干擾吊艙雷達參數表數據快速分析方法研究

陶 燁 翟旭升 劉昕晨

（空軍工程大學航空機務士官學校，河南 信陽 464000）

0 引言

電子戰是現代化戰爭中的不可缺少的關鍵性組成[1]。干擾吊艙作為作戰飛機外掛的電子對抗設備，可以補充或增強載機的自衛電子對抗能力[2]。 在遂行空面（空地或空艦）突防任務過程中，當載機受到敵面空（地空或艦空）武器控制系統威脅時，干擾吊艙對威脅目標實施自衛電子干擾，提高載機戰場生存能力[3]和作戰效能。干擾吊艙在任務過程中能連續記錄載機飛行中各種威脅的類型和技術參數，最終匯總形成雷達參數表。該表的數據既可以用來分析吊艙在任務過程中的狀態表現，也可以用來分析電子戰加載方案中的虛警和漏警，獲得高價值的電抗情報，影響電子對抗作戰結果[4]。

載機攜帶干擾吊艙執行任務時會產生大量的雷達參數表數據， 由于在部隊外場飛行保障過程中，載機檢查維護時間緊張、任務接續節奏快等特點，這些數據很少能夠在外場迅速處理形成準確的空域電子對抗情報，立即應用到下一飛行架次中去。 為了提高外場電子對抗保障人員的情報處理與分析的能力，保證遂行任務過程中情報的準確性和及時性，本文將研究如何通過數據分析的方法快速從雷達參數表中提取高價值情報。

1 干擾吊艙雷達參數記錄情況及其特性

1.1 雷達參數表記錄情況

雷達參數表記錄的是當前記錄時刻與前一次記錄時刻之間（時間間隔固定，一般為數秒）干擾吊艙偵收到的所有雷達信號的參數。包括時間、雷達編號、雷達名稱、敵我標志、RF、dRF、頻率特性、PRI、dPRI、重頻特性、PW、dPW、PA、方位等多項參數[5-6]。其中，雷達編號表示偵收信號的序號，每個記錄周期均從1 開始編號，按信號個數累加，最大不超過X。 不同型號的干擾吊艙，X 值不同。 雷達名稱表示干擾吊艙將偵收信號的特征參數與電子戰加載方案比對后所判斷的信號類型，偵收信號特征參數與加載方案吻合，顯示相應的雷達名稱，不吻合顯示未知。

敵我標志只有當偵收信號落于加載方案 “友”的信號區間內才顯示“友”，否則全部顯示“敵”。RF 表示偵收信號的頻率中心值。dRF 表示偵收信號的頻率容差。 重頻特性表示接收信號的重頻類型。 常見的參數值有“固定”“抖動”“參差”“多普勒”和“組變”等。

PRI 表示偵收信號的重頻中心值。 dPRI 表示偵收信號的重頻容差。PW 表示偵收信號的脈寬中心值。dPW表示偵收信號的脈寬容差。PA 表示偵收雷達的幅度，即信號強弱，可以粗略反映信號源與載機間距離，以十六進制表示。方位表示偵收信號的測向方位中心值。其中容差dRF、dPRI、dPW均為各自最大值與最小值之差。

1.2 雷達參數表數據特性

（1）連續性。 干擾吊艙所偵收到的有用信號在時間上和空間上應當是連續的。當干擾吊艙接收到穩定的信號時，在同一記錄時刻RF、PRI、PW 應當連續，表示空間方位的方位應當連續或者小幅度變化，表示信號強度的PA 也應當表現出連續性。

（2）重復性。在一次飛行過程中，假設目標雷達開機并在干擾吊艙偵收范圍之內，那么該雷達的特性參數將在雷達參數表內重復出現。對雷達參數表的數據進行統計分析，頻數較大的數據應當具有比較明顯的物理意義，即有可能是目標雷達，或者是穩定的通信數據，或是無線電高度表等。

2 雷達參數表數據快速分析方法

對干擾吊艙雷達參數表快速進行處理分析的目的，一方面是要排除誤警，即檢驗已知情報的正確性和加載方案的合理性；另一方面是要挑揀漏警，提取新的情報，為下一架次或下一次任務的電子戰加載做好情報數據準備，實現在戰訓中總結提高的目標。

誤警是指把本來不是目標雷達的信號，因為情報或者裝備加載的錯誤，在載機上錯誤告警成為目標雷達。 誤警會分散空勤的注意力，降低對空中態勢的判斷力，需要盡可能地排除。

漏警是指未能夠成功告警本屬于目標雷達的信號。 在這種情況下空勤無法準確判斷空中態勢，面臨著喪失戰場主動權的危險。 所以比較起來，在制訂加載方案時，寧誤警也不可漏警，在分析雷達參數表時，首要任務是確定漏警。

為了排誤和撿漏，提出了局部觀察法和頻數分析法來分析和處理干擾吊艙的雷達參數表。

2.1 局部觀察法

局部觀察法的核心是通過觀察來判斷記錄數據的連續性。 通過對參數表中記錄的相鄰信號進行觀察，分析信號的“時間”“雷達名稱”和“雷達編號”等判斷信號是否穩定， 結合加載方案判斷是否屬于目標，進而確定是誤警還是漏警。

如圖1 所示，局部觀察法分為三步，第一步是選區，通過觀察雷達名稱，確定進行快速分析的雷達參數表區間；第二步是判斷，通過觀察多個項目的特征，判斷是否存在穩定信號；第三步是歸納，對第二步獲得的穩定信號進行歸納，判斷是否屬于目標，確定漏警或誤警。

第一步選區，觀察項目是雷達名稱，選擇該參數的主要原因是其特征最明顯，最容易發現高價值的區域，若A 在連續的未知信號中出現已知信號時，表明該處可能出現了誤警，若B 在連續已知的信號中出現了未知信號，則說明出現的未知信號可能屬于漏警。 通過尋找這兩種情況，確定疑似存在誤警或漏警的區域。這一步獲得的結論可信度不高，故稱之為疑似結論。

圖1 局部觀察法流程圖

圖2 頻數分析法直方圖及其閾值線

第二步判斷，觀察的項目是雷達編號、時間、方位以及PA，這4 個參數總體上分為兩種情況，一種是在有穩定的信號源時，雷達編號基本上編排滿，記錄時間連續即前后兩次記錄的間隔穩定， 方位和PA 小幅度連續變化或者穩定不變；當沒有穩定的信號源的時候，雷達編號不滿，記錄時間不能保持固定的間隔，方位和PA 雜亂無序。 第二步結合第一步選區的情況可以獲得明確的結論，即在疑似誤警的選區內出現非穩定信號，那該信號可以判斷為誤警；在疑似漏警的選區內出現穩定信號，那該信號可以判斷為漏警。

第三步歸納， 通過對所有的誤警和漏警信號的RF、PW 和PRI 進行總結歸納，獲取其數值特征，形成情報。主要的評判標準是比較挑選出來的信號和加載方案的關系，若信號位于加載區間邊界，同時該信號具備漏警的特征，那么可以確定屬于目標；若信號遠離加載區間，同時屬于誤警，那么該信號可以確定屬于非目標。 漏警信號一定要及時加載到后續任務中去，誤警信號要分析出現錯誤告警的原因并結合實際情況通過陷波、分段加載等方法從加載方案中刪除。

局部觀察法的優點是能夠快速完成對誤警和漏警的定位。 缺點是觀察分析的過程主觀性較強，依賴于分析人員的知識水平和工作經驗；當數據量龐大時，整個觀察分析過程耗時，同時很難做到全面又準確。局部觀察法比較適用空域內電磁環境情況比較明晰的情形，此時較容易確定誤警信號；也適用于作戰空域目標雷達附近的信號分析，此時較容易確定漏警信號。

2.2 頻數分析法

頻數分析法是一種全局方法，通過統計主要參數的頻數，設立閾值篩選后直接獲得高價值信號。

假設一個架次中干擾吊艙偵收到的信號總數為N，有n 個不同信號，第i 個信號的頻數f 為mi，滿足設定一個閾值M，當mi>M 時，可以認為第i 個信號屬于高價值信號。 借助Excel 的數據透視圖功能統計頻數并繪制頻數分布直方圖就可以很直觀的完成數據篩選的任務。

以某次實驗中偵收的雷達參數表為例， 使用Excel 繪制RF 的頻數分布直方圖，如圖2 所示。

此次試驗共計偵獲N=5355 條信號，以RF 區分信號，則信號個數共計n=387，其中(mi)min=1，(mi)max=788，設定閾值M=50，可以立即獲得高價值載頻15 個，如表1 所示，這樣就快速定位了疑似漏警或誤警的信號。

表1 頻數分析法篩選出來的高價值載頻

調整M 可以控制獲得的高價值RF 的個數。以本次數據為例， 當M=30 時， 可以篩選出28 個載頻頻點，當M=100 時，有11 個載頻頻點。 獲得高價值載頻以后，需要結合實驗空域頻譜情報進行相關數據關聯處理[7]，分析信號的PRI 和PW 等屬性確定信號類型。現今空域電磁環境較為復雜，穩定的信號源可能是目標雷達、本機無線電信號、民用通信信號或周期性噪聲等。確定信號類型后即可判明信號屬于誤警非目標還是漏警目標。 除了以載頻為例進行頻數分析，同樣可以對PRI 和PW 進行頻數分析，而后分析其他兩項屬性以確定信號類型。

閾值M 是頻數分析法最關鍵的參數，M 越小，挑選出來的信號越多，信號的價值越低，M 越大，潛在高價值信號被遺落的可能性越高，需要通過進一步的研究、結合實際情況綜合確定M 的大小。

頻數分析法原理簡單、操作性強、可信度高，具有很好的全局性，對操作人員的電子對抗專業知識要求較低， 但是為了保證數據分析的快速性和準確性，要求具備較全面完整的空域電磁頻譜。

3 結語

理想條件下，干擾吊連續艙工作一小時就會產生成千上萬條無線電信號記錄， 這些記錄不僅能夠判斷吊艙加載是否正確、吊艙工作是否正常，更蘊藏了豐富的空域電抗情報。為了把戰訓效果發揮到極致，十分有必要對雷達參數表進行快速有效的分析。 但由于數據量龐大，部隊外場飛行保障時間緊、節奏快，電子對抗專業性較強等原因，無法直觀地獲取所需的情報，為此本文提出了局部觀察法和頻數分析法這兩種思路， 前者通過分析參數表內信號的局部變化特征，經過選區、判斷和歸納3 個步驟判明信號的類型并獲得數值信息；后者通過對RF、PRI 或者PW 等進行頻數分析， 快速定位到高價值信號，原理簡單、操作方便。 這兩種方法解決了外場電子對抗保障人員準確、快速分析干擾吊艙雷達參數表的難題，提高了獲取空域電抗情報的能力。