等處理來獲取信號參數(shù)和情報信息，具有頻域?qū)掗_、方位寬開、大動態(tài)范圍、高靈敏度等特點。其主要作戰(zhàn)使命任務(wù)包括[3]：

1)監(jiān)視本艦(或編隊)周圍的電磁態(tài)勢；

2)在密集的電磁信號環(huán)境中能截獲、分析、識別、處理、測量各類電子信號；

3)提供信號的類型、平臺類型、威脅等級以及識別可信度，并對威脅目標告警；

4)多站聯(lián)合的無源定位；

5)實時引導(dǎo)各類軟硬武器進行艦艇自衛(wèi)。

艦載雷達對抗偵察裝備的作戰(zhàn)任務(wù)就其本質(zhì)而言，就是對周圍環(huán)境存在的威脅信號能做出有效響應(yīng)，能夠?qū)χ車h(huán)境中的電磁信號進行有效掌控，以獲取作戰(zhàn)平臺的準確信息，以便實施有效的戰(zhàn)術(shù)行動，從而確保作戰(zhàn)平臺生存，并有效打擊敵方。

作戰(zhàn)任務(wù)和作戰(zhàn)平臺的特殊性，使得艦載雷達偵察裝備所面臨的電磁環(huán)境具有以下特性：

1)目標威脅多樣性

水面艦艇在近海水域面臨的主要威脅有：各種岸基固定和活動站雷達，各類飛機、艦船、導(dǎo)彈等武器平臺。各種武器發(fā)射使用距離近、突然性大、針對性強，影響著偵察裝備對威脅信號的快速判斷和決策。

2)空域分布集群性

圖1　復(fù)雜電磁環(huán)境影響分析視圖

海上作戰(zhàn)兵力編成具有明顯的集群特征，無論是水面艦艇、潛艇還是作戰(zhàn)飛機，大多以編隊的方式行動，從雷達偵察的信息感知通道觀察，電磁環(huán)境和威脅信號通常來自幾個重點方向，且時而交疊、時而分離，這一特征增加了偵察裝備及時發(fā)現(xiàn)和識別威脅目標的難度。

3)時域分布隨機性

海戰(zhàn)場條件下的電磁輻射源，從性質(zhì)上可分為軍用和民用，軍用還可分為敵、我、他等不同歸屬。各種類型的輻射源在發(fā)射時機、持續(xù)時間、工作方式等方面存在較大差異，當(dāng)共同作用時，將產(chǎn)生隨機多變的不規(guī)則信號，這一特征增加了偵察裝備對威脅信號的截獲分選難度[4]。

4)頻域分布非線性

海戰(zhàn)場條件下的電磁輻射源，從頻段分布上看，幾乎覆蓋了從短波到毫米波的廣闊區(qū)間，但從分布特性上看，呈現(xiàn)出疏密不均的現(xiàn)象，在某些頻段或頻點上電磁信號密集，而在其它頻段或頻點上則相對稀疏。這一特征增加了偵察裝備對威脅信號的截獲分選難度。

5)傳播擾動未知性

電磁信號在海面背景下的傳播存在著“窗口”和“色散”效應(yīng)，主要表現(xiàn)為空間衰減、多路徑干涉、海面蒸發(fā)波導(dǎo)等現(xiàn)象，造成了傳播擾動上的未知性，進一步增加了海戰(zhàn)場電磁環(huán)境的復(fù)雜度，更易導(dǎo)致艦載雷達偵察對威脅信號的虛警或漏警。

6)平臺及編隊自擾互擾性

現(xiàn)代水面艦艇的信息化程度越來越高，指揮通信、預(yù)警探測、電子對抗、武器控制等多種電子信息裝備集聚一體，而且采用艦艇編隊的作戰(zhàn)使用方式，使得電磁頻譜域的自擾互擾現(xiàn)象較為突出，更易影響艦載雷達偵察裝備工作的穩(wěn)定性和可用性。

7)戰(zhàn)場偵察干擾的對抗性

現(xiàn)代雷達普遍采用多種戰(zhàn)術(shù)、技術(shù)措施降低其截獲概率和可觀測性，同時雷達偵察裝備還受到有意實施的各類干擾，嚴重影響艦載雷達偵察裝備的作戰(zhàn)使用。

2　復(fù)雜電磁環(huán)境對艦載雷達偵察裝備的主要影響

艦載雷達對抗偵察裝備由于自身工作機理和作戰(zhàn)使用的特點，在復(fù)雜電磁環(huán)境各因素共同作用下，在信號接收、處理、分選、識別和操作等各個環(huán)節(jié)均會受到不同程度的影響，如圖1所示，使得偵察的作用距離、處理的時效性、信息的準確性和系統(tǒng)的操作性等方面也有不同程度的改變。

影響因素分析是開展裝備復(fù)雜電磁環(huán)境適應(yīng)性試驗評估的一項基礎(chǔ)性研究內(nèi)容，需要基于具體對象所面臨的電磁環(huán)境，按照典型性、相似性原則設(shè)計復(fù)雜電磁環(huán)境構(gòu)成因素，以支撐復(fù)雜電磁環(huán)境構(gòu)設(shè)與結(jié)果評估。

3　復(fù)雜電磁環(huán)境適應(yīng)性試驗評估的研究內(nèi)容

復(fù)雜電磁環(huán)境對裝備戰(zhàn)技性能的影響是客觀存在和動態(tài)時變的，對復(fù)雜電磁環(huán)境影響機理和演變規(guī)律進行科學(xué)認知是指導(dǎo)裝備作戰(zhàn)使用和針對性改進的基礎(chǔ)，也是開展裝備復(fù)雜電磁環(huán)境適應(yīng)性試驗評估的基本目的。

艦載雷達對抗偵察裝備的復(fù)雜電磁環(huán)境適應(yīng)性作為裝備的一個重要質(zhì)量特性，源于設(shè)計和制造[5]，關(guān)鍵是如何采用工程化語言來描述，因此艦載雷達偵察裝備復(fù)雜電磁環(huán)境適應(yīng)性試驗評估是一項實踐性很強的系統(tǒng)工程。一是綜合性，復(fù)雜電磁環(huán)境對裝備的影響不僅體現(xiàn)在幾個單項指標上，而且是從整體上影響作戰(zhàn)能力，因此需要從單項能力、單裝適應(yīng)性、系統(tǒng)適應(yīng)性等不同層面開展綜合性評估。二是復(fù)雜性，由于海戰(zhàn)場電磁環(huán)境的多變性和不確定性，構(gòu)建的復(fù)雜電磁環(huán)境應(yīng)能體現(xiàn)對抗博弈的動態(tài)過程。由于其對裝備的影響機理和作用效果是多樣化的，適應(yīng)性評估描述也相對復(fù)雜。三是漸進性，裝備的復(fù)雜電磁環(huán)境適應(yīng)性要求是不斷變化的，未來隨著相關(guān)技術(shù)的發(fā)展、作戰(zhàn)任務(wù)的拓展以及研究與實踐的不斷深入，復(fù)雜電磁環(huán)境適應(yīng)性試驗評估內(nèi)涵將持續(xù)深化。

艦載雷達偵察裝備復(fù)雜電磁環(huán)境適應(yīng)性試驗評估研究涉及復(fù)雜電磁環(huán)境構(gòu)建與定量描述、評估指標體系建立、評估模型與方法選取等多個方面內(nèi)容，具體研究體系視圖如圖2所示。

圖2　適應(yīng)性試驗評估的研究體系視圖

復(fù)雜電磁環(huán)境適應(yīng)性試驗評估重在復(fù)雜電磁環(huán)境下裝備性能實際表現(xiàn)的評估，一是需要在影響機理和影響效果分析基礎(chǔ)上，構(gòu)建針對性強和敏感度高的適應(yīng)性評價指標體系；二是需要在電磁環(huán)境影響因素分析的基礎(chǔ)上，把復(fù)雜多變、難以預(yù)測的電磁環(huán)境典型化和抽樣化；三是需要結(jié)合適應(yīng)性試驗評估的目的和要求，給出評估的準則和方法；四是需要綜合利用多種試驗手段，獲取有效的試驗數(shù)據(jù)。試驗評估的方法流程如圖3所示。

圖3　艦載雷達偵察裝備復(fù)雜電磁環(huán)境適應(yīng)性試驗評估的方法流程

4　復(fù)雜電磁環(huán)境適應(yīng)性試驗評估的關(guān)鍵技術(shù)

復(fù)雜電磁環(huán)境適應(yīng)性試驗評估主要涉及四項關(guān)鍵技術(shù)：

一是復(fù)雜電磁環(huán)境適應(yīng)性評估的指標體系構(gòu)建。目前，艦載雷達偵察裝備戰(zhàn)技指標中與電磁環(huán)境相關(guān)的主要指標有適應(yīng)信號環(huán)境密度、部數(shù)、占空比和適應(yīng)信號形式等，但這些指標之間關(guān)聯(lián)性不強，內(nèi)涵外延不清晰，使用邊界條件不明確，使得單項指標的檢驗還無法完整滿足適應(yīng)性評估的需求，鑒于適應(yīng)性評估內(nèi)涵的特殊性，必須注重適應(yīng)性評估指標體系的整體性、層次性與要素的可測性，以便準確反映出不同復(fù)雜電磁環(huán)境下的適應(yīng)能力。因此指標構(gòu)建首先從系統(tǒng)角度設(shè)計單項指標與其他指標和整個指標體系的層次關(guān)系；其次，選擇的指標對電磁環(huán)境有足夠的敏感性，與作戰(zhàn)使用有較強的關(guān)聯(lián)性；另外，各項指標的數(shù)據(jù)可以采集、處理與定量分析。

綜上所述，艦載雷達偵察裝備電磁環(huán)境適應(yīng)性評估指標項聚焦在整體能力變化上，向下關(guān)聯(lián)功能及單項性能指標，從截獲、測量、處理、分選、識別及操作使用的整體協(xié)調(diào)性等方面設(shè)計，具體度量參數(shù)結(jié)合具體型號確定。最后通過采用相關(guān)的聚合模型和算法[6]，支持復(fù)雜電磁環(huán)境適應(yīng)能力的特征分布和演變規(guī)律分析。具體如表1所示。

表1　復(fù)雜電磁環(huán)境適應(yīng)性指標體系表

二是試驗評估的復(fù)雜電磁環(huán)境典型化構(gòu)建。艦載雷達偵察裝備所面臨的復(fù)雜電磁環(huán)境規(guī)模與其作戰(zhàn)任務(wù)、作戰(zhàn)對象、作戰(zhàn)海域等條件密切相關(guān)，所面臨的電磁環(huán)境組成雜、要素多，需要在分析預(yù)測的基礎(chǔ)上，針對性地抽樣選取，以有限的試驗資源最大程度地反映復(fù)雜電磁環(huán)境特性，突出典型性、實用性，達到工程化的等效近似，使得所構(gòu)建的復(fù)雜電磁環(huán)境能夠有效反映電磁環(huán)境的不同規(guī)模和組成要素，完整體現(xiàn)電磁環(huán)境動態(tài)變化的特征和規(guī)律，并實現(xiàn)各類試驗資源的合理利用、重點突出和有機結(jié)合[7]。

試驗評估的復(fù)雜電磁環(huán)境構(gòu)設(shè)方法如圖4所示。

三是復(fù)雜電磁環(huán)境量化分級。量化分級是由簡到繁構(gòu)建復(fù)雜電磁環(huán)境的基礎(chǔ)，可為試驗結(jié)果的定量評

圖4　試驗評估的復(fù)雜電磁環(huán)境構(gòu)設(shè)方法

估提供客觀準確的數(shù)據(jù)支撐。由于海戰(zhàn)場電磁環(huán)境的特殊性和裝備試驗的實踐性，分級量化要遵循方法可行、結(jié)果直觀的原則,依據(jù)背景環(huán)境和威脅環(huán)境的作用效果和分布特征,從微觀到宏觀，從個體到集群，從時變到量變，從內(nèi)部到外部，從關(guān)聯(lián)到從屬等多個層面對電磁環(huán)境進行表征。在分級度量上，采用基于受體相關(guān)性的多參數(shù)聯(lián)合方法，按照定量結(jié)合定性準則，給出簡單、輕度復(fù)雜、中度復(fù)雜和重度復(fù)雜等四級區(qū)間。

四是復(fù)雜電磁環(huán)境適應(yīng)性試驗評估方法。復(fù)雜電磁環(huán)境適應(yīng)性評估與傳統(tǒng)的性能指標評估具有較大的不同，適應(yīng)性評估更關(guān)注系統(tǒng)性評價，不能完全套用原有的方法和模式。這是由于復(fù)雜電磁環(huán)境本身具有一定的不確定性，而電磁環(huán)境與試驗評估結(jié)果還具有較強的關(guān)聯(lián)性，電磁環(huán)境所包含的信息對試驗評估結(jié)果能夠產(chǎn)生顯著影響[8]。因此對艦載雷達偵察裝備復(fù)雜電磁環(huán)境適應(yīng)性進行評估，需要綜合考慮點線面等多個層次，評估內(nèi)容主要包括三個部分：1)單項能力適應(yīng)性的量化評分，就是采用直接測量和計算的方法，對單項能力進行量化分析和對比。2)裝備適應(yīng)性的量化評分，考慮到單項能力的傳導(dǎo)性和貢獻度，采用加權(quán)方法給出裝備適應(yīng)性的量化評分。3)單項能力和裝備適應(yīng)性綜合評估，單項能力適應(yīng)性以能力達標度來表征，劃分為達標(在正常范圍內(nèi))、超差(等于閾值或超出閾值，可接受)、嚴重超差(超出閾值顯著，不可接受)三個等級；裝備適應(yīng)性以裝備可用度表征，劃分為正常使用、有限使用、不可用三個等級。

5　結(jié)束語

近年來，電子對抗技術(shù)進入了飛速發(fā)展的時期，在接收、處理、分選到顯示控制等各個方面都有了跨越性的進步，精確化測量、智能化處理和差異化分選使其作戰(zhàn)能力得到大幅度躍升。但是在裝備復(fù)雜電磁環(huán)境適應(yīng)性試驗評估方面仍然需要不斷深化，提升裝備復(fù)雜電磁環(huán)境適應(yīng)性也將是一個持久而長遠的過程，未來復(fù)雜電磁環(huán)境適應(yīng)性評估的發(fā)展將向著評估對象體系化、環(huán)境構(gòu)建精確化、評估數(shù)據(jù)多元化、評估方法精細化方向發(fā)展?！?/p>