艦載電子戰系統有源干擾樣式有效性檢驗方法研究

張宇

（中國人民解放軍91404 部隊，河北秦皇島 066000）

反艦導彈是以水面艦艇為主要攻擊目標的作戰武器，隨著科技水平日新月異，反艦導彈的攻擊性能也有了很大提升。特別是制導方式[1-2]的不斷革新，如雷達制導、紅外制導、復合制導、激光制導等技術的不斷提高，以及反艦導彈航路規劃、機動能力的不斷提升[3-4]，極大地增強了對水面艦艇的突防能力，因此，針對主要作戰對象，研究有效的干擾樣式具有重要意義。

水面艦艇有源干擾作戰運用是艦艇電子戰的重要組成部分，是實現有源/無源復合抗導、軟硬武器協同抗導的基礎[5-6]。艦載電子戰系統有源干擾主要會面對空中搜索雷達、武器控制雷達、導彈末制導雷達等威脅目標[7]。針對不同威脅目標時會采取不同的有源干擾手段，而有源干擾樣式的有效性是有源干擾運用的基礎問題，也是核心問題[8-10]。末制導雷達作為電子戰系統最主要的作戰對象，也是末端防御的重中之重，因此，該文以對典型末制導雷達的有源干擾有效性檢驗為研究任務[11-12]，基于水面艦艇信息作戰訓練，提出了一種有源干擾樣式有效性檢驗方法。

1 有源干擾有效性檢驗思路

有源干擾有效性檢驗基本思路如圖1 所示，首先，通過有源干擾技術及末制導雷達工作原理分析得出易擾性結論，并結合電子對抗有源干擾試驗數據、訓練數據和部隊訓練經驗數據提出有源干擾樣式初步方案，然后依托半實物仿真系統篩選出有源干擾預選方案[13-15]；其次，針對有源干擾有效性檢驗需求，進行訓練組織、效果評估和數據采集方法設計；然后，結合水面艦艇信息作戰訓練，開展有源干擾有效性檢驗及數據采集；最后，對有效訓練數據進行分析，依據干擾效果評估標準，進行干擾效果判定，并依托半實物仿真系統進行動態閉環干擾效果驗證[16]，提出有源干擾樣式優選樣式方案。

圖1 有源干擾有效性檢驗基本思路

2 有源干擾有效性檢驗方法

有源干擾有效性檢驗按照預先研究、效果檢驗、數據采集、評估優選的步驟組織實施，具體方法及研究內容如下。

2.1 預先研究

1）試訓成果總結

首先，針對不同艦載有源干擾系統，對欺騙干擾、噪聲干擾、組合干擾幾種干擾樣式的工作原理及應用特點進行分析，并對典型末制導雷達的目標搜索、捕獲、跟蹤等基本功能進行研究，從技術體制及抗干擾技術等方面進行易擾性分析，得出針對典型末制導雷達的易擾性分析結論，即可得到有效干擾樣式集合J1。然后，針對該型末制導雷達的有源干擾試驗數據、訓練數據進行數據挖掘，得出有效干擾樣式集合J2、J3。最后，結合部隊訓練經驗數據，得出有效干擾樣式集合J4。

其中，J1、J2、J3、J4均為艦載電子戰有源干擾系統的有源干擾樣式子集。

2）半實物仿真預選

由于研究總結過程中得出的干擾樣式集合J0數量較多，水面艦艇信息作戰訓練難以完成全部樣本的檢驗采集，因此，需通過半實物仿真方法完成干擾樣式的預選，縮小干擾樣式集合。半實物仿真試驗配置如圖2 所示。

圖2 半實物對抗仿真試驗配置示意圖

首先，運用導引頭實裝模擬威脅目標、射頻信號生成系統模擬目標回波、干擾回波和背景噪聲環境，構設有源干擾雙方對抗態勢。然后，通過有源干擾樣式參數設置、戰場態勢想定方案設計進行干擾效果檢驗及信息采集，完成不同干擾樣式的干擾效果預選，最終得出有源干擾預選方案為：

2.2 效果檢驗

有源干擾樣式有效性檢驗主要在水面艦艇信息作戰訓練中組織，結合有源干擾項目實施。在檢驗過程中，通過雷達信號環境模擬器構設復雜電磁環境態勢，參訓艦電子戰系統主要以典型末制導雷達導引頭作為威脅目標和干擾對象，對有源干擾樣式預選方案進行有效性檢驗。效果檢驗過程如圖3 所示，檢驗過程具體實施方法如下：

圖3 有源干擾有效性檢驗實施過程

1）參訓艦艇按照預設位置就位，參訓艦電子戰部門備便，末制導雷達系統備便。

2）末制導雷達開機，對艦艇進行搜索，并進行穩定跟蹤。

3）電子戰系統正確偵收威脅雷達信號，職手根據預先加載數據庫文件，正確識別威脅雷達類型。

1.4 統計學分析 采用SPSS 24.0軟件進行統計分析，使用秩和(Mann-Whitney U)檢驗分析連續變量之間的差異，使用卡方檢驗比較分類變量之間率的差異。取α=0.05，P<0.05為差異有統計學意義。然后對差異有統計學意義的因素進行多因素Logistic回歸分析。

4）針對威脅雷達預先裝訂的有源干擾樣式，實施有源干擾，并根據干擾效果或偵收情況視情更換有源干擾樣式，威脅雷達實時上報受干擾效果。

2.3 數據采集

根據有效性評估判定要素需求，以原始數據為評估基礎，設置雷達偵察、雷達有源干擾、末制導雷達、復雜電磁環境監測、雷達信號環境模擬和戰場態勢6 個關鍵性數據采集部位，綜合采取計算機自動錄取、音視頻攝錄、人工記錄和手持終端方式采集參訓兵力、保障兵力客觀數據，用以有源干擾效果評估及問題分析。關鍵采集部位具體采集方式及采集要素介紹如下：

1）雷達偵察分系統采用自動錄取、音視頻攝錄、手持終端和人工記錄方式進行數據采集，主要采集威脅雷達相關參數、雷達名稱、告警時刻、丟失時刻等要素。

2）雷達有源干擾分系統采取自動錄取、手持終端和人工記錄方式進行數據采集，主要采集干擾樣式、干擾開始時刻、干擾停止時刻等要素。

3）末制導雷達采取自動錄取、音視頻攝錄和人工記錄方式進行數據采集。自動錄取方式采集航偏角、距離、戰斗指令等要素；音視頻攝錄方式采集末制導雷達工作界面和示波器回波波形；人工記錄方式采集加高壓時刻、跟蹤時刻、受干擾時刻、干擾消失時刻、受干擾情況、效果初判、關高壓時刻等要素。

4）復雜電磁環境監測采取人工記錄方式進行數據采集，主要采集訓練海區實時電磁頻譜信息。

5）雷達信號環境模擬采取計算機自動錄取、人工記錄方式進行數據采集，主要采集模擬設備的工作狀態及雷達信號模擬情況。

6）態勢采集方面，電子對抗評估席全時錄取態勢，重點采集威脅方位、艦艇航向、對抗雙方距離等要素。

2.4 評估優選

1）效果評估

依據原始信息采集數據，檢驗艦艇被末制導雷達穩定跟蹤情況下，電子戰系統有源干擾樣式的干擾效果，并通過有效性優選判定準則，研究確定有源干擾樣式優化組合，為部隊有源干擾作戰運用提供指導。針對預選有源干擾樣式，以有源干擾樣式“干擾有效性”和“干擾成功率”作為檢驗項目：

①干擾有效性

每種預選干擾樣式對相應末制導雷達至少干擾n0次，每次干擾時長t0，持續干擾以干擾發出后t1時刻起算。在干擾有效時間段內，如出現末制導雷達持續穩定跟蹤目標Δt0以上，即判定干擾無效；在干擾有效時間段內，如穩定跟蹤目標累計時間大于Δt1，則判定干擾無效；否則判定干擾有效。

②干擾成功率

干擾成功率是有源干擾樣式優選的重要準則，成功率高的干擾樣式作為優選對象。當不同干擾樣式的干擾成功率相同時，通過計算有效干擾起始時刻t、有效干擾時長Δt、角度誤差α、距離誤差r的歸一化有效性系數，并結合專家意見權重，采用“專家意見灰色關聯算法”和“代數加權評估法”計算得出該干擾樣式的成功率優選指數，優選指數較大的干擾樣式作為優選對象，并結合理論分析得出最終評估結論。

2）半實物仿真復盤驗證

通過外場高速數據記錄的能量、距離、多普勒信息，實現目標回波和干擾回波的分離，依托半實物仿真系統，通過想定方案設計，雙方對抗態勢設置，結合彈道仿真模擬系統，實現對抗過程動態模擬，通過計算導彈命中目標的脫靶量、成功率，完成有源干擾效果內場閉環仿真驗證工作，實現對外場評估結果的復盤驗證、效果優選目的。

3 有效性檢驗仿真分析

為了展現檢驗方法的有效性及合理性，通過仿真系統設置有源干擾對抗場景，基于仿真結果數據描述有源干擾有效性的判定過程。以某電子對抗系統有源干擾樣式為例，通過數字仿真形式模擬有源干擾對抗過程，對仿真數據進行綜合評估，主要分析末制導雷達受干擾前后，跟蹤目標距離、方位、戰斗指令信息的變化，并繪制有效性標識曲線，進行干擾樣式有效性判定。假定有源干擾設備與干擾對象距離D，對抗仿真時長為1 000 s，步長為1 s，仿真結果如圖4 所示。

由圖4 可知，末制導雷達受干擾前，可以穩定跟蹤目標，距離信息為真值數據，方位角穩定變化，戰斗指令為1。艦艇在距離目標D時，采用某干擾樣式對末制導雷達實施干擾，末制導雷達受到干擾進入搜索狀態，距離、方位、戰斗指令信息變為0，綜合上述信息繪制有效性標識曲線如圖4（d）所示。通過統計分析，該干擾樣式共有效實施n次，其中有效干擾n0次，則該干擾樣式干擾成功率為。通過不同干擾樣式干擾成功概率比較，進行干擾樣式有效性排序，建立有源干擾優選方案集合。

圖4 某干擾樣式干擾有效性判定圖

4 結束語

隨著水面艦艇部隊作戰任務的不斷拓展，對水面艦艇兵力訓練質效要求越來越高。電子戰系統作為水面艦艇對抗反艦導彈的重要軟防御手段，其效能底數是部隊作戰運用的基礎。文中著眼部隊作戰應用需求，基于水面艦艇信息作戰訓練，提出一種有源干擾樣式有效性檢驗方法，該方法能夠為部隊有源干擾作戰運用提供指導，為電子戰作戰手冊完善提供一定參考。