雷达电子战作战效能评估的分析与思考

要： 针对现代战场环境下电子对抗的关键内容雷达作战效能评估问题开展研究 。 分析了复 杂电磁空间的描述方法和战场想定构建原则 。讨论了雷达作战效能评估体系的建立和约简方法。 摘 并就目前广泛采用的三种评估方法 ，模糊评判法、神经网络法和 D － S 理论评估方法的理论基础 和应用特点进行了分析比较。最后针对评估过程中存在的不确定性问题 ， 提出了基于 D － S 理论 的雷达效能评估方法，从而为现代战场环境下雷达作战效能评估问题提供新的解决途径 。 关键词： 雷达电子战； 评估指标体系； 评估方法； D － S 理论
且不断应用到实际装备研制中。由于此类问题的研 究， 尤其是相关应用都属于国家重点机密 ， 所以在一 般的文献和资料中都难以找到。 总的来说， 目前雷 达电子战的效能评估方法多而杂 ， 但好的方法较少， 而且在客观性、 操作性诸多方面还亟待完善。 评估 问题的难以解决， 其中的一个很重要原因是“评估 ” 问题本身兼具“不确定性 ” 和多属性决策的特 点。 雷达干扰效果与干扰机， 雷达的工作参数与空间电 磁环境等因素存在一定的依赖关系， 如果能够确定
收稿日期： 2010 － 12 － 13 作者简介： 王新（ 1983 － ） ， 男， 硕士， 研究方向为电子对抗战术、 雷 达信号处理。
这种关系就可以在干扰因素与干扰评估效果之间建 立某种映射关系， 进而通过干扰机和雷达的具体参 数得到最终的准确评价。事实上这种关系具有很强 的不确定性和模糊性， 难以用明确的数学表达式表 。本文针对以下几点问题开展讨论： 一是 战场复杂电磁环境描述缺乏规范性； 二是评估指标 示出来 体系建立的完整性与可约简性； 三是当前评估方法 的特点与不完善性。由于电磁环境中对雷达效能发 特别是某些评估指标具 挥的产生影响的因素很多， ， 有典型的“不确定性 ” 如跟踪精度是随机数指标， 识别概率是模糊数指标， 因此需要选取合适的评估 “ 因素。 为此将雷达效能 方法处理这些 不确定性 ” 评估问题归结为一个多因素综合评估问题 ， 通过对 雷达作战效能评估指标集建立对应的评价模型 ， 应 用模糊数学、 多属性决策、 证据理论等方法进行综合 处理， 最终得到雷达作战效能的评价结果 。
达和先进电子对抗设备的公开文献都十分稀少 ， 只 能根据公开的波段、 用途、 体制等材料进行适当的推 断， 使想定的作战方案符合雷达电子战的作战模式 和技术水平。本文以雷达对抗系统作战想定为例进 行说明。雷达对抗系统通常包括雷达干扰系统和防 空雷达探测系统。 ①雷达干扰系统的组成 雷达干扰系统由多个不同型号的地面雷达侦察 机载测向定位设备、 地对空干扰设备、 远距离 设备、 支援干扰设备等组成， 由在战前和战中形成地面 + — 49 —
Analysis and consideration on combat effectiveness evaluation in radar EW
WANG Xin1 ，REN Mingqiu2 ，GAO Feng3 ，TAO Haiyin4
（ 1 ． PLA Unit 94981 ，Nanchang 331200 ，China； 2 ． Department of Optics and Electronics，Ordnance Engineering College，Shijiazhuang 050003 ，China； 3 ． PLA Unit 93046 ，Shenyang 110141 ， China； 4 ． Staff Room of Artillery Nanchang Military Academy，Nanchang 330103 ， China）
空中的立体无源探测网提供战场电磁态势信息 ， 在 作战中形成地对空干扰 + 空对地干扰的立体雷达干 扰区掩护突击机群或弹道导弹等突防目标 。 ②防空雷达探测系统组成 防空雷达探测系统由地面多部不同型号的警戒 雷达和空中预警机载雷达组成立体防空网 ， 实现对 提供预警信息。 战斗机作战半径以外的搜索和跟踪 ， 地面警戒雷达按照防区配置， 空中预警机全天候在 防区上空巡航， 对来袭飞机、 导弹等目标实施探测。 ③多种作战模式的设定 对防空雷达探测系统的对抗仿真主要考虑各种 有源干扰， 而对无源干扰和 ARM 打击等问题不做 深入分析。对地面预警雷达干扰想定包括远距离干 扰、 近距离支援干扰、 随队干扰等情况， 采取的干扰 技术有距离欺骗干扰、 压制性开窗干扰、 同步方波干 、 （ ） 。 扰 单 多 目标欺骗干扰 对机载预警雷达的干扰 想定包 括 单 站 遮 盖 性 干 扰、 多 站 遮 盖 性 干 扰、 单 （ 多） 目标欺骗干扰。
中图分类号：TN95
文献标识码：A
文章编号：1009 － 2552 （ 2011 ） 07 － 0048 － 05
雷达电子战作战效能评估的分析与思考
王
1 2 新 ，任明秋 ，高 3 4 峰 ，陶海印
（ 1． 94981 部队，南昌 331200 ； 2． 军械工程学院光学与电子工程系 ，石家庄 050003 ； 3． 93046 部队，沈阳 110141 ； 4． 南昌陆军学院炮兵教研室 ，南昌 330103 ）
［5 ］ 以有效支撑背景项目的深入研究 。 但是由于国 防安全、 作战需要和技术保密等原因， 对各种现代雷
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1． 1
复杂电磁空间描述与战场想定
复杂电磁空间描述
复杂电磁环境的描述与构建一直是现代雷达电 究竟如何描述电磁环 子战研究的热点和难点问题， 境实际上并没有确定性的标准。当进行雷达效能评 估时， 必须拟定各种雷达在实战中面对的战场环境 ， 通过考察雷达受到的干扰措施影响和指标参数变化 作为雷达效能指标检测、 评定的依据。 因此必须深 入研究敌我双方的雷达对抗技术特征、 雷达对抗战 术规划、 雷达具体的作战技术性能等诸多因素 ， 才能 从大量的单一特殊的电磁环境中推出一般的最具代 ［2 － 3 ］ 。目 表性、 适应性和可拓展性的典型电磁环境 前较为常见的是概念上的解释， 主要依据美军公布 的电子战作战手册上的相关描述 。在国内通常将电 磁环境概括为作战双方在特定区域内， 使用的各种 电子系统构成的信号特征和信号密度的总和 。但是 现代战场上的电磁环境十分复杂而且瞬息万变 ， 要 。 对其进行确定性的描述是极为困难的 早期的雷达 系统方案论证、 研制和鉴定时， 依靠的是外场实验 法， 即布设大量真实的电子信息系统提供所需的电 磁环境。在现代电磁环境下， 一方面不可能堆积如 此多的实物设备形成与实战近似的电磁环境 。而且 外场实验周期长， 实验费用高， 受气候与环境条件影 响严重。采用实验仿真的方法可以提供复杂， 逼真 的电磁环境， 可以快速、 有效地反映雷达系统在电磁 环境中实际的作战效能。复杂电磁环境下雷达作战 效能评估是敌我双方武器系统对抗的一种综合反 映， 雷达作战效能既是雷达电磁环境影响的结果 ， 同 时也是进行电磁战场环境想定的根本目的 。因此必
Abstract： The essential problem on combat effectiveness evaluation in radar EW is studied． The complex electromagnetic environment is described and the principles of battlefield assumption construction are analyzed． The foundation and reduction method of evaluation index sets are provided． Three evaluation methods such as fuzzy evaluation method， neural network method and DS evidence method used commonly are introduced and the evaluation performances are compared． To solve the uncertainty factors in the evaluation problems，a method based on DS evidence theory is given which is a novel way to combat effectiveness evaluation in the modern radar EW． Key words： radar EW； evaluation index system； evaluation method； DS theory
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引言
雷达效能评估方法研究主要针对现代战场环境 — —雷达干扰与抗干扰问 下电子对抗的关键内容— 题， 通过建立一整套科学客观的评估准则和简便有 效的评估方法， 完成雷达在各种战场环境想定下的 效能评价。由于现代电子战的对抗过程是一个不完 全信息动态博弈过程， 其中既有复杂的技术因素， 同 时也含有大量不确定因素、 模糊因素或者人为因素， 所以对其效果及效能评估的难度相当大。 目前， 美 国、 英国、 俄罗斯等一些国家均建立了与此相应的学 ， 并 科 投入大量人力和资金进行该学科领域的研究 ， — 48 —
2． 2
评估指标的建立与约简
由于雷达所处电磁信号环境的复杂性和承担任 务的多样性， 所选取的雷达效能评估指标必须能反 映雷达装备的主要功能， 其敏感变化能直接体现性 能参数， 能够体现指标层次对系统整体评价的影响 程度， 能够反映不同装备和不同作战行动之间的关 系和差异。如图 1 所示， 雷达性能评估指标体系划 分为雷达固有性能、 雷达抗干扰性能以及电磁环境 ［6 － 8 ］ 。雷达固有性能指标主要包括雷 指标三个子层 达的发射功率、 雷达的天线增益、 无干扰条件下的探 ， 测距离 无干扰条件下的发现概率等。 雷达的抗干 扰性能指标主要考虑干扰条件下各性能指标的变化 程度， 如压制系数、 相对烧穿距离、 抗干扰品质因子 和抗干扰改善因子等。电磁环境指标主要涉及干扰 时机的选择， 电磁环境信号流密度等。 有效发射功率 天线增益 信号带宽 雷达固有性 信号时宽带宽积 能评估指标 可探测量小 RCS 雷达可靠性 雷达可维修性 …… 抗干扰改善因子 雷达作战效能 自卫距离改善因子 综合评估指标 测量精度改善因子 雷达抗干扰 评估指标 目标起始航迹评价时间改善因子 雷达观测扇区损失改善因子 雷达系统平均航迹误差改善因子 …… 干扰时机选择 干扰机体制 战场环境 信号流密度 评估指标 气象及地理因素 ……
［1 ］百度文库
须拟定雷达装备在实战中将面临的典型电磁环境 ， 通过考察雷达受到的干扰措施影响和指标参数变化 ［4 ］ 作为雷达系统性能指标检测、 评定的依据 。 雷达 电磁环境模拟应遵循以下原则： ①电磁环境模拟的逼真性。模拟的电磁环境符 合雷达系统实战的对抗环境， 在参考电子战作战空 域、 作战模式与战场使用特点等基础上 ， 进行综合分 析， 使其具有逼真性。 ②电磁环境模拟的典型性。 真实电磁环境复 杂、 快变。不同的雷达设备应依据其用途、 作战对 象、 作战环境的不同， 选取特定的电磁环境。 ③电磁环境模拟的规范性。模拟的电磁环境应 尽量满足现有的各种国际、 国内电磁环境模拟规范 要求。电磁环境信号的输入、 采集接口应能与各种 检测设备、 雷达、 电子侦察设备互联， 实现评估数据 。 采集与相关分析 ④电磁环境模拟的先进性。模拟的电磁环境应 能够反映雷达战场对抗环境的现实水平及其发展趋 势， 满足现实对抗条件下的雷达作战效能评估的作 战需求。 ⑤电磁环境模拟的可拓展性。随着现代电子技 术的发展， 对电磁环境空间的认识会逐渐充实。 目 前设计的电磁环境可能还缺乏一些重要认识和典型 应做出适当的调整和修正， 反映电磁环境发展 意义， 的阶段性特征。 1． 2 现代战场条件下的战场想定 拟定复杂战场环境下各种雷达对抗方案是开展 雷达效能评估的重要步骤。通过考察各种作战想定 下雷达性能指标受到的作用效果和参数变化 ， 经过 分析整理作为雷达效能指标检测、 评定的依据。 按 照作战想定任务对雷达系统的作战效能进行评估 ， 得到的评估结果不仅可以检验雷达对抗数学建模研 究成果， 验证雷达作战效能评估模型的可行性 ， 还可