王柏杉

（91404單位，河北 秦皇島 066001）

構(gòu)設(shè)貼近實(shí)戰(zhàn)的電磁環(huán)境，模擬假想敵目標(biāo)，可為部隊(duì)實(shí)戰(zhàn)化訓(xùn)練提供“磨刀石”。電子戰(zhàn)裝備是戰(zhàn)場電磁環(huán)境中典型的作戰(zhàn)威脅目標(biāo)。在電子戰(zhàn)裝備目標(biāo)特性研究上，大多數(shù)研究將視點(diǎn)定位在假想敵裝備上，屬于情報(bào)信息的再挖掘，缺乏從構(gòu)建藍(lán)軍視角進(jìn)行聚類重塑式研究，在一定程度上制約了研究成果到藍(lán)軍建設(shè)的轉(zhuǎn)化應(yīng)用。文獻(xiàn)［1］［2］對特征提取方法給出了相關(guān)算法，文獻(xiàn)［3］［4］對于機(jī)載干擾裝備提供了相關(guān)映射方法，但對于特征要素和重塑方法并沒有細(xì)化研究。本研究在以往研究成果基礎(chǔ)上，以新的視角和思路，從雷達(dá)散射、電磁輻射、平臺運(yùn)動以及武器裝備特性等方面對電子戰(zhàn)威脅目標(biāo)進(jìn)行特性提取，并綜合運(yùn)用后門引導(dǎo)、空間縮比和一體多用等技術(shù)，建立電子戰(zhàn)威脅目標(biāo)特征的感知域重塑方法，為開展貼近實(shí)戰(zhàn)的部隊(duì)訓(xùn)練提供技術(shù)支撐。

1 電子戰(zhàn)威脅目標(biāo)的特征描述

在海戰(zhàn)場電磁環(huán)境中電子戰(zhàn)威脅的受體目標(biāo)是雷達(dá)系統(tǒng)，因此，要想提取電子戰(zhàn)威脅目標(biāo)特性，需要從雷達(dá)這個(gè)受體所能感應(yīng)到的因素出發(fā)，進(jìn)行特征描述［5］。主要包括以下四個(gè)方面：雷達(dá)散射特性、電磁輻射特性、平臺運(yùn)動特性和武器裝備特性。

1.1 雷達(dá)散射特性

雷達(dá)對電子戰(zhàn)飛機(jī)的探測能力除了與雷達(dá)自身性能及環(huán)境因素有關(guān)外，還與目標(biāo)飛機(jī)大小以及雷達(dá)截面積（RCS）有關(guān)。

從干擾方程可以看出，電子戰(zhàn)飛機(jī)的干擾距離與飛機(jī)RCS的1/2次方成正比，雷達(dá)的干擾效果與飛機(jī)RCS成反比，同等條件下飛機(jī)RCS減小會提高干信比，從而提高對雷達(dá)的干擾效果。因此，對于電子戰(zhàn)飛機(jī)來說，采用隱身技術(shù)降低飛機(jī)RCS，既可以減小雷達(dá)對目標(biāo)飛機(jī)的發(fā)現(xiàn)距離，又可以提高對雷達(dá)的電子攻擊效果［6］。

1.2 電磁輻射特性

對于雷達(dá)這個(gè)受體，在海戰(zhàn)場電磁環(huán)境構(gòu)設(shè)中，重點(diǎn)關(guān)注人為制造威脅，主要是作戰(zhàn)對手惡意的電磁輻射對雷達(dá)探測形成的影響，包括干擾機(jī)的有效輻射功率、干擾極化損耗系數(shù)和干擾帶寬。

電子戰(zhàn)飛機(jī)的電磁輻射能量取決于干擾功率和干擾強(qiáng)度，干擾功率會直接影響干信比，是一項(xiàng)重要指標(biāo)因素。干擾極化損耗也會直接影響雷達(dá)干擾功率。雷達(dá)一般采用水平極化或垂直極化，也有變極化雷達(dá)。干擾設(shè)備為了能夠?qū)λ袠O化雷達(dá)都能實(shí)施干擾，一般采用斜極化。由于干擾設(shè)備的極化與雷達(dá)的極化很難達(dá)成一致，一般會造成3dB的損耗。干擾信號是否能夠全部進(jìn)入雷達(dá)接收機(jī)，也是考量干擾效果的因素。當(dāng)干擾帶寬偏低時(shí)，干擾能量很難壓制雷達(dá)回波信號能量，造成干擾無效。只有干擾帶寬大于接收機(jī)帶寬時(shí)才能保證雷達(dá)回波能量能夠全部被壓制。

1.3 平臺運(yùn)動特性

電子戰(zhàn)飛機(jī)對具備多普勒頻移處理能力的雷達(dá)實(shí)施干擾，干擾樣式要選用具有相參特征的，如果選用雜亂脈沖等樣式則明顯沒有效果。對于雷達(dá)來說，艦載干擾設(shè)備平臺一般運(yùn)動速度較慢，基本不受多普勒頻移影響，短時(shí)間內(nèi)可看做靜態(tài)目標(biāo)。機(jī)載干擾裝備的飛機(jī)平臺和機(jī)載突擊兵力運(yùn)動速度較快，受多普勒頻移影響較大。由于飛機(jī)平臺運(yùn)動特性的變化對干擾效果會產(chǎn)生較大影響，在電子戰(zhàn)威脅目標(biāo)模擬上，平臺的運(yùn)動特性也是不可忽略的因素。

1.4 武器裝備特性

電子干擾裝備要想對雷達(dá)實(shí)施干擾，首先就要分析識別雷達(dá)信號特征，并能產(chǎn)生有針對性的干擾信號，使得雷達(dá)進(jìn)行信號分析處理時(shí)造成混亂或判斷錯誤。因此，作為干擾裝備，首先，雷達(dá)信號偵察識別能力特別重要，只有對敵人達(dá)到知己知彼才能提出有效的解決措施。再者，干擾資源以及干擾措施要科學(xué)合理，干擾樣式要與雷達(dá)信號處理方式相關(guān)，才能達(dá)到應(yīng)有的干擾效果。

因此，電子戰(zhàn)飛機(jī)的偵察和干擾能力是綜合影響雷達(dá)受干擾程度的關(guān)鍵因素，也是電子戰(zhàn)裝備特征描述的重要指標(biāo)。

2 基于受體感應(yīng)的威脅特性提取

在海戰(zhàn)場電磁環(huán)境中，電子戰(zhàn)干擾是一項(xiàng)重要的人為制造威脅。雷達(dá)作為電子戰(zhàn)威脅的作用對象，也就是受體，因此，在進(jìn)行電子戰(zhàn)威脅目標(biāo)模擬時(shí)，要從雷達(dá)這個(gè)受體所能感受到的威脅要素進(jìn)行考慮，體現(xiàn)出相對于雷達(dá)產(chǎn)生的威脅作用，這才是海戰(zhàn)場電磁環(huán)境構(gòu)設(shè)的重點(diǎn)，至于其他一些次要因素，與雷達(dá)感知不相關(guān)或相關(guān)不明顯的在裝備構(gòu)建時(shí)可忽略或弱化。

對于雷達(dá)這個(gè)受體，電子戰(zhàn)威脅目標(biāo)所體現(xiàn)的雷達(dá)散射特性、電磁輻射特性、平臺運(yùn)動特性和武器裝備特性是形成雷達(dá)干擾的關(guān)鍵要素。其中，雷達(dá)散射特性、平臺運(yùn)動特性與干擾裝備所搭載的飛機(jī)平臺有關(guān)，即飛機(jī)選型之后，這兩個(gè)因素也就確定了。電磁輻射特性、武器裝備特性與電子戰(zhàn)裝備本身技術(shù)性能有關(guān)，其干擾技術(shù)實(shí)現(xiàn)的好壞直接影響雷達(dá)干擾效果。電子戰(zhàn)威脅目標(biāo)特性提取要素見表1。

表1 電子戰(zhàn)威脅目標(biāo)特性提取要素Tab.1 Feature extraction element table of electronic warfare threat target

因此，在進(jìn)行藍(lán)軍電子戰(zhàn)威脅裝備構(gòu)建時(shí)，應(yīng)重點(diǎn)關(guān)注目標(biāo)關(guān)鍵特征要素，從根本特性上進(jìn)行提取，從而做到準(zhǔn)確模擬。

3 電子戰(zhàn)威脅目標(biāo)特性的感知域重塑

在海戰(zhàn)場環(huán)境下，針對雷達(dá)受體構(gòu)設(shè)電子戰(zhàn)威脅目標(biāo)環(huán)境，是電子藍(lán)軍裝備構(gòu)建的技術(shù)難點(diǎn)。在進(jìn)行電子戰(zhàn)威脅目標(biāo)模擬時(shí)，要重點(diǎn)考慮雷達(dá)受體的感知能力，基于雷達(dá)感知進(jìn)行能力構(gòu)設(shè)。在技術(shù)實(shí)現(xiàn)上，基于后門引導(dǎo)、空間縮比、一體多用等技術(shù)途徑，研究電子戰(zhàn)威脅目標(biāo)特性的感知域重塑方法，為構(gòu)建具有“變色龍”特征的電子藍(lán)軍裝備提供關(guān)鍵技術(shù)支撐［6］。

3.1 后門引導(dǎo)技術(shù)

后門引導(dǎo)技術(shù)解決電子戰(zhàn)武器裝備特性的問題。電子戰(zhàn)裝備的電子進(jìn)攻能力主要體現(xiàn)在偵察的準(zhǔn)確性和干擾的時(shí)效性，在無法完全復(fù)現(xiàn)原型裝備的情況下，可以采用基于先驗(yàn)信息的后門引導(dǎo)技術(shù)實(shí)現(xiàn)。

電子戰(zhàn)裝備的有效偵察是干擾得以實(shí)施的前提和關(guān)鍵，也是裝備的眼睛。為了重塑原型電子戰(zhàn)裝備的偵察能力，可以利用導(dǎo)演部的先驗(yàn)信息，預(yù)先裝訂雷達(dá)數(shù)據(jù)庫，解決參數(shù)獲取問題，同時(shí)根據(jù)裝備靈敏度動態(tài)調(diào)整航路，并提供目標(biāo)位置信息，解決看不見看不遠(yuǎn)的問題。

在干擾效果復(fù)現(xiàn)上，可以將原型裝備干擾樣式等信息進(jìn)行預(yù)裝訂，針對不同體制雷達(dá)還可以動態(tài)調(diào)整，另外還可以采用戰(zhàn)場位移轉(zhuǎn)換方法，利用空間轉(zhuǎn)換能量，以此達(dá)到干擾效果的等效。

3.2 空間縮比技術(shù)

空間縮比技術(shù)解決電磁輻射特性、雷達(dá)散射特性和平臺運(yùn)動特性的問題。原型電子戰(zhàn)裝備的飛機(jī)平臺特性以及能量輻射是很難完全復(fù)制的，但可以采用戰(zhàn)場位移轉(zhuǎn)換空間縮比技術(shù)，實(shí)現(xiàn)干擾效果等效映射。

對于電子戰(zhàn)裝備來說，為了形成有效干擾，雷達(dá)接收機(jī)的干信比必須大于壓制系數(shù)。通過干信比在藍(lán)軍裝備與原型裝備之間建立橋梁，利用干信比一致性實(shí)現(xiàn)干擾效果等效映射的目的。在進(jìn)行干擾效果等效時(shí)，要想達(dá)到相同的干信比，只要找出達(dá)到相同干信比時(shí)藍(lán)軍裝備與原型裝備的干擾距離映射關(guān)系即可。通過戰(zhàn)場位移轉(zhuǎn)換方法，把原型電子戰(zhàn)裝備的戰(zhàn)場位移，通過干信比等效的橋梁，轉(zhuǎn)換到藍(lán)軍訓(xùn)練航路上。當(dāng)藍(lán)軍裝備和原型裝備的干擾有效輻射功率以及搭載平臺確定后，其干擾距離對應(yīng)關(guān)系也就確定了，即可實(shí)現(xiàn)戰(zhàn)場位移轉(zhuǎn)換。

3.3 一體多用技術(shù)

一體多用技術(shù)解決裝備多樣化模擬的問題。藍(lán)軍電子戰(zhàn)裝備很難與原型裝備一一進(jìn)行對應(yīng)，但可通過后門引導(dǎo)以及空間縮比等技術(shù)進(jìn)行模擬等效?；谏鲜黾夹g(shù)，通過調(diào)整模擬的關(guān)鍵要素信息，實(shí)現(xiàn)不同的敵軍裝備作戰(zhàn)效果，達(dá)到“變色龍”裝備的目的。

與電子戰(zhàn)裝備干擾效能相關(guān)的關(guān)鍵因素主要有干擾機(jī)功率、天線增益、載機(jī)的反射面積和干擾距離，只要通過控制變量法調(diào)整這幾個(gè)因素，就可以實(shí)現(xiàn)模擬多個(gè)不同型號干擾裝備的目的。

由干擾方程［7］可知

式（1）中，Ka為壓制系數(shù)，Pj為干擾機(jī)功率，Gj為干擾機(jī)天線增益，Pt為雷達(dá)發(fā)射峰值功率，Gt為雷達(dá)天線增益，γ為極化損耗系數(shù)，σ為載機(jī)雷達(dá)截面積，R為載機(jī)平臺與雷達(dá)目標(biāo)之間的距離，Kt為雷達(dá)壓縮處理增益，Δfj/Δfr為干擾信號與雷達(dá)接收機(jī)帶寬之比。

假設(shè)定義等效系數(shù)為K，則

則干擾方程變形為

由式（3）可知，在影響壓制系數(shù)的參數(shù)中，只有等效系數(shù)K與干擾裝備有關(guān)，其余參數(shù)只與雷達(dá)特性有關(guān)。

由于所模擬裝備的干擾機(jī)功率、天線增益、載機(jī)的反射面積和干擾距離各不相同，因此形成的等效系數(shù)K也不相同。要想形成“變色龍”裝備，就要選取不同的等效系數(shù)K。

對于既定的藍(lán)軍干擾裝備來說，天線增益和載機(jī)的雷達(dá)反射面積是固定的，但發(fā)射機(jī)功率可以動態(tài)調(diào)整，干擾距離可以重新規(guī)劃設(shè)計(jì)。因此，通過調(diào)整發(fā)射機(jī)功率和干擾距離就可以實(shí)現(xiàn)模擬不同裝備的等效干擾結(jié)果，但前提是對于所模擬的干擾裝備的干擾樣式需要事先掌握。

例如要想模擬美軍機(jī)載遠(yuǎn)距離支援干擾、隨隊(duì)掩護(hù)以及自衛(wèi)干擾，可選取AN/ALQ-99FV干擾吊艙、AN/ALQ-184（V）電子干擾吊艙和AN/ALQ-131電子對抗吊艙作為典型模擬對象，計(jì)算出各型裝備的等效系數(shù)。

AN/ALQ-99FV干擾吊艙的等效系數(shù)為K99，即

AN/ALQ-184（V）電子干擾吊艙的等效系數(shù)為K184，即

AN/ALQ-131電子對抗吊艙的等效系數(shù)為K131，即

通過調(diào)整不同的等效系數(shù)K99、K184、K131，就能模擬AN/ALQ-99FV干擾吊艙、AN/ALQ-184（V）電子干擾吊艙和AN/ALQ-131電子對抗吊艙的干擾效果，為構(gòu)建具有“變色龍”特征的電子藍(lán)軍裝備提供了技術(shù)支撐。

4 結(jié) 語

本研究提出了基于受體感應(yīng)的電子戰(zhàn)威脅特性提取方法，對電子戰(zhàn)威脅目標(biāo)進(jìn)行了特性分解，探索形成了電子戰(zhàn)裝備藍(lán)軍構(gòu)設(shè)模式，綜合運(yùn)用后門引導(dǎo)技術(shù)、空間縮比技術(shù)和一體多用技術(shù)，探索形成機(jī)載電子進(jìn)攻模擬裝備非對稱增效技術(shù)路線，建立了電子戰(zhàn)威脅目標(biāo)特征的感知域重塑方法，為電子藍(lán)軍裝備建設(shè)模式提供了有效技術(shù)支撐。

在采用一體多用技術(shù)實(shí)現(xiàn)“變色龍”裝備時(shí)，由于缺乏可用的實(shí)際裝備數(shù)據(jù)支撐，無法進(jìn)行實(shí)裝驗(yàn)證，只是進(jìn)行了基于控制變量法的理論分析，前提是電子戰(zhàn)裝備的干擾技術(shù)是已知的，并可以動態(tài)復(fù)制。但是，在實(shí)際應(yīng)用中，強(qiáng)敵的干擾機(jī)理尤其是干擾參數(shù)無法準(zhǔn)確掌握，造成藍(lán)軍裝備模擬時(shí)只是近似等同，會存在細(xì)微差別，因此需要在映射推導(dǎo)時(shí)加以修正。