通信裝備復雜電磁環境適應性試驗評估技術

榮 輝，王滿喜

(電子信息系統復雜電磁環境效應國家重點實驗室，河南 洛陽 471003)

通信裝備復雜電磁環境適應性試驗評估技術

榮 輝，王滿喜

(電子信息系統復雜電磁環境效應國家重點實驗室，河南 洛陽 471003)

通過分析復雜電磁環境對通信裝備的影響，從裝備效能下降角度提取相應的評估指標、建立評估模型，采用層次分析法得到指標層各指標對目標層的相對權重，從而可根據指標值計算出目標值。解決被試系統在不同復雜電磁環境條件下適應能力試驗的評價難題。

層次分析法；復雜電磁環境；試驗評估

0 引言

近年來，隨著軍隊信息化進程的加快，世界軍事領域電磁應用日益廣泛，電子戰逐漸成為現代戰爭的主要作戰樣式，電磁戰場上日益激烈的制電磁權爭奪，日益復雜的戰場電磁環境給電子戰裝備作戰能力的發揮帶來了嚴重的影響。與之相對應的裝備復雜電磁環境適應性試驗，在裝備定型階段越來越被重視，但是現階段相應的試驗評估方法尚不完善，同裝備定型需求存在一定差距。

本文根據層次分析法，提出復雜電磁環境適應性評估指標、綜合權重，進而對被試系統復雜電磁環境適應能力進行評價，為相關研究提供借鑒。

1 評估流程

美國工業界武器系統效能咨詢委員會對系統效能的定義是：系統效能是預期一個系統滿足一組特定任務要求的程度的度量，是系統的可用性、可信性和固有能力。

被試系統通信裝備主要用于保障傳輸情報數據、作戰指令和協同信息，復雜電磁環境對通信裝備的影響主要體現在對其系統效能發揮的限制上。GJB1364-92中定義裝備的效能是：在規定的條件下達到規定的使用目標的能力，在此將通信裝備的系統效能表述為其可用性、可信性和業務能力的綜合。復雜電磁環境對通信裝備的影響主要表現為通信裝備的可用性、可信性和業務能力的下降。

從裝備效能下降角度評估不同等級復雜電磁環境對通信裝備的影響，采用層次分析法，從抗干擾能力、通信保障能力、信息傳輸能力等三個方面提取相應的評估指標，建立評估模型，實現綜合評估。

通信裝備受復雜電磁環境影響評估的步驟為：

1) 構建評估指標集，指標集分為三大類：抗干擾能力評估指標、通信保障能力評估指標、信息傳輸能力評估指標；

2) 確定指標集中三類指標的具體內容，形成下層指標；

3) 計算評估指標集中各指標的權重；

4) 采用層次分析法對底層指標進行聚合，最終得到綜合評估指標；

5) 對不同裝備受相同電磁環境的影響進行比較評價。

具體評估流程如圖1所示。

本節從裝備效能下降角度評估復雜電磁環境對通信裝備的影響，從抗干擾能力、通信保障能力、信息傳輸能力等三個方面提取相應的評估指標。評估指標可進一步細化，從而呈現出多層次結構，上層指標由下層指標聚合而成。結合前期測試數據，抗干擾能力分解為頻譜占用度、鄰道干擾、中頻干擾、鏡像干擾、互調干擾等指標。通信保障能力主要從通信恢復能力、語音通話清晰度等方面考慮。信息傳輸能力主要由識別有用信號能力、信息時延、覆蓋范圍等指標組成。

基于以上分析，建立評估指標體系如圖2所示。

2 評估指標權重

評估指標權重根據層次分析法的計算方法來確定。同類同層指標間兩兩比較判斷時，采用一個因素比另一個因素的重要程度，這里選擇1～9標度法來定量表示，得到判斷矩陣后利用公式求出各指標所占權重。

2.1 指標權重標度模型

同類同層指標間兩兩比較重要性時，采用1～9標度，各權重標度的意義如表1所示。

表1 評估指標權重標度表

2.2 指標權重判斷矩陣

對于三層的指標集結構，存在兩種類型的判斷矩陣：目標—準則判斷矩陣與準則—指標判斷矩陣。目標—準則判斷矩陣主要用于計算準則層的各個指標的相對權重，準則—指標判斷矩陣主要用于計算某準則下的各個指標的相對權重。兩兩判斷矩陣的形式相同，只是層次不用。指標權重矩陣具體形式如下：

式中，aij表示指標ai相對于指標aj的相對權重。

計算矩陣A的特征向量，得到各層指標權值，特征向量的計算采用方根法，具體計算過程如下：

1) 計算矩陣每一行元素的乘積Mi；

4)計算判斷矩陣的最大特征根其中(AW)i表示向量AW的第i個元素。

2.3 指標權重一致性檢驗

根據標度方法構造的權重矩陣只有滿足一致性要求，才能保證基于層次分析法得出的結論是合理的。權重矩陣的一致性指標計算式為：

CI=(λmax-n)/(n-1)

式中，n為矩陣維數，實際為同一矩陣指標的個數，λmax為矩陣的最大特征值。

當矩陣維數較大時，一致性指標還需要加以修正。算子如下：

CR=CI/RI

RI為修正因子，針對不同維數，其取值見表2。

表2 修正函數表

當指標維數小于3時，判斷矩陣是很容易做到完全一致的，所以不需要計算一致性指標。通常情況下，當CR<0.1時，認為矩陣滿足一致性要求。

2.4 綜合權重的計算

假設目標—準則層特征向量為W0=(w1,w2,w3)，其中wi為準則Bi在目標層中所占的相對權重。準則—指標層B1、B2、B3的特征向量分別為W1=(w11,w12)，W2=(w21,w22,w23,w24,w25)，W3=(w31,w32,w33)，其中wij為指標Cij在準則Bi中所占的相對權重。

將準則層對目標層的相對權重與指標層對準則層的相對權重相乘，便可算出指標層所有指標對目標層的組合權重。即：

W=(w1w11,w1w12,w2w21,w2w22,w2w23,w2w24,w2w25,w3w31,w3w32,w3w33)

從而可根據指標層各指標值得到目標值。

3 結束語

本文主要研究了復雜電磁環境對通信裝備的影響評估，首先確立復雜電磁環境適應性評估指標，建立評估指標集；然后采用層次分析法得到指標層各指標對目標層的相對權重，從而可根據指標值計算出目標值；根據層次分析法對被試系統在不同復雜電磁環境下的適應能力進行評價。這為相關研究及試驗提供借鑒，并為裝備研制提供一定的參考。■

[1] Operational Test&Evaluation Manual[R].Marine Corps Operational Test and Evaluation Activity,2011.

[2] 武小悅,劉琦.裝備試驗與評價[M].北京:國防工業出版社,2008.

[3] 王亞.軍事綜合電子信息系統作戰適用性分析與評估方法[J].火力與指揮控制,2010,35(8):76.

Test and evaluation technology of complex electromagnetic environment adaptability for communication equipment

Rong Hui, Wang Manxi

(State Key Laboratory of Complex Electromagnetic Environment Effects on Electronics and Information System,Luoyang 471003,Henan,China)

The influence of complex electromagnetism environment for communication equipment is described. The evaluation index is extracted and the evaluation model is set up from the perspective of the efficiency declining. The relative weight of each target layer is gotten by using the analytic hierarchy process, which can calculate the target value according to the guideline values. This method can solve the evaluation problem of complicated electromagnetic environment adaptability test in different subjects system.

AHP; complex electromagnetic environment; test and evaluation

2016-12-16；2017-01-16修回。

榮輝(1981-)，男，工程師，碩士，主要研究方向為通信對抗仿真。

TN97

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