武器装备电磁环境适应性试验与评估技术综述*

王鑫,张夫龙,孙希东,陈飞

(1.中国航天科工集团公司 8511研究所,江苏 南京 210007；2. 中国人民解放军91404部队,河北 秦皇岛 066001)

武器装备电磁环境适应性试验与评估技术综述*

王鑫1,张夫龙1,孙希东2,陈飞1

(1.中国航天科工集团公司 8511研究所,江苏 南京 210007；2. 中国人民解放军91404部队,河北 秦皇岛 066001)

针对复杂电磁环境下武器装备适应性试验与评估技术研究，提出了一套理论体系架构，并对其中的4个环节进行了详细论述。从而为武器装备的指标论证、设计攻关和试验鉴定提供技术内容，用以确保和提高武器装备的实战性能。

导弹武器；复杂电磁环境；试验与评估；评估体系；试验鉴定；实战性能

0 引言

1982年，英阿马岛战争和贝卡谷地之战2场电子战经典战例，掀起了国内导弹武器系统抗干扰效能评估研究的第一波热潮！在第一波热潮的推动下，工业部门成立了专业的试验检测中心，开展导弹武器抗干扰试验与评估技术研究。针对近年来实战演练武器装备暴露出的薄弱环节，2007年掀起了效能评估研究的第二波热潮。在第二波热潮的推动下，开展了多项预研课题的研究工作，一些研究成果对于提高导弹武器抗干扰性能起到了积极的作用。

目前，国内关于复杂电磁环境下抗干扰试验与评估技术研究，初步形成了一套体系架构，包括环境、指标、试验和评估4个环节。其中，电磁环境是导弹武器抗干扰性能评估的输入条件，抗干扰指标是评估对象，试验是抗干扰指标检测的技术手段，评估是对导弹武器抗干扰性能的综合评价。本文将围绕这4个环节，对试验与评估理论体系进行综述分析。

1 复杂电磁环境

研究复杂电磁环境的构成、本质特性及分类方式是认识复杂电磁环境的前提。复杂电磁环境是敌我双方信息化装备的密集部署和电子对抗装备的激烈对抗形成的作战环境。基于电磁环境效应的原理，复杂电磁环境分为4类[1]，电磁噪声环境、非对抗性电磁环境、对抗性电磁环境(干扰环境)，以及瞬态电磁危害环境，如图1所示。

关于国内电磁环境的研究工作，20世纪90年代主要解决电磁兼容环境问题，2000年主要解决目标隐身环境问题，当前重点解决战场干扰环境问题。目前，除了干扰环境外，其他电磁环境在导弹武器的研制和使用中，基本上已经形成比较成熟的理论和技术，因此，现阶段研究的重点将集中在干扰环境上。关于干扰环境将主要突破其典型化、定量化、工程化方法。

1.1 干扰环境典型化

干扰环境典型化可以从宏观和微观2个层面、6个要素来考虑。

典型的作战场景描述宏观层面的战场规模。武器系统的作战过程不是孤立的，它总是在某种干扰环境中进行的。因此，构成作战场景主要包括3个要素：作战的导弹武器，例如防空导弹、反舰导弹等；打击的敌对目标，例如来袭飞机、舰艇编队等；目标携带的电子对抗装备，例如大功率干扰机、箔条投放器、拖曳式诱饵等，由这3个要素可以描述战场的规模大小。

典型的干扰战术描述微观层面的对抗交战过程。干扰战术通过一个作战过程来实现，其作战效果具有“针对性、时效性”，要求在不同的对抗阶段施放不同的干扰样式，而且需要随着干扰对象的工作状态自适应地改变相适应的干扰样式。一个理想的干扰战术就是要在对抗作战过程的合适时间、合适地点，根据干扰对象的状态选择合适的干扰样式，不断施放出需要的干扰信号。基于这样的特点，可以归纳出“干扰战术3个要素”：时间(T)、空间(W)、干扰样式(J)。

1.2 干扰环境定量化

干扰环境定量化有2种方法,一种是基于“环境”的定量化方法，它是把电磁环境作为一种客观存在的物理现象，从整体上对其定量描述[2-3]；另一种是基于“效应”的定量化方法，它是根据特定装备作战使用的电磁环境效应进行电磁环境复杂度的定量描述。研究复杂电磁环境之目的并不在于把所有的电磁环境描述出来，而是要把对武器装备有影响的电磁环境现象找出来。那些对受试装备影响不大的电磁现象可以不加考虑。基于这样的考虑，重点关注导弹武器接收机天线口面这一点环境的量化方法，可以通过电磁环境指标{电磁功率密度谱,电磁信号密度}来描述。通过对指标空间的普适性分析，指标空间包含了空域、频域、时域、能域、调制域的相关信息，并可以作为用频装备复杂电磁环境定量描述的方法[4-5]。

图1 复杂电磁环境分类Fig.1 Complex electromagnetic environment classification

基于电磁环境定量化方法的基础上，近期，航天系统的专家组织讨论了复杂电磁环境的分类方法，提出了保留“工程文件集”4级典型电磁环境方法的基础上,各级中再细分类型[6-7](目前先分为3类，可根据需要进一步扩展)。

每级每类的干扰强度，以试验装备接收天线口面为参考点，用量化的电磁环境指标来具体描述。这种分级方法，既考虑到了干扰战术与干扰技术的结合，同时也将概略性分级与细化分类以及精确量化方法相结合，满足导弹武器抗干扰性能评估的需求。

1.3 干扰环境工程化

干扰环境工程化，实质上就是利用仿真手段或者实装设备模拟电磁干扰环境。复杂电磁干扰环境模拟可以分为3个层面：作战场景模拟、干扰战术模拟、干扰技术模拟[8]，如图2所示。

(1) 作战场景模拟作战规模的大小和作战对象的构成要素与对抗态势。

(2) 干扰战术模拟导弹武器在作战过程中可能遇到的典型干扰战术，并完成电子对抗装备干扰信号参数转换到导弹武器接收天线口面处的电磁环境指标参数的等效模拟。

(3) 干扰技术模拟典型电子对抗装备与干扰效果有关的主要技术性能参数。

2 抗干扰指标

通过对抗干扰指标的内涵分析[9]，得出抗干扰指标应该属于武器系统的战术指标。它是在设计规定的作战环境中，衡量导弹武器装备抗干扰能力的范围及大小(反映的是导弹武器装备对作战环境的适应能力)。

目前，导弹武器系统已经形成了一整套针对非电磁环境Ψ1的考核试验和作战使用的指标体系，若要进一步考虑电磁环境Ψ2，尤其是干扰环境，需要对原有指标体系做相应的改进：

(1) 增加定量干扰环境作为输入条件；

(2) 根据导弹武器的制导方式补充抗干扰基本指标(战术指标)；

(3) 增设抗干扰专项指标。

基于这样的考虑，建立抗干扰指标为两类、三级基本结构和体系[10-11]。两类指标是指基本指标和专项指标。其中，基本指标是武器装备原有的战术指标项，其指标限值与复杂电磁环境密切关联；专项指标是武器装备为了适应复杂电磁环境，针对某些抗干扰措施而专门提出的用于描述其性能的指标项。三级指标主要是针对基本指标而言，可以从3个不同的层次进行划分，包括单项性能指标、分系统性能指标和系统性能指标。专项指标可以从时域、频域、空域、能量域、调制域和极化域6个域进行描述。抗干扰指标的组成框图如图3所示。

图2 复杂电磁环境模拟Fig.2 Complex electromagnetic environment simulation

3 试验

抗干扰试验是抗干扰指标检测的手段，它应该是能定量测量和分析的试验，其试验条件和试验结果均可以复现。可以在模块、分系统、系统以及整个战场环境等不同层次、不同级别上进行。抗干扰试验通常分为5类[12-13]：

(1) 数字仿真试验；

(2) 半实物仿真试验；

(3) 地面静态试验；

(4) 导弹挂飞试验；

(5) 导弹飞行试验。

考虑到抗干扰试验的可信度、经济性和保密性等多方面的因素，工业部门开展抗干扰试验方法研究，主要采取半实物仿真试验。其中包括2个层面的内容：一是构建抗干扰试验验证平台，主要包括电磁环境模拟系统，信号监测设备、数据采集、计算机控制设备、视景仿真设备，如图4所示；二是在平台上开展抗干扰试验验证方法研究。以反舰导弹导引头为例，其抗干扰试验验证流程如图5所示。

图3 抗干扰指标的组成Fig.3 Antijamming index composition

图4 导弹武器内场半实物仿真试验验证平台Fig.4 Hardware in-loop test and evaluation platform of missile weapon

图5 导引头抗干扰试验验证流程Fig.5 Antijamming test and evaluation process of missile weapon seeker

第1步：确定导引头抗干扰试验测试指标项；

第2步：根据确定的若干种作战场景和干扰战术，动态的模拟导弹飞行过程中面临的电磁干扰环境，测试和录取导引头接收天线口面处的电磁环境指标参数{信号功率密度谱和电磁信号密度}；

第3步：编制导引头抗干扰性能检测规程，明确检测方法和试验步骤；

第4步：提取各个作战阶段中电磁环境的边界值，将其作为试验用例，静态测试导引头抗干扰指标的变化量值；将实时测试和录取的电磁环境指标参数作为输入条件，动态测试导引头抗干扰指标的变化量值；

第5步：采集并录取导引头试验数据和干扰环境数据，应用统计方法得出试验规程中的各项试验的统计结果，得出导引头捕捉性能和跟踪性能评价结果；

第6步：对导引头进行制导命中估计，通过视景仿真软件模拟导弹飞行过程，并显示导弹和目标等特征参数、处理结果、试验态势，分析导引头抗干扰性能。

4 评估

分析导弹武器抗干扰性能的途径，要把电子对抗同武器系统的命中概率挂起钩来，中间要经历2个环节：第1，定量分析采取某一干扰措施后，武器系统中各信息链路环节的抗干扰指标项被削弱、受破坏的程度；第2，定量分析各信息链路环节抗干扰指标被削弱、受破坏的程度对整个武器系统命中概率的影响[14-15]。基于这样的考虑，抗干扰评估方法分为单项指标的考核和系统、分系统抗干扰性能的评估两个层面。抗干扰指标考核是指在规定的某个典型电磁干扰环境中考核武器装备各项抗干扰指标是否满足要求，或者考核在这种环境指标容许的下降量，考核的对象是单项性能指标。抗干扰性能评估是在特定条件(电磁干扰环境的条件)下，系统或分系统被用来执行规定任务所能达到预期可能目标的程度，评估的对象是导弹武器系统或分系统抗干扰指标。

目前，关于考核与评估有2个标准：

(1) 在研制要求规定的典型干扰环境中进行考核，单项性能指标表中各项指标都达到要求时，可认为合格。

(2) 各抗干扰指标的变化对武器系统最终命中概率的关联影响可定量计算得到，通过计算或试验获得武器系统的命中概率满足研制要求，可认为合格。

5 结束语

本文针对复杂电磁环境下的武器装备适应性试验与评估技术研究，提出了基本的指导方法，对于促进武器装备电子对抗性能的提高具有一定指导意义。

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Review on Complex Electromagnetic Environmental Effects Adaptability Test and Evaluation Technology of Missile Weapon

WANG Xin1, ZHANG Fu-long1，SUN Xi-dong2, CHEN Fei1

(1. The 8511th Research Institute of CASIC,Jiangsu Nanjing 210007, China;2. PLA,No.91404 Troop, Hebei Qinhuangdao 066001, China)

In order to test the adaptability of missile weapons in complex electromagnetic environment and evaluate related technology, a theoretical system is put forward and its four links is analyzed in detail, including electromagnetic environmental, antijamming index, testing and evaluation. Thus, the basic technology support for index determination, system design and test identification of missile weapons are put forward to ensure and improve missile weapon’s actual combat performance.

missile weapon; complex electromagnetic environment; test and evaluation; evaluation system; test identification; actual combat performance

2014-10-10；

2014-12-10

王鑫(1979-)，男，黑龙江哈尔滨人。高工，博士，主要研究方向为电子对抗。

通信地址：210007 南京市后标营35号航天科工集团8511研究所 E-mail：fifawx@126.com

10.3969/j.issn.1009-086x.2015.04.002

TN97；TN911

A

1009-086X(2015)-04-0007-06