一种舰艇有源干扰作战效能评估方法∗

（91404部队 秦皇岛 066000）

1 引言

舰艇有源干扰指的是利用舰载雷达干扰设备有意发射或转发某种形式的干扰信号，主动对敌方电子设备进行压制或欺骗干扰，削弱或破坏其雷达对目标探测和跟踪能力的一种战术技术措施。对舰艇有源干扰作战效能的评估主要是指通过分析舰艇在规定条件下对侦察到的威胁雷达信号进行有源干扰的能力，考查其满足预期作战目标的程度[1]。

随着舰艇电子战作战运用的不断发展，舰艇有源干扰也将广泛运用于未来海战，对舰艇有源干扰的作战效能检验也成为各级指挥员关注的重点。进行舰艇有源干扰作战效能评估方法研究对舰载电子战系统作战使用具有指导意义，可为提高舰艇电子对抗作战能力奠定基础[2]。

2 有源干扰作战效能评估指标体系

舰艇有源干扰基于威胁雷达信号实施，立足于干扰机自身性能和指挥员决策并置身于复杂的海战场环境，因此，可选择雷达侦察能力、干扰机有源干扰能力和电磁频谱管控能力作为舰艇有源干扰作战效能评估指标。

2.1 信号侦察能力

雷达信号侦察是实施有源干扰的基础，也是评估雷达有源干扰效果的基本指标。雷达信号侦察能力主要取决于雷达信号先验信息可靠性和雷达侦察机性能两方面。

要实现对威胁雷达信号的有效侦察，雷达侦察接收机就得在平时侦收潜在威胁雷达的电磁辐射信号并确定其技术体制、发射功率、工作模式及频率特征等技术参数，查明作战对手各种电子设备的基本部署、配置数量等信息，我们把这些信息统称为先验威胁信号。先验威胁信号的获取一般是通过雷达侦察机日常侦察搜集获取，通过大量的侦测数据积累，分析提取雷达的工作模式，及各种工作模式下的信号特征参数，或者通过作战情报部门提供的作战对象的雷达技术资料人工装订雷达侦察机的数据库。

雷达信号侦察概率由雷达侦察机的性能决定，雷达侦察机主要通过对雷达信号的截获和分析实现情报侦察和雷达寻的告警等，是舰艇进行情报侦察、电子支援侦察及引导干扰等的重要依据[3]。要实现舰艇有源干扰的作战效果，需要雷达侦察机具备足够的灵敏度和方位精度外，还要求其对指定辐射源具有一定的跟踪、识别能力。

2.2 有源干扰能力

舰载干扰机是舰艇有源干扰的核心装备，也是影响舰艇有源干扰效果的主要因素，其有源干扰能力通常用干扰对准、干扰功率、干扰时机和干扰样式等指标衡量[4]。

干扰对准指的是干扰机发射的干扰信号的频率必须对准雷达的工作频率，使干扰功率能进入雷达接收机。若干扰机发射的噪声中心频率瞄准了雷达信号的中心频率，噪声频谱能覆盖雷达接收机的滤波器带宽，干扰信号就可以被雷达接收机接收，从而实现了有效干扰。

在干扰对准基础上，要达成有源干扰效果，还必须使干扰信号功率足够大，这样，经过雷达处理后的干扰信号强度就可能大于或等于雷达目标回波信号的强度，在雷达显示器上的目标会淹没在干扰信号中，或者显示不出目标回波信号，或者显示出假目标信号。

同样，干扰信号发射时机和干扰样式选择也都是很重要的指标。要确保干扰信号在合适的时机并保证在足够长的时间内形成有效干扰，还要根据雷达信号体制和抗干扰措施确定干扰样式，要么使真假目标难以分辨，要么破坏雷达对目标的跟踪[5]。

2.3 电磁频谱管控能力

舰艇有源干扰期间，必然伴随着不同型号雷达信号、不同种类武器系统、不同频段电子设备同时工作而产生相互间的电磁干扰，为保证舰艇有源干扰作战效果，进行电磁频谱管控势在必行。

舰艇众多设备布设复杂、错综交织，同步工作时，工作频段相同或频段重叠的设备之间会存在同频干扰、邻频干扰或谐波干扰等问题，为提高有源干扰作战使用效果，必然要采取一定的控制措施，抑制其中的互扰问题[6]。另外，多型电子设备产生的多部电磁信号因工作频段宽且相互作用而产生的互调干扰会对接收机和发射机都产生干扰，还会恶化电磁环境，对舰艇有源干扰作战效果势必也产生影响，对此也要采取有效的电磁频谱管控措施。

组织对敌方雷达实施有源干扰期间，可以通过限制有源干扰某个或某些频段的辐射、调整干扰指向和干扰仰角范围、控制干扰功率、控制干扰信号发射时段等方式实现有源干扰与舰载其他设备的兼容，最大程度地减少多型设备间的相互干扰。

3 雷达有源干扰作战效能评估模型

通过分析雷达有源干扰各项指标可以看出，雷达有源干扰作战效果主要通过雷达信号侦察能力、舰载侦察机有源干扰能力和舰艇电磁频谱管控能力三方面体现[7～8]。为方便研究，假设雷达信号侦察、有源干扰、电磁频谱管控是相互独立的概率事件，若用PR表示雷达信号侦察能力、PJ表示侦察机有源干扰能力、PS表示舰艇电磁频谱管控能力，所以舰艇有源干扰作战效能评估模型可表示为

3.1 信号侦察能力

雷达信号侦察能力可通过先验威胁信号可信度和雷达信号侦察概率进行度量。用ER表示先验威胁信号可信度、PTK表示雷达信号侦察概率，雷达信号侦察能力可表示为

3.1.1 先验威胁信号可信度

先验威胁信号的获取主要有直接获取和间接获取两种方式，为提高先验威胁信号的可信度，往往将直接法和间接法结合起来使用。设采用直接法、间接法获取先验威胁信号的比重分别为μ1，μ2，μ1+μ2=1，对应获取威胁信号的可信度分别为ER1，ER2，那么，对敌方雷达的先验威胁信号可信度可表示为

3.1.2 雷达信号侦察概率

雷达侦察机对信号的截获时间和截获概率是一个在多维空间中的概率问题，可采用窗口函数模型进行分析。设Ti为截获条件i的平均搜索周期、τi为截获条件i的平均窗口宽度、为平均重合宽度、P0为任意时刻的重合概率、为平均重合周期；若假定n为多维信号空间中的搜索窗口数量，每个窗口函数都是随机的独立事件，某一时刻n个窗口重合表示侦察机截获了雷达信号[9～10]。则有：

根据截获事件特征，采用泊松分布分析其概率，设定在T时间内发生k次重合，那么侦察机对雷达信号的截获概率可表示为

3.2 有源干扰能力

有源干扰能力主要取决于干扰机本身的性能和有源干扰指挥决策水平。根据效能评估指标，有源干扰能力可表示为

其中：EA表示干扰对准概率，EJ表示干扰功率影响因子，ET表示干扰时机影响因子，EM表示干扰样式影响因子。

3.2.1 干扰对准概率

干扰对准概率可表示为

其中：PRI为引导概率；EC为有效干扰覆盖系数；而引导概率由方位引导和频率引导确定，设PθI为方位引导概率；PFI为频率引导概率，那么引导概率PRI=PθI⋅PFI。

有源干扰覆盖系数可表示为

ΔωJ为作战实际达到的干扰空域；ΩJ为作战任务规定或要求的空域；ΔFJ为实际达到的干扰频域；ΔFJ0为作战任务规定或要求的干扰频域。

3.2.2 干扰功率影响因子

干扰功率影响因子可用下式表示

若用KJ1，KJ2表示干扰机开始干扰、结束干扰时的压制系数，那么。

式中，(Kmin，Kmax)表示干扰机对雷达有效干扰的压制系数取值范围，压制系数可表示为

Pj为干扰发射功率；Gj为干扰天线增益；Pt为雷达发射功率；Gt为雷达发射天线增益；Rt为雷达与干扰机之间的距离；Lj为极化损耗；Δf0为雷达接收机中频带宽；Δfj为干扰信号带宽；μ为雷达馈线损耗；σ为目标雷达反射面积。

3.2.3 干扰时机影响因子

干扰时机影响因子可表示为

其中：ΔT=T2-T1，表示雷达威胁时间，(tSj，tEj)，j=1，…，n为干扰机干扰的n段时间，且tSj，tEj∈ (T1，T2)，ωj为各时段的权重：

3.2.4 干扰样式影响因子

干扰样式的选择主要与对方雷达体制、雷达抗干扰措施有关。干扰样式影响因子可表示为

其中，Et表示雷达体制的抗干扰能力，由雷达工作体制决定；Ek表示雷达抗干扰措施与干扰样式的匹配程度；ω1表示雷达体制与干扰样式匹配程度的系数；ω2分别表示雷达抗干扰措施与干扰样式匹配程度的系数，且ω1+ω2=1。

3.3 电磁频谱管控能力

为提高舰艇有源干扰作战效能，在电磁频谱兼容管控方面一般采取频域管理、空域管理、能域管理及分时管理四种手段加以控制[11～12]。其中的能域管理办法主要是通过控制干扰功率的方式实施，对有源干扰作战效能的影响可参照3.2.2节分析。

电磁频谱管控能力可表示为

其中EFC、EAC、EJC、ETC分别表示经频域管控、空域管控、能域管控和时域管控后舰艇有源干扰的作战效能指数。

3.3.1 频域管控效能

采取频域管理后，有源干扰作战效能可表示为

其中：Emax为不受电磁频谱管控舰艇最大有源干扰能力，ΔBi为第i个频段的冗余保护带宽，Bi为电磁兼容管理限制该设备不允许使用的频带有效带宽，B为有源干扰设备总的干扰频段带宽，n为总计需要控制的频段的数量。

3.3.2 空域管控效能

设定A为干扰波束仰角半波束角，A'为管理后天线仰角指向偏离理想方向的角度；B为干扰波束方位半波束角，B'为管理后天线方位指向偏离理想方向的角度；Emax为不受电磁频谱管控舰艇最大有源干扰能力。

当A≥A'且B≥B'时，实施电磁频谱空域管控后有源干扰作战效能可表示为

当A≤A'或B≤B'时，EAC=0。

3.3.3 时域管控效能

经电磁频谱时域管控后，舰艇有源干扰作战效能可表示为

其中：Emax为不受电磁频谱管控舰艇最大有源干扰能力，TN为作战任务对该设备需求的总计预期时长，Ti为该设备在工作期间第i次受时域电磁兼容管理的时长，n为设备工作期间预期需要分时管理的次数。

4 结语

本文从作战使用角度系统性的提出了舰艇有源干扰作战效能评估指标体系，对影响舰艇有源干扰能力的各项指标进行了梳理和分析并分别建立相应的作战能力评估模型，形成了舰艇有源干扰作战效能评估方法。该方法对于客观反映舰艇有源干扰效果有参考价值，对提高舰艇有源干扰作战效能评估的科学性和可信度也有指导意义。