?在研究了現(xiàn)有幾種電子干擾效果評估準(zhǔn)則的基礎(chǔ)上, 深入分析各準(zhǔn)則的自身屬性, 闡明功率準(zhǔn)則與信息準(zhǔn)則分別適用于壓制性干擾和欺騙干擾效果評估, 而概率準(zhǔn)則適用于某個系統(tǒng)的抗干擾能力評估, 以及在評估某系統(tǒng)自身性能時, 用效率準(zhǔn)則進行評估比較優(yōu)越。
在復(fù)雜電磁環(huán)境中, 高技術(shù)電子對抗戰(zhàn)將成為未來戰(zhàn)爭的主體。干擾效果( Jamm ing Effectiveness)評估是電子對抗作戰(zhàn)的核心問題, 也是電子對抗技術(shù)研究、電子對抗設(shè)備開發(fā)的關(guān)鍵技術(shù), 對裝備作戰(zhàn)效能的客觀、準(zhǔn)確地估計, 以及改善其干擾性能或抗干擾性能具有重要意義。
電子對抗領(lǐng)域中的干擾效果是指: 在對其他電子系統(tǒng)進行電子干擾后, 其電子裝置、電子偵查系統(tǒng)以及操作人員等受到間接或者直接損傷的程度綜合效應(yīng)。所以, 當(dāng)對某一電子系統(tǒng)進行電子干擾時, 干擾效果能對被干擾電子系統(tǒng)所遭受到的損壞程度、干擾程度以及操作人員傷害程度進行表征。在某一給定環(huán)境下, 將對方探測設(shè)備的鎖定概率降低到預(yù)期值之下, 或使預(yù)期給定的跟蹤誤差門限值小于實際設(shè)備的跟蹤誤差, 或?qū)嶋H設(shè)備差錯率提高到給定門限值之上, 這種電子干擾被稱為有效干擾( EffectiveJamming)。有效干擾能反映對某一電子系統(tǒng)進行的干擾是否有效。
在對電子干擾效果進行評估時, 已經(jīng)提出過多種干擾效果評估準(zhǔn)則, 如功率準(zhǔn)則、信息準(zhǔn)則、概率準(zhǔn)則和效率準(zhǔn)則 等, 這些準(zhǔn)則的提出都是根據(jù)不同干擾信號的類型以及被干擾電子系統(tǒng)的特點。
一些準(zhǔn)則根據(jù)不同干擾措施, 一部分則是根據(jù)抗干擾措施類型, 有些則是為了工程實用性強, 而一些則是理論性強, 也有準(zhǔn)則是針對全系統(tǒng)而提出的。然而, 目前還不存在統(tǒng)一認(rèn)可的準(zhǔn)則, 也沒有被廣泛接受的、并且在工程實際中能有效達到預(yù)期目標(biāo)的評估準(zhǔn)則。這是因為現(xiàn)有的各種評估準(zhǔn)則都是根據(jù)電子對抗系統(tǒng)自身的屬性、工程目的, 以及實際工作的先驗知識提出的。故各準(zhǔn)則都具有各自的觀點。
因此, 文中針對各個準(zhǔn)則進行詳細分析和論述,闡明其各自屬性, 以及適用環(huán)境, 為實際電子對抗中, 選擇比較合適的評估準(zhǔn)則提供有效參考。
1 功率準(zhǔn)則與信息準(zhǔn)則
電子對抗研究者根據(jù)電子對抗系統(tǒng)中某些抗干擾措施的效率, 分別提出了功率準(zhǔn)則和信息準(zhǔn)。具體表現(xiàn)為對某電子對抗系統(tǒng)進行有效壓制干擾, 或者使被壓制干擾的電子對抗系統(tǒng)獲得的信息中含有大量錯誤信息, 或者使其信息大量損失, 而造成獲取的有效信息不足。此兩種準(zhǔn)則通常用壓制系數(shù)來反映, 而壓制系數(shù)是指: 在電子對抗系統(tǒng)接收信息時, 其最小干擾信號功率門限與電子對抗信號的功率之比。
干擾信號對被干擾電子系統(tǒng)進行干擾時, 造成其有效信息大量丟失, 體現(xiàn)方式主要有: 如信號產(chǎn)生偏差、信號被主動模擬、擾段信號傳輸、信號被覆蓋等。當(dāng)被干擾系統(tǒng)特性與干擾信號特性相符時, 被干擾系統(tǒng)的信息丟失量很大, 而當(dāng)被干擾系統(tǒng)特性與干擾信號特性不相符時, 被干擾系統(tǒng)的信息丟失量較少, 甚至干擾毫無效果。所以, 有效干擾是否具有意義要根據(jù)具體電子對抗類型判定。
功率準(zhǔn)則也稱為干信比準(zhǔn)則, 用壓制系數(shù)K s 表示, 其表征電子對抗系統(tǒng)被干擾時, 接收機輸入端所需要的最小干擾功率P j 與電子對抗系統(tǒng)輸入端目標(biāo)回波信號功率P s 之間的比值,即:
分析式( 1)可知, 當(dāng)來自同一種干擾時, 由于壓制系數(shù)K s 越大, 表示有效干擾電子對抗系統(tǒng)的干擾信號功率P j 越大; 相反, 壓制系數(shù)K s 越小, 表示有效干擾電子對抗系統(tǒng)的干擾信號功率P j越小。因此,壓制系數(shù)K s 可以有效地反映出電子對抗系統(tǒng)的抗干擾能力, 其適用于壓制型干擾效果評定。
功率準(zhǔn)則是目前應(yīng)用最廣泛的一種抗干擾效果評估方法, 其特點如下:
( 1)功率準(zhǔn)則反映對被干擾對象的干擾效果達到一定程度時, 所需要的最小干擾與信號之比, 如果將其用于評估對被干擾對象的干擾效果, 則顯得比較抽象, 不直觀。因此, 其更適用于評估被干擾對象的抗干擾能力。
( 2)壓制系數(shù)K s 在實際工程應(yīng)用中的準(zhǔn)確測量具有相當(dāng)難度, 因此, 在實際工程應(yīng)用當(dāng)中, 利用功率準(zhǔn)則評估不太適宜( 3)通常功率準(zhǔn)則適用于電子對抗系統(tǒng)的壓制性干擾效果評估。
從信息損失的角度來度量干擾效果則為信息準(zhǔn)則, 其基本思想是用干擾前后電子對抗信號中所含目標(biāo)信息量的變化來評估干擾效果。例如, 利用干擾前后電子對抗系統(tǒng)觀測空間的體積變化來評估干擾效果, 在一些電子干擾設(shè)備的戰(zhàn)技術(shù)指標(biāo)中, 干擾效果的指標(biāo)就是利用效率準(zhǔn)則提出的。
對壓制干擾來說, 信息準(zhǔn)則是用干擾信號的熵來評估其性能。干擾信號J 的熵H ( J )定義為:
其中, Ji 為干擾信號的數(shù)值; J i 出現(xiàn)的概率用P i表示。
而干擾信號為連續(xù)分布函數(shù)時, 可用連續(xù)函數(shù)概率分布密度表示其熵:
分析以上兩式可知, 根據(jù)干擾信號在時域上的波形特性評估其性能的信息準(zhǔn)則, 也可應(yīng)用于欺騙性干擾的性能評估, 這也是信息準(zhǔn)則的最大特點。
2 概率準(zhǔn)則
在電子對抗系統(tǒng)中, 概率準(zhǔn)則是由電子干擾環(huán)境中完成給定任務(wù)的概率決定, 以評估電子對抗系統(tǒng)的抗干擾性能。該準(zhǔn)則反映了在沒有考慮具體抗干擾措施的條件下, 有干擾或者無干擾的方法下, 電子對抗系統(tǒng)實現(xiàn)同一性能指標(biāo)的概率。在理想情況, 電子對抗系統(tǒng)的任何指標(biāo)都可以用概率準(zhǔn)則來評估, 然而共基準(zhǔn)值是指在無干擾的方法下, 實現(xiàn)同一性能指標(biāo)的概率。因此, 概率準(zhǔn)則就會存在以下兩個缺陷:
(1)在電子對抗系統(tǒng)中, 大多數(shù)性能指標(biāo)不但受到電子干擾環(huán)境影響, 而且它們都不是用概率形式直接表示,但也有例外, 如: 虛警概率、引導(dǎo)概率、識別概率等。
因此, 對于那些本來就不是用概率形式表示的指標(biāo), 卻用受干擾之前實現(xiàn)的預(yù)定目的的概率來表示,就不恰當(dāng)了。所以也沒有直接觀測以上特性的性能指標(biāo)方便, 假如再用之前的性能指標(biāo)來表示這些性能指標(biāo)的概率大小時, 將會存在大量的數(shù)據(jù)處理工作, 造成難度加大。
( 2)由大量統(tǒng)計數(shù)據(jù)獲得的概率指標(biāo), 屬于統(tǒng)計指標(biāo)。需要進行大量可重復(fù)試驗。然而, 但并不是所有試驗都可以進行重復(fù)操作。為滿足可重復(fù)試驗這個條件, 需要花費更多的時間和費用, 給效果評估帶來相當(dāng)?shù)碾y度。
概率準(zhǔn)則也具有自身優(yōu)點, 與由電子干擾設(shè)備和被干擾設(shè)備本身屬性決定優(yōu)劣的功率準(zhǔn)則相比, 或者與只適用于評估干擾信號本身的信息準(zhǔn)則相比, 概率準(zhǔn)則將整個電子對抗系統(tǒng)與干擾效果結(jié)合起來, 并考慮了整個電子對抗系統(tǒng)的各個過程, 其效果的評估較詳細且全面, 適用于壓制干擾和欺騙干擾。故概率準(zhǔn)則是電子干擾系統(tǒng)中評估干擾效果較好的方法。
3 效率準(zhǔn)則
在采用有干擾和無干擾方式下, 比較被干擾電子系統(tǒng)實現(xiàn)同一指標(biāo)的不同, 以評估其干擾效果的準(zhǔn)則被稱為效率準(zhǔn)則。該準(zhǔn)則的干擾效果是用在有干擾和無干擾方式下, 完成同一指標(biāo)的比值來表示的, 被干擾電子系統(tǒng)在無干擾方式下實現(xiàn)同一指標(biāo)的值將作為其比較基準(zhǔn)。
與概率準(zhǔn)則類似, 效率準(zhǔn)則是注重比較電子對抗系統(tǒng)在無干擾方式下實現(xiàn)同一指標(biāo)的比值η, 而不會考慮干擾電子系統(tǒng)的具體干擾方式:
其中, Wi0為無干擾情況下, 第i項指標(biāo)值; Wij為有干擾情況下, 第i項指標(biāo)值; n 為無該系統(tǒng)具有的抗干擾指標(biāo)項目數(shù)。
分析上式可知, 效率準(zhǔn)則相對于概率準(zhǔn)則, 其更容易, 也更直觀, 因為W 的取值方式不需要變化,只需和原電子對抗系統(tǒng)指標(biāo)取值方式一樣, 而Wi0是電子對抗系統(tǒng)采用無干擾方式下的第i項指標(biāo)值, 只需測得電子對抗系統(tǒng)給定等級典型干擾方法相應(yīng)的第i項指標(biāo)值, 這樣就大大減少了評估的工作量和難度,在具體測量中, 均可采用現(xiàn)有各種工程測量手段, 如數(shù)據(jù)采集、工程檢測以及其他處理方法等。
電子對抗系統(tǒng)中, 采用有干擾方式時, 某一特征指標(biāo)與采用無干擾方式時同一指標(biāo)的比值用η表示。
電子對抗系統(tǒng)的抗干擾性能越好時, η值就表現(xiàn)的越大; 反之, 電子對抗系統(tǒng)的抗干擾性能越差,η值就表現(xiàn)的越小, 而電子對抗系統(tǒng)中的所有抗干擾指標(biāo),都可以通過以上方式意義獲取。故η值表就與電子對抗系統(tǒng)中, 各個受到電子干擾程度的指標(biāo)一一對應(yīng),這就形成一個相對一系列值的評估方法。
但仔細分析效率準(zhǔn)則的原理, 發(fā)現(xiàn)其也存在一些不足之處, 首先是比較基準(zhǔn)的不一致性, 即在無干擾方式下, 電子對抗系統(tǒng)測試出的指標(biāo)值就為其比較基準(zhǔn), 且相對于原系統(tǒng)指標(biāo)值, 各Wi0指標(biāo)值存在一定變化。實際上該種相對值的變化對應(yīng)著采用有干擾和無干擾方式下, 電子對抗系統(tǒng)實現(xiàn)同一指標(biāo)的變化范圍, 而對特定等級典型電子干擾方式中, 沒有直接表現(xiàn)出其抗干擾效果。
相對于上文幾個準(zhǔn)則, 效率準(zhǔn)則雖然具有并非對電子干擾系統(tǒng)的抗干擾效果進行絕對值表示, 而是表現(xiàn)相對值的缺點, 然而其也具有很多優(yōu)點, 如工程實現(xiàn)容易、測定簡單、表現(xiàn)形式直觀等優(yōu)點。
4 結(jié)束語
研究了傳統(tǒng)電子干擾效果評估方法的基本思想和原理。闡明功率準(zhǔn)則適用于壓制性干擾效果評估, 信息準(zhǔn)則適用于欺騙干擾效果評估, 而當(dāng)要對某個電子對抗系統(tǒng)的抗干擾能力評估時, 應(yīng)采用概率準(zhǔn)則, 以及在評估某系統(tǒng)自身抗干擾性能時, 用效率準(zhǔn)則進行評估比較優(yōu)越。
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