美军海空电子战能力评估系统特点及启示＊

2013-08-10潘广煜

舰船电子工程 2013年7期

滕飞潘广煜

（海军航空工程学院烟台 264001）

1 引言

自上世纪90年代海湾战争以来，电子战装备发展迅速，其显著的作战效能受到各国的青睐。然而，为了提高电子战装备的实战能力，需要构建复杂电子战对抗环境，并进行实战化训练和作战能力评估。纵观国内外复杂电子战对抗环境的构建方法和技术，除了利用真实的武器装备外，就是综合运用计算机模拟仿真技术、虚拟仪器各类信号生成技术、以及能够模拟假想敌的仪器信号控制导调技术等。

目前，在复杂电子战对抗环境的构建技术方面，美军引领其发展。电子战对抗环境中，雷达对抗环境是应用最广泛、最现实和最复杂的对抗环境。为此，美军研制成功最具代表性的海空电子战能力评估系统—雷达威胁模拟器（RTS，Radar Threat Simulator）[1]，广泛应用于机载电子战装备和舰载电子战装备的对抗训练和作战能力评估。

2 雷达威胁模拟器（RTS）的组成与功能

2.1 雷达威胁模拟器的组成

美国海空电子战能力评估系统—雷达威胁模拟器（RTS，Radar Threat Simulator），由美国系统规划公司（SPC，System Planning Corporation）设计生产[2]，目的是为美空军和海军各类雷达与电子战设备进行实战化训练和作战能力评估，提供一套通用化、模块化和标准化的评估系统。

美国海空电子战能力评估系统，主要由雷达信号控制器（MKVe）[3]、导弹末制导雷达导引头模拟吊舱、地面机动模拟平台和空中飞行模拟平台组成，如图1所示。

图1 雷达威胁模拟器（RTS）的组成图

雷达信号控制器（MKVe）采用开放式系统结构，一是控制生成各种雷达信号，灵活构建了复杂的雷达对抗环境；二是用于雷达对抗信号状态采集，进行电子战装备作战能力评估。导弹末制导雷达导引头模拟吊舱与空中飞行模拟平台配合使用，可以逼真模拟各种反舰导弹末端突防过程，为舰载电子战装备实战化训练和作战能力评估提供支撑。地面机动模拟平台用于机载电子战装备实战化训练和作战能力评估。

2.2 雷达威胁模拟器的功能

为了达到既优化电子战对抗训练与试验资源，又能逼真模拟实战环境，且置信度高、效费比好等多重目标，美军将过去基于“飞行－调整－飞行”为特征的实弹实装对抗训练与试验策略，调整发展为基于以“预测－试验－对比”为特征的运用雷达威胁模拟器的新型训练与试验策略[4]。最终较好地满足了地空导弹制导雷达对抗训练、海上反舰导弹突防电子对抗训练和实验室条件下电子战对抗研究等三大任务需求。

美国海空电子战能力评估系统中，雷达信号控制器（MKVe）基于雷达对抗信号分析，具有各种雷达信号生成、信号参数可编程等功能，能够以最大的灵活性集成产生不同的雷达信号波形。同时，雷达信号控制器（MKVe）具备雷达对抗信号综合采集、存储和在线／离线分析功能，可以方便地进行电子战能力评估。

导弹末制导雷达导引头模拟吊舱，采用通用化、模块化和标准化设计理念，由激励源（末制导雷达）、信号采集接口、检测接口组成，可以安装在不同的平台上使用。当安装在空中飞行模拟平台上使用时，提供逼真的导弹导引头信号和飞行航迹，能够方便地构建各种反舰导弹突防过程中的电子战对抗环境，用于检验和评估舰载电子战（EW）设备的作战能力。当安装在地面机动模拟平台上使用时，该吊舱既可以模拟生成地空导弹火控制导雷达信号，也可以模拟生成地空导弹末制导雷达信号，利用构建的地空导弹电子战对抗环境，方便地完成机载电子战（EW）设备作战能力的检验和评估。如图2所示。

图2 雷达威胁模拟器（RTS）功能框图

3 雷达威胁模拟器（RTS）的应用

3.1 地空导弹制导雷达与机载电子战对抗环境构建

以地面移动平台为载体，吊舱被安装在移动平台的顶部，雷达威胁模拟器可以模拟地对空导弹的机动测试范围和导引头雷达[5]。雷达威胁模拟器产生雷达威胁波形，由移动平台来模拟机动，可以用于飞机的规避训练以及机载电子战设备的能力评估。对抗过程如图3所示。

图3 地空导弹制导雷达对抗环境构建示意图

3.2 反舰导弹突防与舰载电子战对抗环境构建

以飞机为载体，雷达威胁模拟器可以模拟空对面导弹的攻击，形成反舰导弹与舰载电子战对抗环境。吊舱被安装在飞机外部进行使用。通过飞机的飞行轨迹模拟导弹的飞行剖面，由雷达信号控制器控制信号的产生。飞机上的雷达信号控制器设备可以改变威胁信号的脉宽、跟踪波门、搜索方式和波形等指标[6]，使其工作于不同波段和不同的动态范围从而模拟典型反舰导弹，为舰载电子战装备提供对抗环境。对抗过程如图4所示。

图4 反舰导弹突防与舰载电子战对抗环境构建示意图

3.3 实验室条件下电子战对抗环境构建

在实验室内构建电子战对抗研究环境，雷达威胁模拟器可以稳定地生成典型末制导导引头信号辐射特性和工作机理，直接与实验室内的电子对抗设备（ECCM）进行对抗，从而为电子战机理研究提供对抗环境[7]。对抗过程如图5所示。

图5 实验室条件下电子战对抗环境构建

4 雷达威胁模拟器的主要特点

1）实现了“预测－试验－对比”的验证策略

美制的雷达威胁模拟器可以模拟高度仿真的战场对抗环境。将复杂战场环境直接还原，依托高机动平台真实模拟电子战对抗的过程，使得复杂对抗环境的构建成本降低，可以重复使用和评估，降低了电子战验证的组织难度。

电子战验证设备与电子战装备形成闭环的“预测－试验－对比”体系，即在实验室中基于装备指标预测电子战装备的使用方式与达到的效果，通过可重复验证的雷达威胁模拟器对电子战装备进行反复的试验，最后将结果与预测进行对比，寻找差异与原因，从而深化电子战试验、训练和战术战法的研究。

2）实现了模拟吊舱的通用性设计

通过模块化技术的使用，雷达威胁模拟器吊舱具备有很好的通用性。可以通过简单的更换天线、发射机等模块，灵活的模拟现役典型导引头的信号辐射特征和工作机理。

雷达威胁模拟器吊舱主要具备五个主要的性能指标，一是通过更换天线组件可以使模拟器工作在I、J两个波段，从而模拟不同的末制导导引头；二是具有很高的雷达有效辐射功率，并有一个较大的系统工作动态范围。使得模拟器的雷达功率可调；三是通过手动和自动的方式设定导引头的搜索方式；四是可以模拟PRF（脉冲重复周期）抖动，步进和频率捷变的雷达信号，从而模拟不同形式的导引头抗干扰机制；五是带有摄像头，可把目标区的图像实时传回地面控制台，使得信号数据与实际情况可以进行实时的比对[8]。

3）实现了电子对抗信号的实时传输和处理

雷达威胁模拟器运用基于光纤的外场通用电子战电磁实验环境新思路。吊舱、雷达信号控制器和地面指挥通过光纤射频链路系统联网，采集速率每秒5M字节，可移动的数据存储能力高达14GB的每个存储介质[9]。实时记录和跟踪性能指标并直播视频。从而使吊舱中采集回的数据与实际情况可以实时比对，为信号的处理与分析提供了现实支撑。

5 对我们的启示

1）推进电子战能力评估系统研制快速化实战化

从美军对雷达威胁模拟器等电子战验证设备的研究和发展的可以看出，在未来的电子战装备发展领域中，电子战验证设备将越来越发挥更重要的作用。电子战验证设备的发展将有效地降低电子战装备研发、试验和训练的成本，将有效的为装备的训练和战法的研究提供依据。一套高效、合理的验证设备及配套的验证流程将是未来提高电子战装备软实力的有效手段。

2）促进电子战能力评估系统多功能一体化

电子战验证设备在功能上向试验、训练和战术研究一体化方向发展。随着电子战验证设备的深入发展，装备与电子战验证设备相互依赖、相互交叉和日益的综合化，使电子战验证设备从简单的面相电子战的试验向更综合的运用领域发展。电子战验证设备的一体化使用不仅对电子战设备进行了试验，还对使用人员的训练和电子战作战战法的研究起到了积极作用，为建立高素质和高技术部队提供支持[13]。

3）实现电子战能力评估系统标准化通用化

电子战验证设备仅仅提供单方面的技术性能指标和鉴定是不够的，必须具备电磁兼容性和电子对抗方式的融合，在研制过程中应考虑对电子战装备的验证通用性，即应符合电子战装备典型的信号辐射特征和工作机理，减少验证设备的重复性设计与开发。验证设备的通用性设计应从三个方面得以体现，即结构的通用性设计、电磁兼容的通用性设计和载体的通用性设计。结构的通用性设计应运用模块化技术，将影响物理指标的部件进行模块化，从而适应不同的工作要求；电磁兼容的通用性设计上应考虑支持任务目标的最大电磁范围；载体的通用性设计中，应提高验证设备的载体的机动性，不仅提高实验设备的应用能力，还能够在不同的环境条件下检验电子战装备的适应能力，这对于检验电子战装备在不同地理环境下的训练、战术研究和运用具有深远的意义。