一種基于多屬性決策的輻射源威脅等級評判方法

高進濤，劉廣建，瞿衛忠

(中國洛陽電子裝備試驗中心，河南 洛陽 471003)

0 引 言

地對空雷達干擾系統執行任務的流程是：先對雷達輻射源威脅等級進行判定；在對眾多空中雷達輻射源目標進行偵察識別的基礎上，快速、高效、準確地判斷出其威脅等級程度；在此基礎上對系統的干擾資源進行合理分配。其中，威脅等級判斷方法的實現過程是：首先識別目標輻射源，將偵察到的輻射源參數與地對空雷達干擾系統的戰情威脅庫里的數據進行比較，若相同則進行識別，繼而確定其威脅等級。這種評判方法具有明顯的局限性，一旦出現二者無法匹配的情況，操作手只能依靠個人經驗來確定。鑒于裝備戰情威脅庫的有限性，該方法無法在軍事建模中應用。因此，目標輻射源威脅等級判定問題是一類多屬性決策問題[1]。本文在分析輻射源目標屬性因素的基礎上，采用層次分析法(AHP)確定諸屬性對評判等級的影響權重，確立了相應的威脅隸屬度函數，建立了一種面向計算建模的通用評判方法。

1 輻射源威脅分析

輻射源威脅評估是指地對空雷達干擾系統依據偵察到的空中多批輻射源的信號特征，綜合分析空中來襲目標的威脅程度。在輻射源威脅大小的評判中，各威脅因素的“大”與“小”是一種相對的模糊概念，而模糊集理論是解決此類問題的有效工具[2-3]。地對空雷達干擾系統輻射源的威脅因子可解析為4個，即脈沖重頻、方位、脈寬和載頻，如圖1所示。

1.1 輻射源威脅因子屬性分析

(1) 脈沖重復頻率。一般認為輻射源的重頻在0.1 kHz內威脅程度小，可近似等于0，而當其重頻超過0.1 kHz時，重頻越高威脅越大，其隸屬度函數為：

(1)

式中：x為輻射源重頻的實測值。

(2) 輻射源方位。對輻射源方位的確定依據其變化程度，方位不變，表明其已跟蹤、鎖定我方目標，斷定威脅最大。方位瞬變，表明其處于移動搜索狀態，威脅程度最小。隸屬度函數為：

(2)

(3) 脈沖寬度。一般來講，雷達的脈沖寬度越窄，分辨精度越高，威脅等級越大，當脈寬接近于0時，威脅最大；脈沖越寬，分辨精度越低。因此取脈沖寬度隸屬度函數為：

(3)

(4) 載頻。地對空雷達干擾系統的工作頻段為8～18 GHz，波長范圍是1.67～3.75 cm，在該載頻范圍內的隸屬度函數為：

(4)

1.2 輻射源威脅因子權重分析

權重大小的判定是目標在決策問題中重要程度的一種主觀評價與客觀反映的綜合度量過程。層次分析法(AHP)能將決策者的主觀判斷與推理過程結合起來，避免因結構復雜和方案繁重而出現推理失誤，近年來得到了廣泛應用[4]。

(5)

矩陣A的特征向量w=(w1,w2,…,wn)T就是各威脅因子的權重。

1.3 輻射源威脅等級函數

評判雷達輻射源威脅等級時，通過威脅因子的屬性分析，根據多屬性決策方法(MADM)，確定威脅因子的權重和隸屬度，根據實測參數得出威脅等級，綜合評定威脅目標的威脅等級如下[5]：

(6)

1.4 輻射源威脅等級評判標準

威脅等級分為三級，一級威脅最大，三級最小。一般情況下按下述標準劃分威脅等級[6-7]：

(7)

當然，評判標準也由具體情況而定，依據具體裝備、不同任務要求而定。

2 應用舉例

選取3批典型輻射源的參數，如表1所示。

表1 典型輻射源屬性參數值

2.1 計算輻射源威脅因子隸屬度

運用上述3批目標的參數，利用公式(1)～(4)和表1，確定相應的威脅因子取值，如表2所示。

表2 各屬性因子威脅隸屬度取值

2.2 計算輻射源威脅因子的權重

分別對這3批威脅輻射源的威脅因子(重頻、方位、脈寬、載頻)關于威脅程度的重要性進行評判，按1～9比例標度對應關系，兩兩比較后得出對比矩陣：

利用公式(6)可求得重頻、方位、脈寬、載頻的權重向量為：

w= (w1,w2,w3,w4)T=

(0.524,0.232,0.151,0.093)T

2.3 判定輻射源威脅等級

根據輻射源威脅因子隸屬度數值和威脅因子的權重，利用公式(6)計算，判定這3批典型目標的綜合威脅隸屬度如表3所示。

表3 綜合隸屬度計算結果

對比評判標準公式(7)，得到第1批目標為2級威脅，第2、3批目標為3級威脅。

3 結束語

本文通過對輻射源威脅因子的特征解析，確定了影響決策的評判屬性，并采用層次分析法確立其威脅程度的權重，建立了各影響因素的隸屬度函數，經綜合評定確定了輻射源威脅等級函數，并依據工程實踐給出了威脅等級評判標準。經實例計算驗證表明，該評判方法為地對空雷達干擾系統為面向概念建模的需要、適應復雜的電磁信號環境、科學評判輻射源目標的威脅程度提供了一種新的途徑。