舷外有源干擾評估方法研究

范慶輝，熊 坤，鄧曉龍，王文民

(北京遙感設備研究所，北京 100854)

舷外有源干擾評估方法研究

范慶輝，熊 坤，鄧曉龍，王文民

(北京遙感設備研究所，北京 100854)

根據舷外有源干擾的特點，選取引導時間、干擾功率、干擾頻率對準度、電磁信號環境及干擾機的干擾樣式，作為有源干擾效果的五個評價指標，使用模糊綜合評估方法實現對舷外有源干擾進行評估，此評估方法綜合考慮有源干擾效果的五個評價指標，提高了對舷外有源干擾評估的全面性。

舷外有源干擾；模糊綜合評估；干擾評估

0 引言

國外海軍從20世紀90年代起大量裝備舷外有源干擾,典型的裝備有美海軍的MK-234有源電子誘餌等。舷外有源干擾是利用懸停、拖曳、漂浮等布放方式對反艦導彈末制導系統實施干擾，該干擾技術的應用特點是降低了對防御平臺的限制，可以綜合配置干擾設備，使干擾方式多樣化、靈活化、綜合化，這使得舷外有源干擾成為艦艇自衛反導防御的重要手段。如何對舷外有源干擾進行評估是一項重要的研究內容，本文提出了舷外有源干擾評估五指標，即引導時間、干擾功率、干擾頻率對準度、電磁信號環境及干擾機的干擾樣式，并使用基于五指標的模糊綜合評估方法對舷外有源干擾進行評估。

1 模糊綜合評估方法

模糊綜合評估方法是利用模糊數學的理論把某事物的多個指標放到一起進行評估，該方法使某些難以利用數據進行分析的問題能夠定量求解。當某事物的評估受到多方面因素的共同作用時，要對各方面的因素進行綜合考慮，根據模糊變換最后給出一個定量的評估結果。

該方法對事物做出評價的步驟如下：

4) 利用模糊評判的方法對事物評分。將權重系數矩陣和隸屬度矩陣相乘，所得到的結果就是目標在各評價指標下的結果。記為：E=WV。

5) 對比評價集給出評價結果。將各評價指標的評定結果進行運算，與評價集比較，即可得出事物的評價結果。

2 基于模糊綜合舷外有源干擾評估方法

在評價指標的選取時，既要考慮雷達干擾效果的指標，也要考慮舷外有源干擾的自身的指標。本文通過對評價指標的分析得出，評價指標大致有以下幾類：

1)雷達和干擾機的自身性能。針對雷達和干擾機的自身性能，將有干擾機的引導時間作為評價指標，以此指標來判斷干擾方的設備性能的好壞。

2)干擾機的干擾功率。針對干擾機的干擾功率，只有干擾機的干擾功率足夠大，才能對雷達產生干擾效果，所以可用干擾機的干擾功率作為評價指標。

3)干擾機的干擾頻率。針對干擾機的干擾頻率，由于每個雷達有自己的工作頻段，要想對雷達進行有效的干擾，需要干擾機的干擾頻率對準雷達的工作頻段，所以可以選取干擾機的干擾頻率作為指標。

4)電子信號環境。電子信號環境指各種電子設備輻射的射頻信號之和，使用信號流密度(萬脈沖/s)，表征了有源干擾設備在復雜電磁環境下的工作能力。

5)干擾機的干擾樣式。針對干擾機的干擾樣式，雷達有自己的作業方式，而干擾機也會有自己的干擾樣式，要想對雷達產生有效的干擾，就需要選擇合適的干擾樣式。

2.1 創建各評價指標的隸屬度函數

1)引導時間隸屬度函數

從干擾方的電子設備收到探測方的探測信號算起，直到干擾方的電子設備發出干擾信號，這期間所需要時間稱為引導時間，記為Δt。Δt值小，表明舷外有源干擾能夠快速對雷達實施干擾，Δt值大，表明舷外有源干擾對雷達實施干擾速度較慢。當Δt→0時，舷外有源干擾的響應效果最好；而當Δt→∞時，說明此時舷外有源干擾不能對雷達進行干擾。因此，本文舷外有源千擾的引導時間隸屬度函數計算公式為：

I1=1/Δt

2)干擾功率隸屬度函數

無論是在雷達有源壓制性干擾還是在欺騙性干擾中,干擾功率對干擾效果都有著重要影響。在壓制性干擾中,干擾信號功率與目標回波功率的干信比越大,則雷達發現概率、測速、測距、測角誤差越大。在欺騙性干擾中,干信比必須大于某值,干擾信號才能捕獲雷達信號波門。

引入功率壓制效益系數I2評價干擾功率對干擾效果的影響，定義如下：

式中，Pj為雷達能接收到的干擾信號功率；Ps為目標回波功率；Kj為雷達正常工作所需要的干信比門限。

3)干擾頻率的頻率對準度隸屬度函數

工作頻率是雷達工作中的一個重要技術指標，頻率因素也是干擾機能否成功干擾的重要因素。壓制性干擾中，干擾頻率帶寬對被干擾雷達頻率帶寬的瞄準程度直接影響干擾功率的效率，進而影響最終干擾的效果。干擾帶寬對雷達帶寬的瞄準程度越好，進入雷達接收機的干擾能量就越多，干擾的效果就越好，反之則越差。

假設舷外有源干擾的頻帶范圍fj1～fj2,雷達的頻帶范圍fr1～fr2, 干擾頻率的頻率對準度的隸屬度函數定義為：

當干擾機的頻帶范圍完全偏離雷達頻帶范圍時，I3=0。當干擾機的頻帶完全覆蓋雷達頻帶范圍時,I3=1。

4)電磁信號環境隸屬度

不同的電磁環境，對干擾效能的影響也不相同。描述電磁環境的基本特征常使用脈沖信號流，即各種電子設備輻射的脈沖信號之和。而度量其面臨的電磁環境，常用雷達能夠接收到的信號流密度，即每秒鐘輻射的脈沖數。舷外有源干擾所面臨的電磁信號環境采用所能夠接收到的雷達信號流密度來度量，使用信號流密度(萬脈沖/s)表征電磁信號環境。電磁信號環境的隸屬度定義為：

5)干擾樣式隸屬度函數

干擾樣式必須與雷達體制相匹配，才能取得較好的干擾效果。可引入與這種匹配程度有關的干擾樣式效益因子來評價干擾樣式對干擾效果的影響。I5可以用0～1之間的數代表，但問題是如何給出I5的大小。一種方法是由專家將干擾效果的實驗數據與專家的經驗相結合，按主觀性判斷給出I5的取值，I5介于0～1之間，取值越大，說明所選的干擾樣式越好。

2.2 權重確定

權重的確定方法有統計法、直接給出法、重要性排序法、層次分析法(AHP)和模糊子集法等。這里用層次分析法給出各因素權重。

1)采用1-9標度構造各因素兩兩比較判斷矩陣：

2)用特征根法求得矩陣A最大特征根λmax=5.1085,其相應的特征向量歸一化后得到各因素權重向量為：

3)一致性檢驗

CI=(λmax-1)/(n-1)

CR=CI/RI

在n=5時，查得RI=1.12，則CR=0.02<0.10，即矩陣的一致性可以接收。

2.3 評價集的確定

表1 評判指標集

評價等級1級(好)2級(極好)3級(一般)4級(較差)5級(差)數值0．85以上0．6～0．850．4～0．60．2～0．40．2以下

這樣即可根據計算得到的各因素評估結果，進行干擾效果的等級劃分。

3 評估實例

下面以某舷外有源干擾對某雷達的干擾為例,評估舷外有源干擾。

舷外有源干擾工作頻率范圍是8～20GHz,脈沖等效輻射功率為1000W,連續波等效輻射功率為100W,具有瞄準、距離拖引、多假目標等多種干擾樣式,引導時間小于1s。被干擾雷達工作頻率范圍是15.4～15.8GHz,峰值功率為100W,平均功率為10W,天線的主瓣增益為30dB,信號流密度ρ=20萬脈沖/s,取目標RCS為5000m2、R=8km、Kj=0.2、I5=0.75。

4 結束語

本文對舷外有源干擾效果的模糊綜合評估方法進行了初步探討。此方法具有簡單高效的優點，但還存在諸如隸屬函數確定的可信度、權值確定的適當性、因素集選取的完備性等問題,需要做更深入的探討。■

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[3] 王國玉,汪連棟,王國良.雷達電子戰系統數學仿真與評估[M].北京:國防工業出版社, 2004.

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[6] 魏保華.雷達干擾效果評估準則與方法的研究[D].長沙:國防科學技術大學,2000.

Study on evaluation method of outboard active jamming

Fan Qinghui, Xiong Kun, Deng Xiaolong, Wang Wenmin

(Beijing Institute of Remote Sensing Equipment, Beijing 100854， China)

According to the characteristics of outboard active jamming, five kinds of evaluation indexes based on the guidance time, jamming power, jamming frequency alignment, electromagnetic signal environment and jamming mode are selected as the evaluation index of active jamming effect, and a fuzzy synthetic evaluation method is used to evaluate the outboard active jamming. This evaluation method considers the five evaluation indexes of active jamming effect and improves the comprehensiveness of outboard jamming effect evaluation.

outboard active jamming； fuzzy synthetic evaluation； jamming effect evaluation

2016-07-03；2017-01-23修回。

范慶輝(1979-)，男，高工，博士研究生，研究方向為雷達信號處理技術。

TN972

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