雷達對抗模擬訓練系統設計

李鳴

摘要：在分析了雷達對抗與反對抗模擬訓練系統功能需求的基礎上，設計了一種基于分布式局域網絡的模擬訓練系統。實踐證明，該設計功能齊全、技術成熟、運行穩定，能夠獨立地形成訓練所需的戰場環境和電磁態勢，對同類模擬訓練設備的設計開發具有借鑒意義。

關鍵詞：雷達對抗偵察與干擾；模擬訓練系統；效果評估

中圖分類號：G642.0 文獻標志碼：A 文章編號：1674-9324（2019）29-0073-03

一、模擬訓練系統功能

雷達對抗與反對抗模擬訓練系統的主要功能包括：（1）模擬雷達對抗裝備工作過程，進行雷達對抗偵察和雷達干擾相關操作，模擬相關流程與效果。（2）模擬雷達裝備工作過程，模擬雷達受干擾的現象，進行基本操作和雷達反干擾操作，通過運用多種反干擾措施，體現不同反干擾措施的效果。（3）對雷達干擾與反干擾效果進行評估。

二、系統組成及工作原理

雷達對抗與反對抗模擬訓練系統為純軟件仿真訓練系統，主要功能模塊包括：導調控制子系統、雷達操作訓練模擬器、雷達對抗操作訓練模擬器以及運行支撐環境構成，雷達對抗與反對抗模擬訓練系統的結構組成，如下圖所示。

系統工作流程：導調控制子系統根據訓練需求，設置仿真參數，啟動仿真并進行仿真控制；導調控制子系統在仿真過程中模擬飛行目標并進行公布；雷達操作訓練模擬器進行雷達開關機及搜捕目標訓練，公布雷達工作參數；雷達對抗操作訓練模擬器對雷達信號進行偵察，根據偵察結果對雷達實施干擾，公布干擾參數；雷達操作訓練模擬器根據干擾參數在終端顯示干擾現象，操作人員進行抗干擾操作；對抗過程中，導調控制子系統還可提供電磁環境背景信號并進行對抗態勢顯示；對抗結束后，導調控制子系統可根據訓練過程數據進行訓練效果評估。

模擬訓練系統采用紅、藍、白三方對抗模式，既可以體現仿真系統中的對抗，又可以很好地解決仿真系統管理功能的劃分問題。白方為導調控制子系統，負責仿真系統的管理與控制。在仿真準備階段，根據作戰任務設定仿真參數，部署裝備并發布；在仿真過程中，負責進程控制、時鐘同步、信息交互、目標控制、態勢顯示，并收集記錄模擬信息；仿真結束后，根據收集到的信息進行訓練效果評估。雷達/雷達對抗方負責模擬各自裝備對抗：在仿真準備階段，根據從白方接收到的仿真參數進行操作；在仿真過程中，根據敵我雙方的狀態信息進行操作，制訂攻防策略，控制己方裝備進行對抗。

三、實現方式

1.導調控制子系統。導調控制子系統包括仿真參數設置、目標模擬、仿真運行控制、態勢顯示、電磁環境模擬以及訓練效果評估等功能。仿真參數設置主要完成對系統中雷達裝備、雷達對抗裝備、目標相關參數的設置。其中，雷達相關參數主要包括：裝備型號、部署位置等參數。雷達對抗裝備相關參數主要包括：初始位置、飛行航路、機動速度等。目標相關參數主要包括：目標批次、目標的雷達散射截面積、機動速度、機動航路等。目標模擬主要完成對飛行目標的控制，為雷達搜索、跟蹤操作提供目標條件。仿真運行控制主要實現對模擬過程的控制和監視。能提供適當的控制管理構件，對仿真進程進行管理、控制和監視。態勢顯示主要完成對抗態勢的顯示，實現對抗仿真過程的可視化。采用切換、分層、開窗、縮放、漫游等方式，既能綜合演示戰場電磁態勢，又能演示某一站點或戰場上某一局部的場景。電磁環境模擬功能的用途是模擬背景電磁信號環境。訓練效果評估主要是對雷達干擾與反干擾效果進行評估，在仿真運行過程中，自動采集原始數據及仿真運行數據，利用數學模型對雷達對抗效果進行評估。評估功能可記錄操作者的每步操作，并采用推理機制和演繹機制與最優方法、步驟進行比較，結合用時長短、干擾手段的選擇、操作狀態判定、操作信息的邏輯關系等綜合確定各種因素的權重，給出合理的評估結果。

2.雷達操作訓練模擬器。雷達操作訓練模擬器主要用軟件的形式實現虛擬的雷達裝備。雷達操作訓練模擬器與雷達實裝在布局、顏色上保持一致，模擬器的工作原理、工作過程、工作狀態、時序關系等與實裝一致，模擬器對外通信接口與雷達對抗與反對抗模擬訓練系統其他部分一致。利用虛擬雷達裝備可進行雷達的基本操作訓練和抗干擾訓練。

雷達操作訓練模擬器功能包括：（1）模擬雷達基本操作訓練過程，主要包括雷達開機訓練、雷達關機訓練、雷達搜索目標訓練、雷達跟蹤目標訓練等。（2）模擬雷達被干擾的現象，在雷達界面上進行顯示。（3）仿真雷達調節工作參數，降低被截獲概率、消除電子干擾的過程。采用功能仿真的形式實現：針對典型的火控雷達和目標指示雷達，完成雷達探測、跟蹤過程仿真；采用信號復現和局部信號仿真方法完成抗雷達干擾處理仿真。首先進行雷達開機操作，然后根據導調控制系統提供的目標信息進行雷達搜索跟蹤訓練，公布雷達工作參數信息。在訓練過程中，根據雷達操作訓練模擬器信息判斷雷達是否被干擾，如果被干擾則顯示干擾現象，以此作為采取抗干擾措施的依據。雷達是否被干擾，可以從時間條件、頻率條件、空間條件和能量條件四個方面來判斷。

時間條件判斷：干擾機和雷達都開機工作，且干擾機發射干擾信號，雷達接收機正常工作；頻率條件判斷：雷達的瞬時帶寬在干擾機發射干擾信號的瞬時帶寬當中（干擾頻率覆蓋雷達頻率）；空間條件判斷：雷達干擾機主瓣指向雷達；能量條件判斷：主瓣干擾時，進入雷達接收機的干擾功率與目標回波功率大于雷達壓制系數。

3.雷達對抗系統操作訓練模擬器。雷達對抗系統操作訓練模擬器主要用軟件的形式實現，模擬典型雷達對抗系統的顯示與操作界面，并具備如下的功能：（1）模擬雷達對抗系統對雷達信號的偵察過程，得出偵察結果，顯示偵察參數，偵察結果顯示內容包括：批號、方位、載頻、載頻類型、重頻、重頻類型、脈寬、脈寬類型、脈沖幅度、威脅等級等。（2）進行雷達干擾控制，根據偵察結果，設置干擾參數對雷達實施干擾，干擾過程中，能顯示正在干擾的雷達批號，顯示干擾機工作狀態，主要包括干擾樣式選擇、干擾參數設置和干擾參數公布幾個環節。

偵察條件的滿足考慮如下因素：空域條件、頻域條件和能域條件。空域條件指的是雷達對抗偵察系統應滿足與雷達的直視和波束對準；頻域條件指的是雷達信號頻率在雷達對抗偵察系統的工作頻率范圍之內；能域條件指的是雷達對抗偵察系統接收到的雷達信號功率應大于系統最小可檢測信號功率。當三個因素全部滿足條件時，即可判斷雷達對抗偵察系統可以偵察到雷達信號。

四、結論

實踐證明，模擬訓練系統設計合理、效果逼真、效費比高。由于采用了模塊化設計，所以其具有較好的可擴展性和重組能力，完全滿足了對應實裝換裝訓練需求。同時，本設計中的成熟技術對其他同類模擬訓練系統的開發具有借鑒意義。

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