通信對抗實兵演練作戰效能分析方法

張璐琳

（解放軍91404部隊，秦皇島 066001）

0 引 言

新軍事變革的發展，已經深刻改變了世界軍事領域的面貌。信息時代組織和實施作戰的新方式將對我軍軍事訓練起引導作用。近年來演習和演練逐漸成為我軍主要軍事訓練手段，實兵演練組織實施的專業化程度直接關系到軍事訓練質量，進而影響演練雙方部隊戰斗力的形成。要想科學有效地組織實兵演練，須遵循突出重點、綜合權衡、嚴謹設計和專業實施的原則。除了營造復雜電磁環境、進行演練過程的實時導調以及公正地評判演練效果外，為充分發揮雙方兵力的作戰效能，提高演練的激烈程度，應平衡雙方兵力，以達到勢均力敵的效果。此外，演練結果的評判也要充分考慮雙方兵力的強弱。因此在遂行實兵演練任務之前，進行作戰運籌分析是十分必要的。

作戰運籌分析是根據目標類型、兵力的技術水平以及其他的一些主客觀條件，利用影響作戰效果的各種因素的變化規律，預測在一定兵力情況下的作戰效果，或計算為達到一定的預期效果所需兵力的數量［1］。本文以通信對抗部隊實兵演練為例，基于通信對抗系統的工作機理與作戰流程，通過分析影響對敵方通信實施有效干擾的各種因素，建立函數關系式計算有效干擾概率，初步給出在一定兵力下作戰效果的預測方法。

1 通信對抗系統工作機理

現代戰爭的高速度和高機動對通信情報的實時性和干擾系統的響應速度提出了越來越高的要求，現役部隊主戰裝備為多功能一體化通信對抗系統。典型的一體化通信對抗系統包括偵察分系統、測向分系統、干擾分系統和指揮控制分系統，通信對抗系統組成框圖如圖1所示［2］。本文的分析暫不考慮測向分系統。

圖1 一體化通信對抗系統組成圖

通信對抗系統的工作方式包括定頻瞄準式、跳頻跟蹤式、寬帶阻塞式和掃頻干擾等，本文著重分析瞄準式干擾的有效干擾概率。根據通信對抗系統的組成與作戰任務，假設通信目標信號頻率在通信對抗系統的工作頻率范圍內，系統工作在跟蹤瞄準干擾方式，指控分系統的操作處理均為理論上的最優處理，且指控分系統處理時間不計，相關的作戰能力評估指標如圖2所示［3］。有效干擾概率的計算與這些指標有關。

要想對敵方通信實施跟蹤瞄準式干擾，需滿足以下條件：

（1）由偵察分系統發現并提取目標信號。假設目標信號的大小沒有超過搜索接收機的動態范圍，目標信號到達搜索接收機輸入端的信號強度E′t不小于偵察靈敏度才有被發現的可能，發現概率取決于目標信號淹沒于同頻段復雜電磁環境的程度。E′t的計算方法如下：

式中：Pt為目標通信發射系統的發射功率；Gt為目標通信系統發射天線增益；Gz為通信對抗系統偵察天線增益；Lc為電波傳播損耗；Lq為電纜等其它損耗。

圖2 假設條件下通信對抗系統作戰能力指標評價體系

Lc由圖3（以f＝500 MHz為例）可得，如果兩天線間空間直線距離達到最低工作頻率的10個波長以上，也可用下面的公式估算出干擾天線至通信電臺天線間的空間傳輸損耗：

式中：Lc為空間傳輸損耗，單位dB；f為頻率，單位為MHz；d為距離，單位為km。

圖3 國際電信聯盟電波傳播損耗

（2）假設方位對準，干擾信號還需在時域、頻域對準目標信號。時域的對準即干擾時間和通信時間的重合。目標信號發出后，通信對抗系統首先要進行偵察截獲識別，產生相應的干擾信號輻射出去，這一過程所需的時間為系統干擾反應時間，具體包括信號的偵察截獲時間、識別時間、干擾信號產生時間和收發開關轉換時間。目標信號駐留時間減去系統反應時間即為時域對準時間。

以某型現役通信對抗系統為例，超短波搜索接收機譜線分辨率為12.5 k Hz，采樣時間為80μs，快速傅里葉變換（FFT）處理給出頻率、幅度、相位需要160μs，由于現役裝備限于在一個干擾瞬時帶寬內跟蹤跳頻，干擾機信道不用重新設置，只需要設置干擾信號產生器的頻率，信號產生時間大概需要10μs，偵察干擾共用1副天線，還需收發轉換的保護時間50μs，因此系統干擾反應時間至少需要300μs。跟蹤瞄準干擾的偵察干擾時序見圖4。

圖4 跟蹤瞄準干擾的偵察干擾時序

頻域的對準與系統偵察能力和干擾能力都有關系，與測頻精度、瞄頻精度、干擾帶寬、干擾樣式等指標有關。

（3）干擾信號需要有足夠的能量。要想實施有效干擾，敵方通信接收端干擾信號強度與目標信號強度之比須大于壓制系數，而壓制系數的大小取決于干擾信號樣式是否是針對目標通信信號的最佳干擾樣式。到達敵方通信接收端干擾信號的強度與干擾功率、干擾天線的增益、極化方式與方向性、發收天線的架高和周邊環境、電波傳播條件與傳播距離等因素有關。在上述因素已知的情況下，可計算敵方通信系統接收端干擾信號強度Eg和敵方通信系統信號強度Et，計算方法參照式（1）和式（2）。

2 有效干擾概率計算

通信對抗系統的作戰目的是對敵方通信實施有效干擾，可使用對敵方通信的有效干擾概率這一技術指標來表征通信對抗的作戰效能，用它反映對敵方通信的干擾是否有效，即對敵方具體通信信道的干擾程度。歸納起來，對敵方通信的有效干擾概率p y與下列因素有關：無線電波傳播和敵方通信裝備及通信對抗裝備工作條件、目標通信裝備戰術技術性能和通信對抗裝備戰術技術性能［4］。根據這些因素，對敵方通信的有效干擾概率可用下式來描述，即：

下面研究瞄準干擾的函數表達式。假設fg≥fm，且載頻對準，干擾樣式設置為最佳干擾樣式，此時的有效干擾概率僅取決于通信裝備和干擾裝備的能量參數及時間參數，其一般函數表達式可表示為：

由于偵察和干擾是2個協同而又獨立的過程，因此式（4）又可寫成：

式中：pz為對目標信號的偵察概率；p g為對目標信號的條件干擾概率，即在偵察到的條件下對其的干擾概率。

概率pz和pg取決于反映無線電通信偵察和通信干擾的能量空間參數和時間參數，由于通信對抗的能量空間參數和時間參數是獨立的，因此偵察和干擾概率可進一步寫成：

從而可得：

式中：pzn為偵察能量；pzs為偵察時間；pgn為干擾能量；pgs為干擾時間。

2.1 能量參數分析

對取決于能量空間參數的偵察概率pzn可看作是偵察分系統輸入端目標信號強度E′m不小于偵察靈敏度Em的概率。E′m服從獨立正態分布，因此有：

式中：E＝E′m－Em；E′m、Em為偵察接收機處目標信 號 強 度 和 偵 察 靈 敏 度， 單 位分別為目標信號強度和總的電磁環境信號強度的均方差。

同理可推導出對目標信號的條件干擾概率為：

式中：EZ＝Eg－Em；Eg和Em為通信接收點處干擾信號強度和目標信號強度，單位：為通信接收點處干擾信號強度和目標信號強度的均方差；k為壓制系數。

2.2 時間參數分析

根據第1節的分析，可得函數表達式：

式中：vss為搜索接收機搜索速度；tmz為目標信號持續發射時間平均值；tgz為干擾信號發射時間；tgf為通信對抗系統干擾反應時間。

2.3 多兵力計算

如果敵方通過幾個獨立信道或幾個頻率收發信息，則對目標信號的有效干擾概率可按下式計算：

式中：N為實施發射的無線電信道數量；M為敵方實施無線電接收的無線電信道數量；L為無線電干擾裝備數量；p li為對單個無線電信道中無線電發射的壓制概率；x li為無線電干擾裝備在敵方無線電通信信道中的分布。

3 結束語

本文提出的方法可以初步進行通信對抗作戰效能分析，下一步工作是明確在一定條件下時間參數的函數關系式，并進一步分析各種干擾方式下通信對抗系統的有效干擾概率，在通信對抗部隊演練中預測在一定兵力情況下的作戰效果，或計算為達到一定預期效果所需兵力的數量。

［1］李登峰，許騰.海軍運籌分析與應用［M］.北京：國防工業出版社，2007.

［2］王慶生，宣曉英，路雷.艦載通信對抗系統電磁兼容性分析［J］.通信對抗，2009（1）：14－17.

［3］黃希利，杜紅梅，羅小明.通信對抗系統作戰能力評估模型［J］.裝備指揮技術學院學報，2010，21（2）：83－86.

［4］Li Dengfeng.Some measures of dissimilarity in intuitionistic fuzzy structures［J］.Journal of Computer and System Sciences，2004，16（8）：115－122.