?在研究了現(xiàn)有幾種電子干擾效果評(píng)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(píng)估, 而概率準(zhǔn)則適用于某個(gè)系統(tǒng)的抗干擾能力評(píng)估, 以及在評(píng)估某系統(tǒng)自身性能時(shí), 用效率準(zhǔn)則進(jìn)行評(píng)估比較優(yōu)越。
在復(fù)雜電磁環(huán)境中, 高技術(shù)電子對(duì)抗戰(zhàn)將成為未來(lái)戰(zhàn)爭(zhēng)的主體。干擾效果( Jamm ing Effectiveness)評(píng)估是電子對(duì)抗作戰(zhàn)的核心問(wèn)題, 也是電子對(duì)抗技術(shù)研究、電子對(duì)抗設(shè)備開(kāi)發(fā)的關(guān)鍵技術(shù), 對(duì)裝備作戰(zhàn)效能的客觀(guān)、準(zhǔn)確地估計(jì), 以及改善其干擾性能或抗干擾性能具有重要意義。
電子對(duì)抗領(lǐng)域中的干擾效果是指: 在對(duì)其他電子系統(tǒng)進(jìn)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(duì)某一電子系統(tǒng)進(jìn)行電子干擾時(shí), 干擾效果能對(duì)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(jìn)行表征。在某一給定環(huán)境下, 將對(duì)方探測(cè)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(mén)限值小于實(shí)際設(shè)備的跟蹤誤差, 或?qū)?shí)際設(shè)備差錯(cuò)率提高到給定門(mén)限值之上, 這種電子干擾被稱(chēng)為有效干擾( EffectiveJamming)。有效干擾能反映對(duì)某一電子系統(tǒng)進(jìn)行的干擾是否有效。
在對(duì)電子干擾效果進(jìn)行評(píng)估時(shí), 已經(jīng)提出過(guò)多種干擾效果評(píng)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(hào)的類(lèi)型以及被干擾電子系統(tǒng)的特點(diǎn)。
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(lèi)型, 有些則是為了工程實(shí)用性強(qiáng), 而一些則是理論性強(qiáng), 也有準(zhǔn)則是針對(duì)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(méi)有被廣泛接受的、并且在工程實(shí)際中能有效達(dá)到預(yù)期目標(biāo)的評(píng)估準(zhǔn)則。這是因?yàn)楝F(xiàn)有的各種評(píng)估準(zhǔn)則都是根據(jù)電子對(duì)抗系統(tǒng)自身的屬性、工程目的, 以及實(shí)際工作的先驗(yàn)知識(shí)提出的。故各準(zhǔn)則都具有各自的觀(guān)點(diǎn)。
因此, 文中針對(duì)各個(gè)準(zhǔn)則進(jìn)行詳細(xì)分析和論述,闡明其各自屬性, 以及適用環(huán)境, 為實(shí)際電子對(duì)抗中, 選擇比較合適的評(píng)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(duì)抗研究者根據(jù)電子對(duì)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(duì)某電子對(duì)抗系統(tǒng)進(jìn)行有效壓制干擾, 或者使被壓制干擾的電子對(duì)抗系統(tǒng)獲得的信息中含有大量錯(cuò)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(lái)反映, 而壓制系數(shù)是指: 在電子對(duì)抗系統(tǒng)接收信息時(shí), 其最小干擾信號(hào)功率門(mén)限與電子對(duì)抗信號(hào)的功率之比。
干擾信號(hào)對(duì)被干擾電子系統(tǒng)進(jìn)行干擾時(shí), 造成其有效信息大量丟失, 體現(xiàn)方式主要有: 如信號(hào)產(chǎn)生偏差、信號(hào)被主動(dòng)模擬、擾段信號(hào)傳輸、信號(hào)被覆蓋等。當(dāng)被干擾系統(tǒng)特性與干擾信號(hào)特性相符時(shí), 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(hào)特性不相符時(shí), 被干擾系統(tǒng)的信息丟失量較少, 甚至干擾毫無(wú)效果。所以, 有效干擾是否具有意義要根據(jù)具體電子對(duì)抗類(lèi)型判定。
功率準(zhǔn)則也稱(chēng)為干信比準(zhǔn)則, 用壓制系數(shù)K s 表示, 其表征電子對(duì)抗系統(tǒng)被干擾時(shí), 接收機(jī)輸入端所需要的最小干擾功率P j 與電子對(duì)抗系統(tǒng)輸入端目標(biāo)回波信號(hào)功率P s 之間的比值,即:
分析式( 1)可知, 當(dāng)來(lái)自同一種干擾時(shí), 由于壓制系數(shù)K s 越大, 表示有效干擾電子對(duì)抗系統(tǒng)的干擾信號(hào)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(duì)抗系統(tǒng)的干擾信號(hào)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(duì)抗系統(tǒng)的抗干擾能力, 其適用于壓制型干擾效果評(píng)定。
功率準(zhǔn)則是目前應(yīng)用最廣泛的一種抗干擾效果評(píng)估方法, 其特點(diǎn)如下:
( 1)功率準(zhǔn)則反映對(duì)被干擾對(duì)象的干擾效果達(dá)到一定程度時(shí), 所需要的最小干擾與信號(hào)之比, 如果將其用于評(píng)估對(duì)被干擾對(duì)象的干擾效果, 則顯得比較抽象, 不直觀(guān)。因此, 其更適用于評(píng)估被干擾對(duì)象的抗干擾能力。
( 2)壓制系數(shù)K s 在實(shí)際工程應(yīng)用中的準(zhǔn)確測(cè)量具有相當(dāng)難度, 因此, 在實(shí)際工程應(yīng)用當(dāng)中, 利用功率準(zhǔn)則評(píng)估不太適宜( 3)通常功率準(zhǔn)則適用于電子對(duì)抗系統(tǒng)的壓制性干擾效果評(píng)估。
從信息損失的角度來(lái)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(duì)抗信號(hào)中所含目標(biāo)信息量的變化來(lái)評(píng)估干擾效果。例如, 利用干擾前后電子對(duì)抗系統(tǒng)觀(guān)測(cè)空間的體積變化來(lái)評(píng)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(duì)壓制干擾來(lái)說(shuō), 信息準(zhǔn)則是用干擾信號(hào)的熵來(lái)評(píng)估其性能。干擾信號(hào)J 的熵H ( J )定義為:
其中, Ji 為干擾信號(hào)的數(shù)值; J i 出現(xiàn)的概率用P i表示。
而干擾信號(hào)為連續(xù)分布函數(shù)時(shí), 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(hào)在時(shí)域上的波形特性評(píng)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(píng)估, 這也是信息準(zhǔn)則的最大特點(diǎn)。
2 概率準(zhǔn)則
在電子對(duì)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(píng)估電子對(duì)抗系統(tǒng)的抗干擾性能。該準(zhǔn)則反映了在沒(méi)有考慮具體抗干擾措施的條件下, 有干擾或者無(wú)干擾的方法下, 電子對(duì)抗系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)同一性能指標(biāo)的概率。在理想情況, 電子對(duì)抗系統(tǒng)的任何指標(biāo)都可以用概率準(zhǔn)則來(lái)評(píng)估, 然而共基準(zhǔn)值是指在無(wú)干擾的方法下, 實(shí)現(xiàn)同一性能指標(biāo)的概率。因此, 概率準(zhǔn)則就會(huì)存在以下兩個(gè)缺陷:
(1)在電子對(duì)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(shí)別概率等。
因此, 對(duì)于那些本來(lái)就不是用概率形式表示的指標(biāo), 卻用受干擾之前實(shí)現(xiàn)的預(yù)定目的的概率來(lái)表示,就不恰當(dāng)了。所以也沒(méi)有直接觀(guān)測(cè)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(lái)表示這些性能指標(biāo)的概率大小時(shí), 將會(huì)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(jì)數(shù)據(jù)獲得的概率指標(biāo), 屬于統(tǒng)計(jì)指標(biāo)。需要進(jìn)行大量可重復(fù)試驗(yàn)。然而, 但并不是所有試驗(yàn)都可以進(jìn)行重復(fù)操作。為滿(mǎn)足可重復(fù)試驗(yàn)這個(gè)條件, 需要花費(fèi)更多的時(shí)間和費(fèi)用, 給效果評(píng)估帶來(lái)相當(dāng)?shù)碾y度。
概率準(zhǔn)則也具有自身優(yōu)點(diǎn), 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(píng)估干擾信號(hào)本身的信息準(zhǔn)則相比, 概率準(zhǔn)則將整個(gè)電子對(duì)抗系統(tǒng)與干擾效果結(jié)合起來(lái), 并考慮了整個(gè)電子對(duì)抗系統(tǒng)的各個(gè)過(guò)程, 其效果的評(píng)估較詳細(xì)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(píng)估干擾效果較好的方法。
3 效率準(zhǔn)則
在采用有干擾和無(wú)干擾方式下, 比較被干擾電子系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)同一指標(biāo)的不同, 以評(píng)估其干擾效果的準(zhǔn)則被稱(chēng)為效率準(zhǔn)則。該準(zhǔn)則的干擾效果是用在有干擾和無(wú)干擾方式下, 完成同一指標(biāo)的比值來(lái)表示的, 被干擾電子系統(tǒng)在無(wú)干擾方式下實(shí)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(lèi)似, 效率準(zhǔn)則是注重比較電子對(duì)抗系統(tǒng)在無(wú)干擾方式下實(shí)現(xiàn)同一指標(biāo)的比值η, 而不會(huì)考慮干擾電子系統(tǒng)的具體干擾方式:
其中, Wi0為無(wú)干擾情況下, 第i項(xiàng)指標(biāo)值; Wij為有干擾情況下, 第i項(xiàng)指標(biāo)值; n 為無(wú)該系統(tǒng)具有的抗干擾指標(biāo)項(xiàng)目數(shù)。
分析上式可知, 效率準(zhǔn)則相對(duì)于概率準(zhǔn)則, 其更容易, 也更直觀(guān), 因?yàn)閃 的取值方式不需要變化,只需和原電子對(duì)抗系統(tǒng)指標(biāo)取值方式一樣, 而Wi0是電子對(duì)抗系統(tǒng)采用無(wú)干擾方式下的第i項(xiàng)指標(biāo)值, 只需測(cè)得電子對(duì)抗系統(tǒng)給定等級(jí)典型干擾方法相應(yīng)的第i項(xiàng)指標(biāo)值, 這樣就大大減少了評(píng)估的工作量和難度,在具體測(cè)量中, 均可采用現(xiàn)有各種工程測(cè)量手段, 如數(shù)據(jù)采集、工程檢測(cè)以及其他處理方法等。
電子對(duì)抗系統(tǒng)中, 采用有干擾方式時(shí), 某一特征指標(biāo)與采用無(wú)干擾方式時(shí)同一指標(biāo)的比值用η表示。
電子對(duì)抗系統(tǒng)的抗干擾性能越好時(shí), η值就表現(xiàn)的越大; 反之, 電子對(duì)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(duì)抗系統(tǒng)中的所有抗干擾指標(biāo),都可以通過(guò)以上方式意義獲取。故η值表就與電子對(duì)抗系統(tǒng)中, 各個(gè)受到電子干擾程度的指標(biāo)一一對(duì)應(yīng),這就形成一個(gè)相對(duì)一系列值的評(píng)估方法。
但仔細(xì)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(wú)干擾方式下, 電子對(duì)抗系統(tǒng)測(cè)試出的指標(biāo)值就為其比較基準(zhǔn), 且相對(duì)于原系統(tǒng)指標(biāo)值, 各Wi0指標(biāo)值存在一定變化。實(shí)際上該種相對(duì)值的變化對(duì)應(yīng)著采用有干擾和無(wú)干擾方式下, 電子對(duì)抗系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)同一指標(biāo)的變化范圍, 而對(duì)特定等級(jí)典型電子干擾方式中, 沒(méi)有直接表現(xiàn)出其抗干擾效果。
相對(duì)于上文幾個(gè)準(zhǔn)則, 效率準(zhǔn)則雖然具有并非對(duì)電子干擾系統(tǒng)的抗干擾效果進(jìn)行絕對(duì)值表示, 而是表現(xiàn)相對(duì)值的缺點(diǎn), 然而其也具有很多優(yōu)點(diǎn), 如工程實(shí)現(xiàn)容易、測(cè)定簡(jiǎn)單、表現(xiàn)形式直觀(guān)等優(yōu)點(diǎn)。
4 結(jié)束語(yǔ)
研究了傳統(tǒng)電子干擾效果評(píng)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(píng)估, 信息準(zhǔn)則適用于欺騙干擾效果評(píng)估, 而當(dāng)要對(duì)某個(gè)電子對(duì)抗系統(tǒng)的抗干擾能力評(píng)估時(shí), 應(yīng)采用概率準(zhǔn)則, 以及在評(píng)估某系統(tǒng)自身抗干擾性能時(shí), 用效率準(zhǔn)則進(jìn)行評(píng)估比較優(yōu)越。
評(píng)論
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