机载雷达电子对抗系统的仿真

２ 雷达模型的判另ＩＪ准则及其建立：
２．１纽曼一皮尔逊判别准则：ｎ矗］ 在雷达信号的检测过程中，有两种可能性：一种
是信号加噪声Ｈｌ：ｚ（￡）＝ｓ（￡）＋咒（ｆ）；另一种为只有 噪声Ｈ。：ｚ（￡）一ｎ（￡）；而雷达对两类可能性的判断 一般是通过设置门限来描述的。当日。的值超过门
限时，视为虚警；当日，的值低于门限时，视为漏检。
ＶｏＩ．３５．Ｎｏ．４ Ａｐｒ．２０１０
文章绩号ｌ １００２－０６４０（２０１０）０４—００７６．０３
火力与指挥控制 Ｆｉｒｅ ＣｏｎｔｒｏＩ＆Ｃｏｍｍａｎｄ ＣｏｎｔｒｏＩ
第３５卷第４期 ＺＯＩＯ年４月
机载雷达电子对抗系统的仿真’

贾 蒙ｈ２，李 辉１，沈 莹３，张 安１ （１．西北工业大学电子信息学院，西安７１００７２，２．新乡学院，河南新乡４５３０００．
Ｋｅｙ ｗｏｒｄｓ：ａｉｒｂｏｒｎｅ ｒａｄａｒ，ｅｌｅｃｔｒｏｎｉｃ ｗａｒｆａｒｅ，ｃｒｉｔｅｒｉａ，ｓｙｓｔｅｍ ｓｉｍｕｌａｔｉｏｎ
引言
目前，利用分布交互仿真技术构建大规模的武 器系统，进行作战演练仿真，借此来验证武器系统性 能，辅助战术战略决策，已经是国外很多国家采用的 经济有效的军事训练方法。机载雷达对抗强的一方 在战争一开始就可使对方整个战场致盲，从而赢得 战争的主动权。雷达对抗是电子对抗的重要组成部
１）干扰敌警戒雷达，破坏其对目标的探测，使
万方数据
贾蒙．等：机载雷达电子对抗系统的仿真
（总第３５－－６０３）
·７７·
其不能得到正确的情报。 ２）干扰敌武器系统中的跟踪雷达，降低武器系
统的命中率，保护或掩护我方。 ３）在防空系统中，干扰敌轰炸瞄准雷达，或改
变地形地物的图像，掩护我重要目标。 ４）可以提高我雷达的抗干扰能力，发展雷达的
（８）
的点划在Ｄ。范围内，判为无用信号。
拖，＝揣＝笨篙瑞㈤ 信号的似然比为：
由式（１），式（７）～式（９）得出纽曼一皮尔逊判别
准则： Ａ（ｚ）＞也输入为有信号，Ａ（ｚ）＜山输入为无
信号，以。称为门限。 当Ａ（ｚ）＜山时，为漏检，如果漏检越多，雷达
性能越差。 ２．２箔弹无源干扰模型的建立Ｉｓ－８】
箔条干扰的实质是在交变电磁场的作用下，箔 条上感应交变电流，而根据电磁辐射理论，这个交 变电流要辐射电磁波，即产生二次辐射，使箔条回 波影响目标回波，从而对雷达起无源干扰作用。箔片 频带宽，频率越高雷达截面越大，频率高端不受限 制。由于空气阻力，箔片不会大面积扩散，不会分 成多块云，只能呈一团干扰云，形成较好的假目
明显降低。还通过对机载雷达电子对抗模拟仿真系统的研究，真实地模拟了机载雷达电子对抗作战平台，为培养电子对抗人
才提供了很好的辅助工具。
关键词：机载雷达。电子对抗，判别准则，系统仿真
中图分类号：ＴＪ０１
文献标识码：Ａ
Ｓｉｍｕｌａｔｉｏｎ ｏｆ Ｅｌｅｃｔｒｏｎｉｃ Ｗａｒｆａｒｅ Ｓｙｓｔｅｍ ｆｏｒ Ａｉｒｂｏｒｎｅ Ｒａｄａｒ
３．西安卫星测控中心，西安７１００４３）
摘 要：从最近几场局部战争中可以看到，机载雷达对抗作为关键作战手段贯穿于战争的全过程，影响着战争的进程和
结局。机载雷达对抗不仅仅只是作战的保障手段．它已经成为直接的军事打击力量。因此，对机载雷达电子对抗的研究，有利
于取得战争的主动权。通过对雷达性能判据的推导和更新．箔条干扰模型的建立，进一步证明了在箔条干扰下，雷达探测性能
在对话框中对威胁目标进行改动。
实现的仿真如图２所示。
当改变威胁目标属性后，点击确定，威胁目标的
４ 结论
本文通过对机载雷达电子对抗的介绍，以及对 雷达识别判据，箔条干扰模型的详细论述，并且证明 在箔条干扰下，雷达的识别能力明显下降，从而证实 了箔条对雷达的干扰效果。此外，本文还讲述电子对 抗的模拟仿真系统，能够最大限度真实的反映机载 电子对抗的情景。
示界面
分为自动回应和人工回应。在自动回应下，系统根据
威胁源的种类，按照已经编好的程序发射炮弹，或者
根据干扰源的种类，回应反干扰。在人工回应状态
下，操作人员可以根据自己的战斗策略要求，采取相
应的操作。发射和剩余炮弹的数目，种类都将显示在
液晶屏幕上。
操作系统可以进行自检，便于维护系统的良好
稳定性。当自检出错时，操作人员可以进入维护状
１ 雷达对抗的主要任务与手段［３“］
现代战争中，各种现代化武器系统威力的发挥， 很大程度上依赖于雷达系统的效能。因此，以雷达作 为对象的各种对抗技术，就成为必不可少的手段。雷 达干扰，就是利用电子的方法破坏雷达的正常工作， 使其不能正确的探测和跟踪真正的目标，其中包括 掩盖真实目标和制造假目标。雷达干扰主要完成下 述任务：
新体制。 雷达对抗的手段可以分为有源干扰和无源干
扰。在有源干扰中，有噪声干扰和欺骗干扰。噪声干 扰以强力的干扰功率压制雷达对信号的正常接受， 以随机起伏的噪声波遮盖目标回波，妨害对信号的 检测。欺骗性干扰则常采用脉冲干扰以模拟目标回 波，以假代真或真假混杂，把敌方的拦截系统引导到 错误的方向和区域。目前，由于现代雷达的窄波束、 低副瓣的特点，远距离的副瓣干扰往往难以达到理 想的压制效果，一般的干扰方式多采用噪声干扰。
收稿日期；２００９—０２—１５
修回日期：２００９—０４—１２
＊基金项目：航空基础科学基金（２００６ＺＣ５３０２３）、陕西省自
然科学基金资助项目（２００７Ｆ２３）
作者简介：贾 蒙（１９８１．），男，河南新乡人，博士研究
。生，研究方向：光通信．电子对抗．
分，由两方面组成：一方面，敌对双方采取各种手段 获取对方雷达性能和部署的情报，进而扰乱和破坏 对方雷达的正常工作，通常把前者叫做雷达侦察，而 把后者叫做雷达干扰【８’９】。
态，对系统进行维护，包括：校对时间，内存管理，程
序的加载与卸载，擦出记录，清除故障。
３．２模拟综合管理系统的实现
在电子对抗的实战中，威胁源的特征数据是通
过外挂设备传给对抗系统的。对于仿真的电子对抗
系统，威胁源是由上位机在ＶＣ＋＋环境中模拟的。
在ＶＣ＋＋环境下，通过对话框的形式，模拟出威胁
源和干扰源的种类，威胁级别，方位等等，而且可以
Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ｗｅ ｃａｎ ｓｅｅ ｆｒｏｍ ｔｈｅ ｌａｔｅｓｔ ｌｏｃａｌ ｗａｒ ｔｈａｔ ｔｈｅ ａｉｒｂｏｒｎｅ ｒａｄａｒ ｅｌｅｃｔｒｏｎｉｃ ｗａｒｆａｒｅ ｈａｓ ｂｅｃｏｍｅ ａ
ｋｅｙ ｉｎｓｔｒｕｍｅｎｔ ｔｈｒｏｕｇｈｏｕｔ ｔｈｅ ｗａｒ．Ｉｔ ｅｆｆｅｃｔｓ ｏｎ ｔｈｅ ｐｒｏｃｅｓｓ ａｎｄ ｒｅｓｕｌｔｓ．Ｔｈｅ ａｉｒｂｏｒｎｅ ｒａｄａｒ ｅｌｅｃｔｒｏｎｉｃ ｗａｒｆａｒｅ ｉｓ ｎｏｔ ｏｎｌｙ ａ ｇｕａｒａｎｔｅｅ ｏｆ ｔｈｅ ｗａｒ，ｂｕｔ ａｌｓｏ ａ ｍｉｌｉｔａｒｙ ｈｉｔ ｆｏｒｃｅ．Ｓｏ ｔｈｅ ｓｔｕｄｙ ｏｆ ａｉｒｂｏｒｎｅ ｒａｄａｒ ｅｌｅｃｔｒｏｎｉｃ ｗａｒｆａｒｅ ｉｓ ｇｏｏｄ ｆｏｒ ｔｈｅ ｖｉｃｔｏｒｙ ｏｆ ｔｈｅ ｗａｒ．Ｔｈｅ ｐａｐｅｒ ｈａｓ ｃｏｎｃｌｕｄｅｄ ａｎｄ ｃｒｅａｔｅｄ ｔｈｅ ｃｒｉｔｅｒｉａ ｏｆ ｔｈｅ ｒａｄａｒ，ｃｏｎｓｔｒｕｃｔｅｄ ｔｈｅ ｍｏｄｅｌ ｏｆ ｃｈａｆｆ ｊａｍｍｉｎｇ ａｎｄ ｐｒｏｖｅｄ ｔｈａｔ ｔｈｅ ｃａｐａｂｉｌｉｔｙ ｈａｄ ｄｅｃｒｅａｓｅｄ ａｐｐａｒｅｎｔｌｙ． Ｔｈｅ ｐａｐｅｒ ｈａｓ ｓｔｕｄｉｅｄ ｔｈｅ ａｉｒｂｏｒｎｅ ｒａｄａｒ ｅｌｅｃｔｒｏｎｉｃ ｗａｒｆａｒｅ ｓｉｍｕｌａｔｉｏｎ ｓｙｓｔｅｍ，ｓｉｍｕｌａｔｅｄ ｔｈｅ ｐｌａｔｆｏｒｍ ｏｆ ａｉｒ—ｌｉｎｅｄ ｒａｄａｒ ｅｌｅｃｔｒｏｎｉｃ ｗａｒｆａｒｅ ｓｙｓｔｅｍ．Ｔｈｅ ｓｙｓｔｅｍ ｉｓ ａ ｇｏｏｄ ｔｏｏｌ ｔｏ ｔｒａｉｎ ｔｈｅ ｔａｌｅｎｔｓ ｏｆ ｅｌｅｃｔｒｏｎｉｃ ｗａｒｆａｒｅ．
仃一０．８６Ａ２ｃｏｓ４口
（１０）
分别推导得出金属圆形与矩形条箔的面积；
擎；
仉＝Ⅳ划篆似（罕）］２挚叭１．３：１．５）
（１１）
万方数据
·７８· （总第３５—６０４）
火力与指挥控制
吼一Ⅳ川孕 丁；４兀ａ２ｂ２ ｃｏＳ２口［≮群］２警驯
２０１０年第４期
（１．３ ｌ １．５）
（１２）
其中Ⅳ表示条箔个数，表示入射电磁场与条箔的夹
角，表示雷达波长，ｒ表示金属条箔的半径，ｎ，ｂ分
别表示矩形箔片的底边和高，这样就得到了反射面
积模型。
当箔片散射面积大于雷达目标散射界面的话，
就可以保护目标。但是，在空中抛撒高密度的箔条偶
极子组时，仍然存在着问题：箔条偶极子抛下后，
在极短的时间内下降速度几乎降到零（等于风速），
所以在箔条偶极子云的反射背景上，雷达依然能够
所以，很容易得到虚警概率Ｐ如和漏检概率Ｐ。：
ｆ
Ｐｚｏ＝尸（Ｄ１ ｌｔｉ。）一Ｊ ｐ（ｘ｝Ｈ。）ｄｘ
（１）
Ｄ１
ｆ
Ｐ。＝Ｐ（Ｄｏ ｌＨｌ）一Ｊ ｐ（ｘ ｌ Ｈ１）ｄｘ
（２）
ＤＯ
信号检测中常用的准则有：贝叶斯准则，最小
错误概率准则，极小化极大化准则以及纽曼一皮尔逊 准则。纽曼一皮尔逊准则的主要思路是在保持一定的
率分布密度函数为：Ｐ（ｘｌ，ｚ２，…，ｚⅣ／ｏ）。 虚警概率为：
ｆ１． ｒ １％＝ＪＪ…Ｊｐ（ｘｌ，…，ｚ２，…，ｚⅣ／０）ｄｘｌｄｘ２，…，ｄｚⅣ
ｌＪｌ
（４）
发现概率为；
Ｐｄ一』Ｊ…ＪＰ（ｚ。，…，ｚ２，…，ｚⅣ／ｓ）ｄｘｌｄｚ２，…，ｄｚⅣ
（５）
式（４），式（５）联合得到总错误概率与联合分布 密度的关系：
３．１飞行员操作显示的模拟实现
由于威胁源和干扰源是移
动目标，所以必须对所有可能
出现的目标进行封装，即先把
可能出现的目标用子程序实
现，且规定子程序的输人参数
为显示目标的坐标。显示目标
的坐标（方位和距离）由上位机
传送。其显示界面如图１所示。
当在屏幕上发现威胁源图１下位机工控显
后，电子对抗系统要做出回应，
ＪＩＡ Ｍｅｎ９１”，ＬＩ Ｈｕｉｌ，ＳＨＥＮ ｒｉｎ９２，ＺＨＡＮＧ Ａｎｌ （１．Ｃｏｌｌｅｇｅ ｏｆ Ｅｌｅｃｔｒｏｎｉｃ Ｉｎｆｏｒｍａｔｉｏｎ Ｎｏｒｔｈｗｅｓｔｅｒｎ Ｐｏｌｙｔｅｃｈｎｉｃａｌ Ｕｎｉｖｅｒｓｉｔｙ，Ｘｉ’ａｎ ７１００７２，Ｃｈｉｎａ， ２．Ｘｉｎ Ｘｉａｎｇ Ｃｏｌｌｅｇｅ，Ｘｉｎ Ｘｉａｎｇ ４５３０００，Ｃｈｉｎａ，３．Ｘｉ’ａｎ Ｓａｔｅｌｌｉｔｅ Ｃｏｎｔｒｏｌ Ｃｅｎｔｅｒ，Ｘｉ’ａｎ ７１００４３．Ｃｈｉｎａ）
标。箔条干扰的性能受诸多因素的影响（如大气密 度，湿度，气流等），其特性只能从统计意义上加以描 述，目前比较常用的数学统计模型是反射面积的数 学模型。
目标的有效反射面积是一个与入射波垂直，其 反射到接收点的能量与其真实目标在该方向所反射 的能量相等的理想导电平面的面积。可以根据单个 偶极子的有效散射面积
参考文献：
口 ］ 向敬成，张明友．雷达系统［Ｍ］．北京：电子工业出 版社，２００１．
口 ］ Ｂｙｒｏｎ．Ｒａｄａｒ Ｐｒｉｎｃｉｐｌｅｓ，Ｔｅｃｈｎｉｑｕｅｓ［Ｍ］．ＰＴＲ
Ｐｒｅａｔｉｃｅ Ｈａｌｌ，Ｅｎｇｌｅｗｏｏｄ Ｃｌｉｆｆｓ·１９８７．
ｏ］ 赵国庆．雷达对抗原理［Ｍ］．西安：西安电子科技大 学出版社。１９９９．
虚警概率下，即Ｐ，４为定值时，使漏检概率大道极
小，可以表示为：
Ｐ，＝Ｐ（Ｄ。ＩＨｌ）＋Ａ。Ｐ（Ｄｌ ＩＨ。）
（３）
其中Ａ为待定系数，只为两种错误加权和，纽曼一
皮尔逊准则就是保证Ｐ，值最小。 当输入ｚ（ｆ）＝ｓ（￡）＋，ｌ（￡）时，其Ⅳ个取样点的
联合概率分布密度函数为：Ｐ（ｘ，，ｚ：，…，ｚⅣ／ｓ）。 当输入ｚ（￡）＝以（ｆ）时，其Ⅳ个取样点的联合概
分辨出动目标，虽然雷达的作战效能已经大大降
低，但有时还需要用其他干扰措施来补偿。
３ 电子对抗系统的模拟实现
图２上位机管理操作界面
数据就发动到下位机工控，并显示在液晶屏幕上。当 下位工控操作消除威胁时，上位机仿真系统会显示 威胁目标的消失。此外，上位机管理系统，要通过光 纤网向数据库平台发送飞机坐标，飞机状态等信息。
Ｐ．＝１一ｊｌＪ．：．Ｊ［ｐ（ｚ，，ｚ。，…，ｚＮ／ｓ）一Ａ户（ｚ，，ｚ。，…，
ｚⅣ／０）］ｄｘｌ，ｄｘ２，…，ｄｘⅣ
（６）
要使Ｐ，值最小应该使满足
ｆ Ｊ［户（ｚ１，ｚ２，…，ｚⅣ／５）一以ｏｐ（ｘ１，卫２，…，ＸⅣ／ｏ）３＞／ｏ
（７）
的点划在Ｄ，范围内，判为有用信号，而将满足
ｆ Ｊ［户（ｚｌ，ｚ２，…，ｘＮ／ｓ）一以ｏｐ（ｘｌ，ｚ２，…，ｚⅣ／ｏ）１＜ｏ