雷达抗干扰性能评价指标体系及发展趋势*

李亚南，韩壮志

（军械工程学院，石家庄 050003）

雷达抗干扰性能评价指标体系及发展趋势*

李亚南，韩壮志

（军械工程学院，石家庄 050003）

随着现代电子技术的发展，雷达面临着更为复杂的电磁干扰环境，亟需建立一套雷达抗干扰性能评价指标体系来指导雷达ECCM的测试评价工作。介绍了雷达抗干扰指标体系的指导思想和常用指标的选取，分析总结了现有的指标体系。最后，通过对目前研究中存在的问题的分析，预测了抗干扰指标体系未来发展的趋势。

雷达抗干扰，指标体系，评价，发展趋势

0 引言

随着电子对抗技术的飞速发展，电子战已成为战争中不可缺少的一个重要对抗形式。在现代电子战中，雷达对抗水平成为决定现代战争胜负的关键因素之一，并在一定程度上影响了战争的进程和结局。在这种背景下，如何来客观、准确评价雷达抗干的扰性能已经成为当前世界各国的研究重点和难点。雷达抗干扰性能评价不仅是雷达设计生产、装备论证等具体应用的基础，而且对于雷达在战场上的使用策略都有着重要的指导作用［1］。

经过近几十年的研究，雷达界专家对于雷达抗干扰性能的评价做了大量卓有成效的工作，并取得了重要的研究成果，出现了一些专著［2-3］和大量的学术论文［4-9］。但是，随着科技不断发展，更多新型雷达的不断涌现，雷达对抗手段日益多样化，雷达所处复杂电磁环境产生了新的变化，各种新型复合干扰的出现使得早期定性的评价结果已不能满足需要，这就要求评价结果定量化、体系化。在这种背景下，就需要建立一个科学、合理的雷达抗干扰评价指标体系来指导对雷达抗干扰性能评价，这也是试验评价抗干扰性能的核心与关键。本文结合已有的准则指标，介绍了雷达抗干扰性能指标体系的构建思想及过程，并对现有的指标体系进行了归纳总结。最后分析了指标体系未来可能的发展方向和趋势。

1 指标体系的构建

雷达抗干扰指标体系的构建一般可分为4个步骤：

①约束条件的确定。约束条件一般包括目标能力和需求分析以及评价思想确定等。

②评价指标的选取。根据约束条件，选择合理的评价指标。

③指标体系的建立。根据评价思想，聚类所需的性能参数，初建指标体系。

④指标体系的筛选、优化。进行指标的筛选和结构优化，完善指标体系。

1.1 体系思想

1）“能力需求”思想

为了满足现代战争联合作战能力的需要，美国建立了联合能力集成与开发系统［10］（JCIDS）。JCIDS针对未来美军所面临的挑战，提出了“需要什么样的能力来对抗未知威胁”的军事能力需求分析的方法和流程，明确了由上向下、基于能力的需求生成方法论［11-12］，为美国未来作战能力体系和武器采购提供了一个概念指导。

2）“试验规程”思想

通过对文献［13-14］和电子装备综合试验的分析研究，可将电子装备试验分为作战能力和静态参数试验［15］。静态参数试验指的是对电子系统的静态技术参数进行试验；作战能力试验指的是对电子系统的战术指标、动态参数进行试验。“试验规程”思想应用比较广泛，适用于各类武器装备的参数测量，比较符合试验设计和操作人员的习惯。

3）“功能分解”思想

价值工程学中功能系统分析技术（Function Analysis System Technique，FAST）理论认为:一个系统的功能，是靠若干项分功能组合而实现，存在上下或并列关系。根据不同功能的分系统的逻辑关系，将串联或并联而来的单元作为评价对象，从而判定整个系统的性能优劣。

4）“作战阶段”［1］思想

作战活动贯穿于各个作战体系结构中，不同作战阶段反映了战场作战系统的不同侧重点。这种角度建立的指标的体系性就不是内涵上的涵盖关系，是由不同作战阶段联合成完整过程指标的关系。

5）“集成试验”思想

随着作战一体化发展，集成系统中的单个系统基本都是通过装备鉴定的武器，“集成试验”测试就是各个单独系统集成为一个集体之后所具备的综合性能，评测它们之间的通信协作和一体化能力［16］。这种构建思想能够较好地反映集成系统的整体性能。1.2 评价指标

抗干扰性能评价指标是从不同角度评价雷达抗干扰性能的具体参数，性能评价指标选取的正确与否，直接会对最终测试结果的可信度产生影响；在进行指标筛选、指标集构建时，评价准则具有重要参考价值。雷达抗干扰性能评价准则有概率、时间、信息以及功率等准则，在选取指标时常常需要综合运用多种准则。

1.2.1 评价准则及其指标表现形式

（1）功率准则，适用于抗遮盖性干扰评估，通过回波信号与干扰信号的功率之比来评估抗干扰效果，在理论推导和实验测量都很容易操作，通常用探测距离、抗干扰品质因素等功率性的指标来表征。该准则侧重于功率因素，体现了传统意义上功率对抗的思想，具有一定的局限性。

（2）信息准则，是从信息熵的角度出发，引用熵作为压制性干扰的品质特性，进而评估可能产生的干扰效果。该准则理论清晰，计算方法简便，但需要知道信号的概率分布，这是在雷达性能测试中难以做到的。

（3）时间准则，是指根据雷达发现目标、识别目标以及信号处理等反应时间的长短来评价武器系统性能的优劣。如果抗干扰措施的效果好，延时将比较小，反之则很大。表现形式主要有雷达探测时间延迟、截获跟踪时间、平均失锁时间等指标。

（4）战术应用准则，是指雷达通过使用抗干扰措施后对作战结果产生的影响来评估抗干扰效果。战术应用准则通常采用在有、无干扰情况某一战术指标发生变化来度量抗干扰效果。表现形式主要有相对干扰效率、雷达抗干扰有效度、相对测量精度和雷达受干扰可用度等指标。

1.2.2 常用指标

（1）抗干扰改善因子（EIF）

抗干扰改善因子用来表征抗干扰措施对雷达接收机输出信干比的改善程度，即：

雷达抗干扰改善因子可以用来比较各种抗干扰措施的优劣，表现了抗干扰措施对雷达性能的改善状况。作为雷达技术指标，抗干扰改善因子并不能体现出雷达在干扰条件下的作战能力［17］。

雷达抗干扰改善因子是评价雷达抗干扰性能的常用指标，在许多关于雷达抗干扰性能分析的文献中都有应用，国内雷达试验场更是把EIF作为性能测试的重要指标来评价雷达的抗干扰性能。

（2）压制系数

压制系数KS是指雷达受到遮盖性干扰时，检测概率Pd下降到某一定值时接收机中放输入端通带内的最小干扰—信号比。

压制系数是反映抗遮盖性干扰性能的重要功率准则参数，该指标属于技术指标，可用来衡量雷达的抗干扰性能。文献［18］中，遮盖性干扰评估指标和方法都提到该指标。在许多文献中，如文献［19-20］，都将压制系数作为重要的抗压制性干扰性能参数来分析研究。

（3）相对自卫距离

相对自卫距离指雷达自卫距离RAJ与雷达最大探测距离R0的比值，可用来衡量雷达的抗压制性干扰能力，其表达式为：

相对自卫距离能够比较不同雷达抗遮盖性干扰能力的强弱，是表征雷达抗干扰性能的综合指标，在实际靶场测试试验中得到了较好的应用，是能够较全面反映雷达抗遮盖性干扰能力的标准。

（4）跟踪误差

跟踪误差是跟踪雷达的主要性能指标，当干扰信号功率远大于噪声功率时，雷达测量相对误差为：

跟踪误差变化大小可以用来衡量抗干扰效果的优劣，误差变化越大，表明干扰效果越好，雷达的抗干扰能力越差。

1.3 指标体系筛选优化

指标体系初建时应全方面考虑评价对象，根据评价思想，聚类所需的性能指标参数，初步构建评价指标体系。初建的雷达抗干扰指标体系还有较多数量的评价指标，能够全面反映评价对象的抗干扰性能，但指标之间内涵相互重叠，存在较高的相关性。所以需要在此基础上进行指标筛选和结构优化。筛选优化的方法大致可以分为：

1.3.1 主客观相结合的方法

主客观相结合的方法将对象分为几个基本方面，充分利用了试验测量数据，经过聚类分析和相关分析选取代表性指标，在融合雷达专家知识和判断的基础上，兼顾了指标体系的全面性和代表性，得到反映雷达真实抗干扰能力的结果，具有较强的适用性和可操作性。

1.3.2 知识挖掘型的筛选方法

知识挖掘型的筛选方法是在专家主观评价的基础上，对抗干扰指标信息进行了深度挖掘，简练了评估过程，深入认知指标数据与评估结论之间的规律性联系，提高筛选效率，实现高效的综合装备评估。

1.3.3 数理统计方法

数理统计方法主要以雷达试验的统计数据作为指标筛选的依据，利用样本数据的平均数、聚类分析、主成分分析、正交试验、模糊数学和灰色系统理论的研究计算获得所需要结果，使得评估这一复杂过程变得更加容易。

2 现有指标体系分析

2.1 “能力需求”指标体系

“能力需求”指标体系［21］，通过借鉴美军JCIDS思想，在对雷达作战能力分析、功能需求分析的基础上，建立评估指标体系。基于“需求”构建指标体系，其指标分解最为全面，能够综合体现雷达对抗未知威胁的抗干扰能力。

图1 “能力需求”指标体系

2.2 “试验规程”指标体系

雷达的抗干扰性能不仅与采取的抗干扰技术密切相关，还与雷达系统本身的性能参数也有较大关系。而雷达本身的技术指标参数基本确定不变，易于测量。因此，雷达抗干扰性能测试将重点关注战术类指标，这类动态指标能够在接近真实的条件下反映雷达系统的抗干扰能力。基于“试验规程”思想的指标体系［22］比较符合装备综合测试人员的习惯，容易被人接受使用。然而在实际的雷达系统抗干扰性能测试中，战术能力类指标与静态参数指标具有较强的相关性，例如，战术指标中的“自卫距离”与静态参数中的“发射功率”等有很强的交叉。

图2 “试验规程”指标体系

2.3 “功能分解”指标体系

将“功能分解［23］”的思想应用到雷达系统抗干扰性能评价指标体系的建立上，分解得出的子系统都是雷达系统的重要组成部分，减少了遗漏重要指标的可能，可以更充分地反映雷达系统的性能。然而，雷达系统中有些性能指标往往涉及到多个子系统，使得划分归类不是很明显，增大了指标体系构建的困难度。

图3 “功能分解”指标体系

2.4 “作战阶段”指标体系

雷达在整个作战活动的不同阶段有着不同的侧重点，例如，在“探测搜索”阶段关注的是雷达的威力范围与反应时间；在“截获跟踪”阶段关注的是雷达的跟踪精度误差，反映了雷达系统整体作战能力的不同侧面。可见，基于“作战阶段”思想建立指标体系能够抓住作战任务的重点，比较全面地反映作战过程中雷达所应具备的抗干扰能力，具有较强的说服力。

3 发展趋势分析

雷达电子抗干扰性能评价是一个极其复杂的过程，一方面由于雷达系统本身结构就十分复杂，技术参数数量众多；在另一方面，雷达工作过程中含有大量不确定因素，性能往往会受到人为和环境因素的影响，所以雷达系统的抗干扰性能测试难以得到准确评测，迄今为止尚未形成一套统一的评价指标体系及测试方法。

图4 “作战阶段”指标体系

通过分析当前抗干扰指标体系的发展现状，可以总结出未来抗干扰指标体系的特点：

1）指标体系的完备性，即能够完全描述体现评估对象的性能；

2）指标体系的简练性，即区分主次指标，避免体系复杂化；

3）指标的可测性，即性能指标在具体的测试中应该易于获取；

4）指标的独立性，即指标间应该不是重叠的，减少多余测试工作；

5）指标的明确性，即指标定义清晰，避免争议指标。

雷达抗干扰性能指标体系的未来发展可以分为以下两个基本趋势：一种是根据雷达类型及其使用环境的不同，构造一套面向应用对象的“工具箱”式的评价体系。基于“作战阶段”思想的指标体系就是其中典型代表，它根据不同类型雷达的不同作战场景，构建了适合当前战情的指标体系，这类指标体系仅适用于单一场景的雷达抗干扰性能评价，目的性和应用性非常明确。然而这类“工具箱”式的评价体系“因事论事”，缺少统一的指标体系基础，因而适用性较差，难以比较不同场景下雷达抗干扰性能的优劣。

另一种则是在一个统一的理论框架内，构造一个内涵一致、具有向下兼容性的“公理体系”式的评价体系。基于“能力需求”思想的指标体系就属于这一类“公理体系”，它明确了自顶向下雷达应具备的各方面的抗干扰能力，强调需要什么样的能力来对抗各种场景下的各种未知威胁，能够全面体现雷达对抗未知威胁的抗干扰能力。“公理体系”涵盖了雷达抗干扰各方面的能力需求，有着良好的通用性，适用于各种雷达抗干扰性能评价。然而“公理体系”式的评价体系的实现难度大，在实际的测试应用中可能难以对指定雷达系统的抗干扰性能做出准确的评价，容易陷入适应性差的窘境。

从两种发展趋势可以看出：在指标体系的构建和应用中，存在普遍适用性与客观有效性相冲突的问题。普遍适用的指标体系在消除个体之间差异的基础上将它们的相同点提取出来，综合了个体所共有的属性，如果把这类指标体系盲目套用到特定情境下具体雷达装备上，可能会导致评估测试结果无法准确客观反映个体的真实性能，客观有效性难以得到保证。从目前科研试验和装备测试水平来看，“工具箱”式的评价指标体系具有很强的实际应用性，符合现代装备综合评估的发展特点，因而具有较大的发展潜力；而在目前的理论基础上，构建一套通用“公理体系”式的指标体系难度极大，可信度较低，难以被众人所接受。可以预见，未来的总体趋势主要是：结合实际场景和具体战情，进一步构建和发展统一的基本理论体系，为建立适合的指标体系和评估方法提供理论指导与支撑；同时重点发展面向应用对象和具体战情的“工具箱”式指标体系方法。

4 结束语

随着信息化的不断发展，更多的新技术将应用到在未来雷达反干扰的研究和发展中，雷达抗干扰性能评价的体系和方法正向着完备化、科学化、合理化和可操作性强的方向发展。基于雷达对抗几十年来的研究经验，在借鉴总结这些成果的基础上，与新的测试技术相结合，是可以改变雷达抗干扰性能评价难以评价这一现状的。

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Study on Index System of Radar Anti-jamming Effectiveness Evaluation and Development Trend

LI Ya-nan，HAN Zhuang-zhi
（Ordnance Engineering College，Shijiazhuang 050003，China）

With the development of electronic countermeasure technology，under the complex electromagnetic interference environment，it is necessary to establish a set of evaluation index system of radar anti-jamming performance to guide the complicated evaluation for test.This paper introduces the guiding ideology of the index system and the selection of commonly used indicators，and analysis the existing index system.Then，aiming at the problems existing in the research，the future development trend of the anti-interference index system is pointed out.

radar ECCM，index system，evaluation，development trend

TN958

A

1002-0640（2015）04-0001-05

2014-03-05

2014-04-07

国家自然科学基金青年基金资助项目（51107147）

李亚南（1988- ），男，河北鹿泉人，硕士研究生。研究方向：雷达信号处理。