舰载雷达侦察装备复杂电磁环境适应性试验研究

赵严冰，徐　海

(中国人民解放军91336部队，河北 秦皇岛 066326)

0　引言

当前，大力提高武器装备在复杂电磁环境下的作战能力已成为装备建设的一项重要目标。复杂电磁环境适应性试验评估作为科学认识和全面摸清装备在复杂电磁环境下真实表现的有效途径，也成为了装备试验鉴定的重要组成部分，这是对原有近似实战环境条件下装备检验考核内容的完善补充,体现了信息化条件下装备试验鉴定的发展趋势。

复杂电磁环境适应性试验评估是指按规范的试验程序，在想定的复杂电磁环境下，对武器装备完成规定作战任务的能力进行全面系统的考核，并给出评估结论的活动[1]。其中想定的复杂电磁环境是指装备在实战中可能面临的、对装备运用和作战行动产生严重威胁和影响的电磁环境，也是复杂电磁环境适应性试验评估所关注的“电磁环境”，其组成分为背景电磁环境和威胁电磁环境[2]。

舰载雷达侦察装备作为海军舰艇海战场信息实时感知的主要手段，在当今信息化战争中面临日益复杂的区域性海战场电磁环境，因此在靶场开展相关的试验评估技术研究具有十分重要而现实的意义。本文以舰载雷达侦察装备为研究对象，在梳理分析海战场复杂电磁环境特点及其对舰载雷达侦察装备影响的基础上，从总体层面简述试验评估的研究体系，对试验评估中的指标体系设计、试验评估方法等关键难点问题进行了分析研究，可为该类型装备复杂电磁环境适应性试验评估提供相应的技术支撑。

1　舰载雷达侦察装备所面临的复杂电磁环境的特点分析

舰载雷达对抗侦察装备是海军舰艇作战系统中的重要组成部分，它利用天线接收作战空域内的各类辐射源信号，通过信号的分离、分选、分类和识别等处理来获取信号参数和情报信息，具有频域宽开、方位宽开、大动态范围、高灵敏度等特点。其主要作战使命任务包括[3]：

1)监视本舰(或编队)周围的电磁态势；

2)在密集的电磁信号环境中能截获、分析、识别、处理、测量各类电子信号；

3)提供信号的类型、平台类型、威胁等级以及识别可信度，并对威胁目标告警；

4)多站联合的无源定位；

5)实时引导各类软硬武器进行舰艇自卫。

舰载雷达对抗侦察装备的作战任务就其本质而言，就是对周围环境存在的威胁信号能做出有效响应，能够对周围环境中的电磁信号进行有效掌控，以获取作战平台的准确信息，以便实施有效的战术行动，从而确保作战平台生存，并有效打击敌方。

作战任务和作战平台的特殊性，使得舰载雷达侦察装备所面临的电磁环境具有以下特性：

1)目标威胁多样性

水面舰艇在近海水域面临的主要威胁有：各种岸基固定和活动站雷达，各类飞机、舰船、导弹等武器平台。各种武器发射使用距离近、突然性大、针对性强，影响着侦察装备对威胁信号的快速判断和决策。

2)空域分布集群性

图1　复杂电磁环境影响分析视图

海上作战兵力编成具有明显的集群特征，无论是水面舰艇、潜艇还是作战飞机，大多以编队的方式行动，从雷达侦察的信息感知通道观察，电磁环境和威胁信号通常来自几个重点方向，且时而交叠、时而分离，这一特征增加了侦察装备及时发现和识别威胁目标的难度。

3)时域分布随机性

海战场条件下的电磁辐射源，从性质上可分为军用和民用，军用还可分为敌、我、他等不同归属。各种类型的辐射源在发射时机、持续时间、工作方式等方面存在较大差异，当共同作用时，将产生随机多变的不规则信号，这一特征增加了侦察装备对威胁信号的截获分选难度[4]。

4)频域分布非线性

海战场条件下的电磁辐射源，从频段分布上看，几乎覆盖了从短波到毫米波的广阔区间，但从分布特性上看，呈现出疏密不均的现象，在某些频段或频点上电磁信号密集，而在其它频段或频点上则相对稀疏。这一特征增加了侦察装备对威胁信号的截获分选难度。

5)传播扰动未知性

电磁信号在海面背景下的传播存在着“窗口”和“色散”效应，主要表现为空间衰减、多路径干涉、海面蒸发波导等现象，造成了传播扰动上的未知性，进一步增加了海战场电磁环境的复杂度，更易导致舰载雷达侦察对威胁信号的虚警或漏警。

6)平台及编队自扰互扰性

现代水面舰艇的信息化程度越来越高，指挥通信、预警探测、电子对抗、武器控制等多种电子信息装备集聚一体，而且采用舰艇编队的作战使用方式，使得电磁频谱域的自扰互扰现象较为突出，更易影响舰载雷达侦察装备工作的稳定性和可用性。

7)战场侦察干扰的对抗性

现代雷达普遍采用多种战术、技术措施降低其截获概率和可观测性，同时雷达侦察装备还受到有意实施的各类干扰，严重影响舰载雷达侦察装备的作战使用。

2　复杂电磁环境对舰载雷达侦察装备的主要影响

舰载雷达对抗侦察装备由于自身工作机理和作战使用的特点，在复杂电磁环境各因素共同作用下，在信号接收、处理、分选、识别和操作等各个环节均会受到不同程度的影响，如图1所示，使得侦察的作用距离、处理的时效性、信息的准确性和系统的操作性等方面也有不同程度的改变。

影响因素分析是开展装备复杂电磁环境适应性试验评估的一项基础性研究内容，需要基于具体对象所面临的电磁环境，按照典型性、相似性原则设计复杂电磁环境构成因素，以支撑复杂电磁环境构设与结果评估。

3　复杂电磁环境适应性试验评估的研究内容

复杂电磁环境对装备战技性能的影响是客观存在和动态时变的，对复杂电磁环境影响机理和演变规律进行科学认知是指导装备作战使用和针对性改进的基础，也是开展装备复杂电磁环境适应性试验评估的基本目的。

舰载雷达对抗侦察装备的复杂电磁环境适应性作为装备的一个重要质量特性，源于设计和制造[5]，关键是如何采用工程化语言来描述，因此舰载雷达侦察装备复杂电磁环境适应性试验评估是一项实践性很强的系统工程。一是综合性，复杂电磁环境对装备的影响不仅体现在几个单项指标上，而且是从整体上影响作战能力，因此需要从单项能力、单装适应性、系统适应性等不同层面开展综合性评估。二是复杂性，由于海战场电磁环境的多变性和不确定性，构建的复杂电磁环境应能体现对抗博弈的动态过程。由于其对装备的影响机理和作用效果是多样化的，适应性评估描述也相对复杂。三是渐进性，装备的复杂电磁环境适应性要求是不断变化的，未来随着相关技术的发展、作战任务的拓展以及研究与实践的不断深入，复杂电磁环境适应性试验评估内涵将持续深化。

舰载雷达侦察装备复杂电磁环境适应性试验评估研究涉及复杂电磁环境构建与定量描述、评估指标体系建立、评估模型与方法选取等多个方面内容，具体研究体系视图如图2所示。

图2　适应性试验评估的研究体系视图

复杂电磁环境适应性试验评估重在复杂电磁环境下装备性能实际表现的评估，一是需要在影响机理和影响效果分析基础上，构建针对性强和敏感度高的适应性评价指标体系；二是需要在电磁环境影响因素分析的基础上，把复杂多变、难以预测的电磁环境典型化和抽样化；三是需要结合适应性试验评估的目的和要求，给出评估的准则和方法；四是需要综合利用多种试验手段，获取有效的试验数据。试验评估的方法流程如图3所示。

图3　舰载雷达侦察装备复杂电磁环境适应性试验评估的方法流程

4　复杂电磁环境适应性试验评估的关键技术

复杂电磁环境适应性试验评估主要涉及四项关键技术：

一是复杂电磁环境适应性评估的指标体系构建。目前，舰载雷达侦察装备战技指标中与电磁环境相关的主要指标有适应信号环境密度、部数、占空比和适应信号形式等，但这些指标之间关联性不强，内涵外延不清晰，使用边界条件不明确，使得单项指标的检验还无法完整满足适应性评估的需求，鉴于适应性评估内涵的特殊性，必须注重适应性评估指标体系的整体性、层次性与要素的可测性，以便准确反映出不同复杂电磁环境下的适应能力。因此指标构建首先从系统角度设计单项指标与其他指标和整个指标体系的层次关系；其次，选择的指标对电磁环境有足够的敏感性，与作战使用有较强的关联性；另外，各项指标的数据可以采集、处理与定量分析。

综上所述，舰载雷达侦察装备电磁环境适应性评估指标项聚焦在整体能力变化上，向下关联功能及单项性能指标，从截获、测量、处理、分选、识别及操作使用的整体协调性等方面设计，具体度量参数结合具体型号确定。最后通过采用相关的聚合模型和算法[6]，支持复杂电磁环境适应能力的特征分布和演变规律分析。具体如表1所示。

表1　复杂电磁环境适应性指标体系表

二是试验评估的复杂电磁环境典型化构建。舰载雷达侦察装备所面临的复杂电磁环境规模与其作战任务、作战对象、作战海域等条件密切相关，所面临的电磁环境组成杂、要素多，需要在分析预测的基础上，针对性地抽样选取，以有限的试验资源最大程度地反映复杂电磁环境特性，突出典型性、实用性，达到工程化的等效近似，使得所构建的复杂电磁环境能够有效反映电磁环境的不同规模和组成要素，完整体现电磁环境动态变化的特征和规律，并实现各类试验资源的合理利用、重点突出和有机结合[7]。

试验评估的复杂电磁环境构设方法如图4所示。

三是复杂电磁环境量化分级。量化分级是由简到繁构建复杂电磁环境的基础，可为试验结果的定量评

图4　试验评估的复杂电磁环境构设方法

估提供客观准确的数据支撑。由于海战场电磁环境的特殊性和装备试验的实践性，分级量化要遵循方法可行、结果直观的原则,依据背景环境和威胁环境的作用效果和分布特征,从微观到宏观，从个体到集群，从时变到量变，从内部到外部，从关联到从属等多个层面对电磁环境进行表征。在分级度量上，采用基于受体相关性的多参数联合方法，按照定量结合定性准则，给出简单、轻度复杂、中度复杂和重度复杂等四级区间。

四是复杂电磁环境适应性试验评估方法。复杂电磁环境适应性评估与传统的性能指标评估具有较大的不同，适应性评估更关注系统性评价，不能完全套用原有的方法和模式。这是由于复杂电磁环境本身具有一定的不确定性，而电磁环境与试验评估结果还具有较强的关联性，电磁环境所包含的信息对试验评估结果能够产生显著影响[8]。因此对舰载雷达侦察装备复杂电磁环境适应性进行评估，需要综合考虑点线面等多个层次，评估内容主要包括三个部分：1)单项能力适应性的量化评分，就是采用直接测量和计算的方法，对单项能力进行量化分析和对比。2)装备适应性的量化评分，考虑到单项能力的传导性和贡献度，采用加权方法给出装备适应性的量化评分。3)单项能力和装备适应性综合评估，单项能力适应性以能力达标度来表征，划分为达标(在正常范围内)、超差(等于阈值或超出阈值，可接受)、严重超差(超出阈值显著，不可接受)三个等级；装备适应性以装备可用度表征，划分为正常使用、有限使用、不可用三个等级。

5　结束语

近年来，电子对抗技术进入了飞速发展的时期，在接收、处理、分选到显示控制等各个方面都有了跨越性的进步，精确化测量、智能化处理和差异化分选使其作战能力得到大幅度跃升。但是在装备复杂电磁环境适应性试验评估方面仍然需要不断深化，提升装备复杂电磁环境适应性也将是一个持久而长远的过程，未来复杂电磁环境适应性评估的发展将向着评估对象体系化、环境构建精确化、评估数据多元化、评估方法精细化方向发展。■