基于雷達方和干擾方干擾效果的評估

摘要：雷達干擾效果的評估已成為電子信息對抗領域的熱點課題。雷達方往往從雷達設備的某些性能或效能參數作為評估指標。干擾方主要是根據實施干擾后的雷達圖像，結合作戰人員的電子戰知識和經驗來判斷干擾效果。因此本文提出從雷達方和干擾方兩個角度來評估干擾效果，更具有客觀性和全面性。

關鍵詞：干擾效果；評估方法；電子戰

中圖分類號：TN957文獻標識碼：A文章編號：1674-7712 (2014) 08-0000-02

一、引言

如今電子戰在現代戰爭中發揮著越來越重大的作用。電子戰的斗爭是矛與盾的關系。這里干擾方是矛，是進攻方，而雷達方是盾，是防御方。干擾方實施干擾的目的是為了削弱或破壞雷達設備性能的正常發揮，雷達方則需要采取扛干擾措施，盡量避免對方的干擾。在實際的干擾效果評估中，雷達方往往從雷達設備的某些性能或效能參數作為評估指標，干擾方主要是根據實施干擾后雷達圖像及偵察到信號的變化情況，結合作戰人員的電子戰知識和經驗來判斷干擾效果。兩者的評估方案都能反映出實際的干擾效果，因此本文從雷達方和干擾方兩個方面來評估電子戰中的干擾效果。

二、基于雷達方的干擾效果的評估

電子干擾的分類有很多，按干擾的來源分類可以分為有源干擾和無源干擾，而有源無源干擾又有許多不同的干擾模式。由于被干擾的雷達來說，雷達體制、信號形式和抗干擾措施各不相同，被干擾后的效果也有所差異。因此，對于衡量或比較雷達眾多抗干擾技術所具有的綜合性能是比較復雜的。目前，國內外雷達界在雷達抗干擾能力評估方面，做了不少卓有成效的工作，提出了以抗干擾改善因子（EIF），抗干擾能力度量公式，壓制系數，自衛距離，抗干擾品質因子等評估指標。分別介紹如下：

（一）雷達抗干擾改善因子(EIF)

抗干擾改善因子EIF是美國學者Johnston于1974年首次提出用來衡量雷達抗干擾能力，其定義為：雷達接收機在使用和不用抗干擾措施兩種情況下，保持輸出信噪比相同所需的輸入干擾功率的比值。此公式反映了抗干擾措施改善輸出信干比的程度，表征了抗干擾措施的性能，可以用來對不同類型的抗干擾的效果進行比較。但是它不適用于度量整個雷達系統的抗干擾能力，另外，抗干擾改善因子是一種技術參數，它不能直接說明雷達在干擾條件下的作戰能力。

（二）雷達綜合抗干擾能力(AJC)度量公式

雷達抗干擾能力度量公式于1984年中國學者酈能敬提出，其目的在于全面評價雷達系統的抗干擾能力。

（AJC）=(PT0BSG)*SSSMSPSCSNSJ （1）

式中，AJC為雷達綜合抗干擾能力；P為雷達平均發射功率；T0為雷達信號持續時間；BS為雷達系統瞬時帶寬；G為雷達天線增益；SS為雷達天線旁瓣因子；SP為雷達極化可變因子；SM為雷達MTI質量因子。

（三）相對自衛距離

壓制性干擾的目的是降低信噪比，其對雷達檢測性能的影響是降低發現概率，使作用距離降低，對跟蹤測量的影響是增大測量誤差。據此，可以用相對距離和相對測量精度衡量雷達的抗壓制性干擾能力。相對自衛距離指雷達受干擾時的自衛距離與雷達要求的作用距離的比值。雷達的相對測量精度指雷達在有干擾下的測量精度與無干擾下雷達的測量精度的比值。

（四）雷達受干擾可用度

雷達受干擾可用度可以用來衡量雷達的抗壓制性干擾能力。其定義為：雷達在遭受干擾時，尚能保持原有功能程度。

（五）雷達抗欺騙干擾度量的概率公式

對雷達抗欺騙性干擾的度量，有如下的概率度量公式：

qj=1-pj1pj2pj3pj4（1-pr1）（1-pr2）（1-pr3） （2）

pj1、pj2、pj3、pj4分別為干擾方截獲，分選，識別和模擬雷達信號成功概率；pr1、pr2、pr3分別為雷達在空域，時域對干擾識別成功概率以及采用抗欺騙措施對干擾的抗干擾成功概率。

三、基于干擾方的干擾效果的評估

基于干擾方的干擾效果評估比較困難。但著眼于實戰的電子戰效能評估領域的研究必需關心關注這一難題。基于干擾方的干擾效果評估更多地要根據實施干擾后雷達圖像及敵方雷達信號的變化情況，結合作戰人員的電子戰知識和經驗來判斷干擾效果。

干擾和反干擾是一個動態博弈過程，其中包含了大量的不確定因素甚至人為因素的影響。對此，國內外學者從不同的研究角度出發，提出了一系列的干擾效果評估準則。現階段，干擾方干擾效果的評估方法大致可以分為兩類，即主觀評估方法和客觀評估方法。

（一）主觀評估方法

主觀評估法又稱為人工評估法，主要是依靠人工經驗分析干擾效果。其評估方法如下步驟。首先需要在雷達探測范圍內放置一定的目標，包括建筑、車輛、武器裝備等。同時在周圍設置一定數量的測試儀器，用以對干擾功率進行定量地度量。實驗過程中對雷達實施不同樣式的干擾。其次，對雷達掃描的結果，邀請相關領域的專家對干擾前后的圖像進行分析評判，并在事先不知情的條件下對圖像中的人工目標進行判別，并將綜合后的讀圖結果與沒有進行干擾的圖像進行比較，通過分析給出虛警概率，對干擾效果做出合理的判斷。并結合各專家的權重系數，對各位專家給出的對干擾的評判打分進行統計平均，得出最終的干擾結論，其具體流程如下圖所示：

圖1主觀評估流程圖

（二）客觀評估方法

檢測目標是敵方雷達工作的一個重要目的，同時也是識別目標，估計目標參數的基礎，所以，在干擾機功率確知的情況下，對雷達干擾效果的評估，可以通過測量實施干擾前后系統沖激響應的變化和面雷達圖像質量指標的變化來度量干擾能力的優劣。目前國內流行的客觀評估方法主要是基于歐幾里德距離、相關系數、等效視數及均方誤差等算法。

1.歐幾里德距離

假設未被干擾的SAR圖像數據為X={a1，a2……an}，受干擾后數據為Y={b1，b2……bn}，那么，兩者的歐幾里德空間距離可以定義為：

（3）

上式子中，mk為SAR圖像中不同區域的權重。可以看出若干擾后數據與原始數據相差越大，則歐幾里德空間距離越大。那么可以認為，歐幾里德空間距離越大則干擾效果越明顯。

2.相關系數

相關系數是表征兩個隨機變量之間統計關系強弱的統計量，在幾乎所有科學與技術領域都獲得了廣泛應用。通過相關系數可以清楚地反映出干擾前和干擾后兩副圖像之間的統計相關性。設

和 分別為平面 上干擾前與干擾后圖像的灰度，則圖像的相關系數 定義為：

（4）

3.等效視數

等效視數（ENL）是SAR圖像評估最常用的標準，它反映了圖像的灰度的對比度。ENL的定義如下：

（5）

其中，（6）

ENL越大，圖像的對比度越小，整體圖像顯得模糊不清。因此通過分別計算有，無干擾的等效視數，然后利用兩者之差，就能夠評估干擾對圖像作用的效果：

（7）

4.均方誤差

均方誤差（MSE）與歐幾里德距離的本質是一樣的，其定義為：

（8）

MSE越大，則干擾圖像前后的灰度差異越明顯，干擾效果也越好。

（三）仿真分析

該仿真實驗數據來源于美國Sandia國家實驗室的MiniSAR系統。仿真對單視的復圖像數據添加噪聲調幅干擾，模擬特定戰情條件下的干擾成像，進而驗證圖像質量評估指標的泛化能力。

(a)原始圖像(b)JSR=10dB

(c)JSR=15dB(d)JSR=20dB

圖2

根據以上情況，分別采取傳統的算法對仿真結果評估，評估結果如下表1所示。

表1實驗評估結果

評估指標圖（b）圖（c）圖（d）

歐氏距離654.18670.1275682.7741

相關系數0.90940.87210.8372

等效視數108.4228113.9855118.1068

均方誤差0.02720.03200.0352

分析評估結果，可以看出，隨著干擾信號的增強。歐氏距離、等效視數和均方誤差的值均增大，而相關系數的值減少。這與前面分析的理論相一致。所以利用上述評估方法可以比較準確的反映出干擾的作戰效能。

四、結束語

本文從雷達方和干擾方兩個角度分析了目前干擾效果評估的一些方法。其中雷達方側重于評價指標的選取。對這些單個或多個指標，特別是對多個指標的綜合問題上，通過數學計算，來評判被干擾的效果。干擾方則主要是根據干擾后的圖像定量或者定性的評估干擾效果，它又包括主觀評估法和客觀評估法。

現代的雷達對抗技術是以體系對抗為代表的，對抗的雙方都是眾多裝備的集合，它們的相互作用不僅僅是數量的結果疊加，而可能引發許多相關性的新效果(如遮蓋/欺騙復合干擾等)，因此本文提出從雷達方和干擾方兩個角度來評估干擾效果，更具有客觀性和全面性。

參考文獻：

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[4]Johnstons L.ECCM improvement factors(EIF)[J].Electron Warf.Mag，1974(03):41-45.

[5]苗艷紅，趙國慶.SAR雷達干擾效果的度量[J].電子對抗技術2004(06).

[作者簡介]朱麗剛（1977.11-），男，黑龍江雙鴨山人，現就職于中國電子科技集團第三十八研究所，工程師，碩士學位，研究方向：電子工程；王平（1985.03-），男，安徽蕪湖人，現就職于中國電子科技集團第三十八研究所，工程師，碩士學位，研究方向：電子工程。