电子战装备复杂电磁环境下适应性试验研究

2011-12-26李竟然刘小龙

河北科技大学学报 2011年1期

关键词：电子战适应性电磁

李竟然，刘小龙，刘俊

（1.装备指挥技术学院昌平校区，北京昌平 102200；2.装备指挥技术学院，北京怀柔 101416；3.中国人民解放军66016部队，山西忻州 034000）

电子战装备复杂电磁环境下适应性试验研究

李竟然1，刘小龙2，刘俊3

（1.装备指挥技术学院昌平校区，北京昌平 102200；2.装备指挥技术学院，北京怀柔 101416；3.中国人民解放军66016部队，山西忻州 034000）

随着复杂电磁环境相关问题研究的日益深入，电子战装备在复杂电磁环境下的适应性试验研究日趋重要。本文总结了具体的研究内容和研究思路，分析了国内相关研究现状及存在的问题，并提出了一些意见和建议。

电子战装备；复杂电磁环境；适应性试验

近年来，随着军队信息化进程的加快，世界军事领域电磁应用日益广泛，电子战逐渐成为现代战争的主要作战样式，电磁战场上日益激烈的制电磁权争夺，日益复杂的战场电磁环境给电子战装备作战能力的发挥带来了严重的影响。因此大力加强对复杂电磁环境问题的研究，努力提高各种电子战装备在复杂电磁环境下的作战能力成为了一项重要而紧迫的任务。

电子战装备在复杂电磁环境下的适应性试验研究就是在这样一个大背景下提出的，其主要研究目的是为分析现有电子战装备在复杂电磁环境下的作战能力奠定基础，为电子战装备的研制和发展提供对策建议。

1 适应性试验的基本概念

一般来讲，环境适应性（Environmental Adaptation）是指设备在其寿命周期内可能会遇到的各种极端应力的作用下实现其预定的所有功能、性能和必备防破坏的能力，是设备重要的质量特性之一。环境条件包括气候环境、机械环境、电磁环境、核辐射环境、生物环境、化学环境、运输环境、贮存环境的噪声环境等等。电磁环境适应性是指装备、系统以及平台受电磁环境影响时的适应能力［1］。

从这些概念中可以看出，适应性是一种交互性的表达，强调通过装备在特定环境条件下的响应来反映其作战能力。因此，可以将电子战装备在复杂电磁环境下的适应能力定义为电子战装备在特定电磁环境条件下完成作战任务的能力。电子战装备在复杂电磁环境下的适应性试验主要考查雷达侦察装备对各种复杂电磁环境态势的适应能力，在各种复杂电磁环境下雷达侦察装备各项功能是否正常、各项性能指标能否满足研制总要求规定等。

2 电子战装备在复杂电磁环境下的适应性试验研究的重要性

2.1 开展电子战装备在复杂电磁环境下的适应性试验研究是提高复杂电磁环境下装备作战能力研究的基础

对电子战装备复杂电磁环境适应性试验进行研究，就是要通过模拟装备可能面临的复杂电磁环境，并在这种环境条件下测试装备性能参数，从而弄清楚我军现有电子战装备在复杂电磁环境下的适应力如何、长处和短处是什么，只有这样才能有的放矢，为研究如何提高复杂电磁环境下电子战装备的作战能力奠定基础。

2.2 开展电子战装备在复杂电磁环境下的适应性试验研究是武器装备发展的必然要求

我军电子战装备的研制起步较晚，装备性能和美国等发达国家相比差距仍较大。电子战装备复杂电磁环境适应性试验研究的目的之一就是为电子战装备试验鉴定方法改进提供对策建议，使装备研制方从研制初期就重视装备的复杂电磁环境适应性。可以说，电子战装备复杂电磁环境适应性试验研究将从根本上推动电子战装备的研制和发展。

2.3 开展电子战装备在复杂电磁环境下的适应性试验研究是军队发展趋势的客观要求

现代几场高科技战争，让我们看到了和美国等军事强国之间的差距，也看到了电子战装备在战争中发挥的巨大威力。因此，我军要想实现跨越式发展，必须加紧开展电子战装备复杂电磁环境适应性试验研究，努力提高装备在复杂电磁环境下的作战能力。

3 电子战装备在复杂电磁环境下的适应性试验试验研究的主要内容

3.1 电子战装备面临的复杂电磁环境构建方法研究

构建复杂电磁环境，需要首先对电磁环境复杂程度度量方法进行深入研究。由于复杂性研究的特殊性，目前对电磁环境复杂程度的度量或判断方法主要有2种：一种是先总后分，即先从整体上对电磁环境的复杂程度进行度量，再由各个感受者根据其自身适应能力等情况相对照，定量判断和分析电磁环境对其使用的影响程度。另一种是先分后总，即先对各个感受者受到影响的程度进行定性和定量分析，根据其受影响的严重程度，度量当前战场电磁环境的复杂程度［4］。客观地说，以上2种对电磁环境复杂程度的度量方法都有一定的合理性。

电子战装备在复杂电磁环境下的适应性试验具有很强的实践性，为了满足各类型装备试验鉴定的需求，对复杂电磁环境构建也有特殊的需求，主要是条件已知，可调可控，分层分级。在对复杂电磁环境分析的基础上，更加体现试验设计的主观性。因此，宜选用基于试验对象的复杂电磁环境复杂性分级，就是以被试装备为参照点，在其有效工作范围内，进行装备试验的复杂电磁环境适应性分级。

电磁环境的复杂程度是由具体装备来感知的，在进行分析和度量时必须从具体装备入手。因此，引入“电磁信号环境应力函数”来表征电磁环境的复杂程度。“应力”是物理学名词，是指使形体伸张或变形的应用力或力的系统。在电子战装备仿真试验领域中，“应力”被引伸为使被试装备能够明显感知的，具有一定复杂程度和强度的电磁信号辐射“作用力”。“应力”概念的引入强调了被试装备与环境之间的联系，使得对装备面临的电磁环境描述更科学，更适合于用来分析和度量复杂电磁环境对装备性能的影响。

以雷达对抗侦察装备为例，其面临的电磁信号环境的复杂程度和强度主要与信号密度、雷达部数、频率占用度、空间占用度、工作体制分布、信号功率强度分布等参数有关，因此，可将电磁信号环境应力函数定义为

电磁信号环境应力函数＝f（ρ，N，F，E，S，P），

其中：ρ为信号密度；N为雷达部数；F为频率占用度；E为空间占用度；S为工作体制分布；P为信号功率强度分布。

上述参数的某种组合即称为一种试验态势，各参数具体数值的选取是通过总结试验经验，综合考虑装备性能参数来确定的。其他类型的电子战装备可通过类似的方法确定其电磁信号环境应力函数，选取具体参数数值，构造试验态势。

复杂电磁环境构建是将上述试验态势从理论变为现实的过程。具体的构建方法有很多，主要包括：全数字化计算机环境仿真、内场半实物环境仿真、外场全实物电磁环境模拟等。

在内场试验中，通常采用全数字化计算机环境仿真或半实物环境仿真的方式，通过控制辐射源的参数（包括辐射源类型、体制、工作参数、编号、空间分布、动态特性等）构建相应的试验态势。这种构造方法方便、灵活，具有很高的可重复性，可较好地适用于开展电子战装备在复杂电磁环境下的适应性试验研究。

在外场试验中，通常采用全实物电磁环境模拟的方式，用典型装备构建典型电磁环境。这种构造方法更能真实地反映实际情况，但是成本较高，可重复性差，可以作为内场试验的补充，对内场试验结果进行验证。

3.2 电子战装备复杂电磁环境适应性试验指标体系研究

电子战装备对复杂电磁环境适应性试验指标体系的研究一方面应保留和优化原有内容，主要是对单个指标的细化深化，增加条件设置的因素集，提高指标体系的涵盖能力。另一方面要充分考虑复杂电磁环境的影响，增加适应性考核的定性和定量描述，从整体角度实现有效融合。

其中，原有的指标主要包括固有技术性能指标、战术性能指标、作战平台协调能力指标等。对固有技术性能指标、战术性能指标的改进方法主要是在原有的试验考核方法基础上，增加电磁环境条件的设置。作战平台协调能力反映装备在实际装载平台上，与己方电子信息系统在使用时的相互协调性，这类指标的考核对试验场地、试验条件等要求较高，数据搜集获取难度较大，因此主要进行定性分析。

指标体系研究的重点是，针对复杂电磁环境对装备的影响，在指标体系中增加“电子战装备对复杂电磁环境适应性指标”，主要从电磁环境对装备的影响出发，通过合理的抽取，结合具体装备的工作原理和流程，设置相关的指标项。

以雷达对抗侦察装备［5］为例。它的主要工作是从随机交错的信号流中分离出各单部雷达信号并与雷达对抗数据库中的已知雷达的技术参数进行比较，以确定所侦获雷达类型和属性。复杂电磁环境的存在，会导致装备性能和系统操作性的退化；同时，针对该装备的干扰也是不可忽略的影响因素。据此，可给出雷达对抗侦察装备对复杂电磁环境适应性试验指标体系的3个一级指标。

结合理论［6］和试验经验，对上述3类影响因素进行具体分析，可以得到相应的二级指标。构造出雷达对抗侦察装备对复杂电磁环境适应性试验指标体系如图1所示。

图1 雷达对抗侦察装备对复杂电磁环境适应性试验指标体系

3.3 电子战装备在复杂电磁环境下的适应性试验方法研究

构建基于作战想定的典型电磁环境，研究电子战装备复杂电磁环境适应性指标的试验方法和数据获取方法，为修订电子战装备试验相关的标准提供建议。

以雷达对抗侦察装备多部脉冲信号分选能力试验为例。根据装备工作原理及其在电磁环境下的响应情况，选取脉冲密度、特殊体制比例、扫描信号比例、频率分布特征、信号数量、信号功率等作为电磁信号环境应力因素，并根据工程经验，确定各参数的取值范围。为减少试验次数，采用正交设计法设计试验。采用仿真试验方法完成测试，并统计计算试验结果。