一種分布式協(xié)同干擾的功率分配算法

解放軍93861部隊(duì) 寇 偉 莊 瑾

一種分布式協(xié)同干擾的功率分配算法

解放軍93861部隊(duì) 寇 偉 莊 瑾

隨著微電子技術(shù)的發(fā)展，雷達(dá)的探測威力也得到了很大程度的提高，在典型外軍作戰(zhàn)實(shí)例中，協(xié)同式、全頻譜式以及調(diào)頻技術(shù)的應(yīng)用，成為了近十年來電子對(duì)抗的主要方式。在一定程度上增加了攻擊效果評(píng)估的內(nèi)容和難度，如何在混合式對(duì)抗中進(jìn)行資源優(yōu)化和重組，形成以不同任務(wù)目的而隨機(jī)組合的方式策略，這是今后的一個(gè)研究重點(diǎn)。本文針對(duì)協(xié)同電子干擾技術(shù)的關(guān)鍵內(nèi)容之一功率分配問題, 提出了一種功率分配算法，該算法可有效減少干擾功率分配不足和重復(fù)分配的問題，使干擾效果得到了優(yōu)化。

電子干擾；功率；算法

1.引言

近年來，雷達(dá)信息的實(shí)時(shí)性和組網(wǎng)方式不斷增強(qiáng)，過去由單臺(tái)或多臺(tái)獨(dú)立工作的對(duì)抗方式已經(jīng)越來越無法抵抗來自非獨(dú)立工作體制的沖擊。這時(shí)就需要多部干擾機(jī)按照一定模式協(xié)同起來，形成干擾體系，發(fā)揮出更大的干擾效能，而具體的干擾功率分配、頻率、分布、數(shù)目等干擾策略則根據(jù)目標(biāo)狀態(tài)視情而定。

2.分布式協(xié)同干擾

分布式電子對(duì)抗組合是將預(yù)執(zhí)行電子對(duì)抗的單機(jī)進(jìn)行組網(wǎng)，然后通過數(shù)據(jù)鏈進(jìn)行交互，最終計(jì)算出一個(gè)資源最優(yōu)，方式最佳的組合方式進(jìn)行。

對(duì)抗能力取決于設(shè)備功率，所以設(shè)備采用了虛擬目標(biāo)區(qū)域進(jìn)行劃分，以目標(biāo)中心為節(jié)點(diǎn)生成虛擬目標(biāo)區(qū)，如果對(duì)抗設(shè)備節(jié)點(diǎn)處于劃分區(qū)域內(nèi)，則對(duì)抗設(shè)備可以對(duì)目標(biāo)實(shí)施有效的對(duì)抗干擾，每一個(gè)劃分的目標(biāo)區(qū)域中設(shè)置一個(gè)控制節(jié)點(diǎn)，節(jié)點(diǎn)控制對(duì)抗設(shè)備根據(jù)目標(biāo)位置采用最小能量消耗和最優(yōu)組合來釋放適合的對(duì)抗范圍和威力。

3.分布式協(xié)同干擾功率分配算法研究

3.1 分布式協(xié)同干擾功率分配模型

當(dāng)多個(gè)干擾機(jī)相互協(xié)同時(shí)，其干擾區(qū)域可視為一個(gè)整體，[1]如圖1所示。

圖1 協(xié)同干擾前向覆蓋空域示意圖

設(shè)單個(gè)干擾機(jī)產(chǎn)生的干擾功率為Gi，干擾機(jī)數(shù)量為S，可得協(xié)同干擾時(shí)的總功率：

設(shè)置每個(gè)獨(dú)立的對(duì)抗設(shè)備的對(duì)抗區(qū)域功率為G0，可得出總功率分配頻次：

由此可見，想要干擾效果最優(yōu)，最關(guān)鍵的問題是要將以G0為單位的干擾功率合理有效的在各個(gè)扇區(qū)進(jìn)行分配。

其中，Zj為第j個(gè)區(qū)域里的預(yù)對(duì)抗目標(biāo)數(shù)量；為區(qū)域內(nèi)第i個(gè)預(yù)攻擊目標(biāo)對(duì)我方的威脅系數(shù)，為當(dāng)給扇區(qū)分配Sj份干擾功率時(shí)，對(duì)下一個(gè)預(yù)攻擊目標(biāo)的壓制概率。

設(shè)Wij為目標(biāo)i對(duì)我方干擾機(jī)j的威脅系數(shù)，根據(jù)威脅系數(shù)計(jì)算方法，可得目標(biāo)i對(duì)我方的總體威脅系數(shù)：

目標(biāo)的實(shí)際壓制系數(shù)Y在份配Sj份干擾功率時(shí)：

R為干擾天線的增益系數(shù)；z為目標(biāo)雷達(dá)；σ為干擾機(jī)反射截面積；Zi為干擾機(jī)與目標(biāo)之間的距離；為目標(biāo)雷達(dá)接收機(jī)帶寬；為干擾機(jī)有效頻譜帶寬；α為信號(hào)在大氣層內(nèi)衰減系數(shù)。

3.2 干擾扇區(qū)間的功率分配算法

假設(shè)對(duì)抗區(qū)域內(nèi)每次只獲得一個(gè)單位的對(duì)抗功率，分配至第j個(gè)區(qū)域時(shí)，設(shè)置其對(duì)抗功率份額為rj，根據(jù)對(duì)抗策略計(jì)算可得：區(qū)域j分配到的rj+1份額對(duì)抗功率時(shí)的預(yù)攻擊目標(biāo)函數(shù)的增量：

由此可得目標(biāo)函數(shù)的最大增量：

依上式可得，在當(dāng)前的分配周期里，任意一個(gè)對(duì)抗區(qū)域內(nèi)單位份額的對(duì)抗功率。[2]

設(shè)當(dāng)前分配周期內(nèi)的干擾扇區(qū)為i，在周期結(jié)束后：

重復(fù)以上優(yōu)化過程，直到滿足：

干擾功率已分配完畢，或：