威胁电磁环境适应性试验与评估技术

戎建刚， 王 鑫

(中国航天科工集团8511研究所，江苏 南京 210007)

威胁电磁环境适应性试验与评估技术

戎建刚， 王 鑫

(中国航天科工集团8511研究所，江苏 南京 210007)

由电子对抗产生的威胁电磁环境是当今电磁环境日益复杂的根本原因，电子对抗对用频装备的影响同时取决于干扰技术和干扰战术两大因素。以导弹武器的威胁电磁环境适应性为例，重点围绕威胁电磁环境量化表征与逼真构建，抗干扰指标、抗干扰性能试验与评估等方面，对威胁电磁环境适应性试验与评估技术进行全面阐述。

电磁环境适应性；电磁环境量化；电磁环境构建；抗干扰指标；抗干扰性能评估

0 引言

电磁频谱战可能成为继“陆、海、空、天、赛博”之后的第六维战场[1]，在现代信息化战争背景下，用频装备的作战使用将面临愈来愈复杂的电磁环境，能否在战场复杂电磁环境下发挥其作战效能、提高其复杂电磁环境的适应性能，已成为当前十分紧迫的问题[2～4]。

量化表征是研究复杂电磁环境的基本问题，文献[5～6]将“频域、时域、能域”三个要素综合在一起，给出一个定量的电磁环境复杂度指标，从简单到复杂，规定了4个等级的典型电磁环境。战场复杂电磁环境跟战场其它环境一样，是一种客观存在的物理现象，由电子对抗产生的“威胁电磁环境”和其它电磁信号构成的“背景电磁环境”两部分组成。由于威胁电磁环境(也称干扰环境)具有针对性的特点，同样的电磁干扰对不同的用频装备其影响效果不同，需要弄清干扰环境对用频装备的影响效果，也即用频装备的威胁电磁环境效应问题，为此，文献[7～13]开展了研究。

从复杂电磁环境效应的角度看，背景电磁环境效应问题归属于电磁兼容范畴，已经建立了比较完善的标准体系；威胁电磁环境对用频装备的影响尤为严重，其影响不但与干扰技术有关，还与干扰战术有关[14]，是目前研究复杂电磁环境效应的关键所在、困难所在。制导雷达及雷达导引头是导弹武器重要的无线电环节，也是导弹武器威胁电磁环境适应性研究的重点，涉及到雷达、目标、干扰三者的关系。一方面，电子干扰对雷达的影响关系已有成熟的理论和技术，但是，这种建立在特定的干扰样式和雷达之间的影响关系难以推广应用到战场威胁电磁环境；另一方面，大量的研究工作聚焦于战场电磁环境本身[2-6]有多复杂，没有考虑战场电磁环境对干扰对象的影响有多严重。

为此，本文首先把威胁电磁环境中对被试装备有影响的干扰信号映射到其天线口面[10]，对天线口面的电磁环境进行量化表征和逼真构建；其次，围绕导弹武器威胁电磁环境适应性评估已经建立的理论体系框架[11]，以干扰技术和干扰战术两大影响因素贯穿威胁电磁环境的量化表征和逼真构建、抗干扰指标、抗干扰试验和考核评估五个环节，如图1所示。

1 威胁电磁环境量化表征

1.1 干扰技术影响的表征

干扰技术是指为提高干扰设备自身的电子干扰能力而采取的技术措施。由干扰技术产生的干扰环境对雷达获取目标信息产生严重影响，根据影响机理的不同，可以分成压制干扰和欺骗干扰两种不同影响环境。

1) 压制干扰电磁环境的量化表征

压制干扰的影响机理是使目标回波信号淹没在干扰信号中，降低雷达对目标的检测概率，减小雷达探测的威力范围。天线口面的压制干扰环境采用干扰强度指标来描述，从数量和质量两个维度表示，数量指标用天线口面干扰信号功率密度谱s表示，质量指标由干扰调制信号与规定的标准信号(白噪声、函数波、极化等)的比值来表示。

有源压制干扰在时域上可以是连续的，也可以是间断的；在频域上可以是宽带谱、窄带谱，也可以是梳状谱；在空域上可以是单干扰源，也可以是多干扰源(编队作战)。噪声调频和函数波调频是工程上经常使用的两种压制干扰调制信号，白噪声被认为是最好的干扰噪声[15-16]，将其作为噪声调频/调幅干扰信号的质量标准，标准的函数波作为评价函数调频干扰信号的质量标准。在极化域，干扰信号的极化方式是否与干扰对象匹配也是衡量干扰信号质量的一项重要指标，理论上，完全匹配可以认为是100%，完全失配(水平对垂直、左旋对右旋等)认为是0。

以箔条走廊形式出现的无源压制干扰，主要是单位体积内的箔条丝σj(RCS)满足掩护目标σs(RCS)的要求，即雷达分辨单元内σj/σs比值满足一定要求(文献[17]经验值为σj≈σs)。虽然箔条和目标都是通过反射雷达信号产生，但在极化方式上，一些先进的箔条干扰可以控制水平极化和垂直极化的成分以满足不同的干扰使用要求。评价箔条干扰极化域质量的标准与有源干扰相同。

由此，得到天线口面压制干扰环境的描述指标，见表1[10]。干扰类型分为有源和无源，干扰强度分为干扰功率和干扰信号质量(0～100%)。

表1 天线口面压制干扰强度描述指标

关于压制干扰强度分级问题的讨论：

①分级是参数变化范围的分区表示，也可以认为是一种低精度量化方法，而且只有那些变化范围大的参数，分级才有意义。比如有源压制干扰的s参数，对主动雷达的干扰， 其变化范围可达100dB以上，可以每一个十进制数量级(10dB)为一级[9]。又比如无源干扰的箔条走廊，σj/σs的变化范围不大，不再分级。

②分级是为了便于应用：同样的干扰强度，对不同的干扰对象其影响效果不同，分级的范围和要求也会不同。比如有源压制干扰，如果干扰对象是一部电台，同样可以用s参数表示，但遇到的干扰强度和分级范围与主动雷达就不一样。

2) 欺骗干扰电磁环境的量化表征

欺骗干扰的影响机理是产生虚假目标，增大雷达检测的虚警概率。天线口面的欺骗干扰环境也采用干扰强度指标表示，也从数量和质量两个维度来描述，数量指标由假目标数量表示，质量指标由假目标信号在距离、速度、角度上与真实目标回波信号的相似程度表示。

电子干扰假目标由有源和无源两种方式产生。对于有源欺骗干扰，安装在平台上的自卫干扰装置能够产生大量的距离、速度假目标；平台外干扰装备如机载拖曳式诱饵ALE-50/55、机载空射诱饵MALD-J、舰载有源诱饵Nulka等，除了能够产生距离、速度假目标，还能产生角度假目标。距离(时域)、速度(频域)、角度(空域)三类假目标可以单独产生，也可以组合产生，见表2[10]。表中还给出了极化域上的假目标逼真性指标。

表2 天线口面欺骗干扰强度描述指标

对于给定数量m的电子干扰信号，是否能够产生希望的m个假目标，除了必须满足一定的信号功率(干信比J/S)要求，还需要满足信号逼真性要求。理论上，可以从时域、频域、空域、极化域上给出各自的逼真性指标；实际上，要判断一个到达天线口面的电磁信号是否为干扰信号，目前仍是一个研究难题。

由于受干扰载荷物理限制，无源欺骗干扰(冲淡和质心干扰)能够产生的假目标数量m有限，假目标与保护对象(目标)的物理形状及空间位置关系是影响逼真性的主要因素，因此选取跟空间位置关系有关的重合度指标Jδ、相似度指标Jη作为其逼真性指标[10,13]。对于天线口面信号而言，无源干扰重合度Jδ就是质心式干扰体与雷达目标体二者反射的雷达回波信号重叠部分与目标回波信号的比值，而无源干扰相似度Jη就是冲淡式干扰体与雷达目标体二者反射的雷达回波信号的相似程度。

关于欺骗干扰强度分级问题，分级的原则和方法与压制干扰类似，表2备注栏中的J/S和σj/σs满足干扰要求即可，不需要太大的变化范围；数量和逼真性指标变化范围较大，需要根据不同干扰和不同应用进行分级。

3) 组合干扰电磁环境的量化表征

从干扰技术的角度看，组合干扰就是压制干扰与欺骗干扰的组合，组合干扰环境由压制干扰环境和欺骗干扰环境组成。由于这两个干扰环境对被试雷达的影响机理不同，其描述指标相互独立。因此，组合干扰环境描述指标就是这两个环境描述指标之和，对组合干扰环境的描述指标及分级方法就是将压制干扰环境与欺骗干扰环境结合在一起。

1.2 干扰战术影响的分类

干扰战术是指实施电子干扰时，为完成己方干扰设备所担负的作战任务而采取的战术措施和行动。从不同角度看，干扰战术表现方式各不相同：

1) 从作战角度看，是干扰战术组合。远距支援电子干扰(SOJ)、近距支援电子干扰(SFJ)、随队电子干扰(ESJ)、自卫电子干扰(SSJ)是四种经典干扰战术。实际作战中，这四种干扰战术往往都是组合使用。比如空战，一般都是攻击飞机自身做自卫干扰的同时，还有随队的专用电子战飞机，甚至还有远距离大功率电子战飞机做支援式干扰。

2) 从装备角度看，是干扰装备组合。干扰作战中，往往同时存在多种多套干扰装备，这些干扰装备组成了一个干扰资源库，可根据作战环境及面临的威胁对象进行组合应用。经常把有源干扰(平台内/平台外)与无源干扰(箔条/角反射器)组合应用，最严重的情况是这四种干扰装备组合在一起使用，即：箔条+角反射器+有源压制+有源诱饵，可产生最复杂的干扰环境。

3) 从干扰角度看，是干扰样式组合。实际使用的干扰装备，其智能化程度越高包含的干扰样式也越多。这些干扰样式既可以单独使用，也可以组合使用。即使在同一种干扰样式中，也还有干扰参数的优化选择问题，需要根据干扰对象的工作状态选用最佳干扰策略和参数。

实际上，不同的干扰环境是由不同的干扰装备通过不同应用方式产生，训练/演习与科研试验中，通常按照投入使用的干扰装备种类及数量来粗略表示干扰环境的复杂程度。据此，把干扰装备典型化为四种基本干扰设备类型：

1) 平台内有源干扰设备：车载、舰载、机载、弹载、星载等平台内置式有源干扰设备；

2) 平台外有源干扰设备：拖曳式、投掷式、空射式等平台外有源干扰设备；

3) 箔条弹：用于遮蔽式、冲淡式、质心式干扰；

4) 角反射器：用于冲淡式、质心式干扰 。

每一种基本干扰设备都能产生具有代表性的典型干扰环境，且可以组合叠加。依据其叠加程度对威胁电磁环境分类，可以分为四类:

Ⅰ类:一种基本干扰设备作战应用产生的干扰环境;Ⅱ类:两种基本干扰设备联合应用产生的干扰环境;Ⅲ类:三种基本干扰设备联合应用产生的干扰环境;Ⅳ类:四种及以上基本干扰设备联合应用产生的干扰环境。

1.3 量化表征参数求解

表1和表2的量化表征参数是对天线口面电磁环境的描述。习惯上，战场威胁电磁环境由如图2右边的战场干扰环境中各种干扰装备来描述。对于如图2所示的干扰作战场景，天线口面的威胁电磁环境是由这些装备的作战应用产生的。因此，天线口面量化表征参数既可以据此计算求解，也可以直接在天线口面测试。

1) 计算法

干扰装备的作战应用由各种干扰样式呈现，在某一个时刻，这些干扰样式以某种干扰信号的形式在干扰装备天线上发射出来，通过电波传播到达导弹天线口面，干扰信号的幅度由传播方程求解，其它参数根据传播条件进行计算，比如平台的相对运动可以转换成多普勒频率，地面多径效应对信号的脉冲包络有一定影响，等等。

虽然天线口面电磁环境各参数值由干扰装备产生，但是以天线口面为基准进行了归一化处理。对干扰环境复杂性的评价是以导弹为评判依据，而不是以电磁环境本身具有的物理特征为依据，这里只对导弹有影响(天线带宽内)的电磁信号进行评价。

2) 测量法

在导弹天线口面设置测量天线，连续测量其电磁环境参数。由于表1和表2给出的电磁环境参数较多，就目前的测量设备而言，全部测量这些参数存在困难，尤其是雷达相参信号的测量，对测试设备要求很高，可能需要采用专门的设备才能解决。目前有一些新研制的标准仪器，已经具备部分功能。

2 威胁电磁环境逼真构建

2.1 等效构建原理

文献[18～22]研究了威胁电磁环境逼真构建问题。针对威胁电磁环境的逼真模拟无固定参照对象难题，文献[20]提出了建立威胁电磁环境坐标系的思想，通过提炼威胁电磁环境构建要素作为坐标系，在威胁电磁环境坐标系中重构试验电磁环境，再综合坐标系中各构建要素逼真度得到试验电磁环境构建逼真度。为此，提取威胁电磁环境等效构建的四个要素：1)干扰场景：战场范围、进攻方导弹武器、防御方目标、干扰和背景的电子设备，这些设备的类型、数量和空间关系等；2)干扰战术：对抗过程中进攻方与防御方的对抗策略、方式、时机等；3)干扰技术：攻防双方及作战背景中各类电子设备的技术体制及性能； 4)干扰强度：进攻方武器装备感受的干扰强弱情况。

其中，“干扰场景、干扰战术、干扰技术”是表示战场干扰作战的三个不同方向，相互独立，而被试武器装备感受的干扰强度是这三个要素共同作用产生的结果。如图3所示，前三个要素既是构建要素，组成了构建威胁电磁环境的坐标系，又包含判断该要素是否逼真的评价指标；第四个要素是评价要素，包含了判断构建电磁环境对被试装备影响效果是否逼真的评价指标。

从逼真构建的角度来看，要求实现四个要素的等效模拟：

1) 干扰场景等效构建：利用干扰场景库或重新设计干扰场景，使构建环境中所用设备的类型、数量、布置位置等与想定作战环境一致，实现干扰场景的再现。

2) 干扰战术等效构建：利用干扰战术库或重新设计干扰战术，通过控制作战过程、选择干扰组合、确定干扰时机，使构建环境中模拟作战过程的关键点与想定作战一致，实现干扰过程的再现。

3) 干扰技术等效构建：构建环境中各类模拟或实装设备，其技术体制和技术性能，与想定作战环境中的各类设备一致，实现干扰机理的再现。

4) 干扰强度等效构建：以被试武器装备为对象，控制构建三要素中相关参数，使其接收天线口面处的干扰强度与想定作战过程一致，实现干扰效果的再现。

根据等效构建四要素，构建试验电磁环境流程如下：

1) 干扰场景构建：根据被试装备任务使命，分析确定被试装备作战的电磁环境空间范围、参试装(设)备布站位置及运动轨迹，为构建试验电磁环境提供依据。

2) 干扰技术构建：根据干扰场景中确定的各类参试设备，确定其类型(型号)、技术体制及技术参数等，形成辐射源集合。

3) 干扰战术构建：根据干扰场景确定的作战范围及干扰技术确定的各种辐射源，确定并控制各装(设)备的作战使用方式，并进一步确定试验电磁环境的信号密度、样式、强度和分布等要素的边界条件。

4) 干扰强度构建：按照实战化要求推演干扰作战过程，同时监测各种辐射源共同模拟产生的各种类型电磁环境信号，根据电磁环境监测结果，结合被试装备的试验情况，评判电磁环境等效构建的逼真性效果，并反馈作用于第三步，为动态调整电磁环境提供依据。

2.2 逼真性评价指标[20]

1) 干扰场景符合性指标Ω

干扰场景包括作战规模、攻击目标、对抗装备三个方面的内容，构建干扰场景的物理空间通常采用缩比方式实现，而其评价指标的计算可以采用列表对比的方式，对构建威胁电磁环境与想定环境的主要项目逐项比较，再给出是否符合的评判结论，用Ω表示。

2) 干扰技术逼真度指标μ

干扰技术逼真度是指模拟设备与电子对抗装备在干扰技术性能上的近似程度，分成功能和性能二类指标。一般情况下，模拟设备的功能指标必须与干扰装备一致，例如对于有源干扰模拟设备，这类功能指标通常包括：适应雷达信号种类、多目标干扰能力、干扰样式、自适应干扰/人工干预干扰、数据记录分析能力等。根据试验对象的不同要求，对一些功能要求也可以取舍，比如有的功能对试验项目而言很重要，可以作为该模拟设备是否能用的否决项；有的功能起辅助作用，对试验任务影响不大，就可以忽略。

如果模拟设备的某个重要性能指标远远差于对抗装备指标，比如超出该模拟设备干扰技术逼真度误差的3倍以上，就认为是模拟设备不合格；否则，采用下列公式计算：

(1)

式中，μi为第i个模拟设备“一对一”模拟电子对抗装备的逼真度，Mij′为第i个电子对抗装备的第j个技术指标值，Mij″为第i个模拟设备的第j个技术指标值，χij为第i个模拟设备的第j个技术指标逼真度，共有M个指标，wij为各指标加权值。

模拟设备的一个重要特征是功率缩比，目的是降低模拟设备研制费用。衡量一个模拟设备能否满足功率指标要求，需要根据下列公式进行内外场条件缩比换算：

(2)

式中，Pi′为第i个电子对抗装备的功率，外场最小干扰距离为Ri′，Pi″为第i个模拟装备的功率，内场最小干扰距离为Ri″。如果满足式(2)，则模拟设备功率指标满足要求。

3) 干扰战术逼真度指标ν

干扰战术逼真度是指模拟设备与电子对抗装备在干扰实施过程的近似程度。把导弹作战过程分成N个阶段，每个阶段有K个装备对导弹产生影响，每个装备的某一种工作状态，如待机、侦察、干扰、边侦察边干扰等，用Qij表示，则第i阶段战术逼真度νi和整个作战过程的战术逼真度ν计算公式如下：

(3)

式中，Qij′为第i阶段第j个装备的工作状态，Qij″为第i阶段第j个模拟设备的工作状态，当工作状态Qij″ ≠Qij′时Qij″/Qij′=0 ，否则为1。wij′和wi为加权值。

同样的干扰在不同时刻出现会产生不同的干扰效果，为此，计算公式中增加了时间影响因子。其中，ΔTi为第i阶段持续时间，Tij′为第i阶段第j个对抗装备工作状态改变时刻，Tij″为第i阶段第j个模拟设备的工作状态改变时刻。

4) 干扰强度逼真度指标ρ

干扰强度逼真度是指模拟设备与电子对抗装备在模拟作战过程中使被试武器装备感受干扰的近似程度。在导弹作战的每个阶段，将电子对抗装备产生的干扰强度与模拟设备产生的干扰强度进行比较，考虑各阶段对整个作战过程的影响权重wi′，以及每个阶段干扰战术的影响νi，可以得到导弹作战过程中电磁环境逼真度ρ：

(4)

式中，si′、mi′为第i阶段对抗装备产生的电磁环境强度值，s″i、m″i为第i阶段模拟设备产生的电磁环境强度值，ki1和ki2为s和m之间的权值。

在箔条、角反射器等质心式和冲淡式干扰情况下，一旦这些干扰源被释放并进入正常干扰状态后，就不再受到人为控制，根据其自身的物理特性，就像雷达目标一样反射回波信号，对雷达的干扰强度逼真性直接由无源干扰重合度和相似度指标来表示。

需要说明的是，干扰强度逼真度是针对一次干扰作战过程而言，只有所有干扰作战过程都满足逼真度要求，才能说构建威胁电磁环境对被试武器装备的影响等同于战场威胁电磁环境，或者说构建的威胁电磁环境逼真于战场威胁电磁环境。

上述研究都是针对威胁电磁环境的逼真度要求。如果需要，同理对目标电磁环境和背景电磁环境也可以提出其逼真性要求。

3 抗干扰指标构建

文献[23～25]研究了抗干扰指标构建及试验评估问题。武器系统针对其使命任务的作战使用环境，都有一套试验考核的指标要求。为便于表述，这里的作战使用环境称之为Ψ1，一般是指气象环境、力学环境和背景电磁环境。为了适应战场复杂电磁环境，必须考虑威胁电磁环境Ψ2的影响，需要增加威胁电磁环境下适应性指标要求，由此形成一个完整的武器系统试验考核指标体系框架，如图4所示。为此，需要对原有指标体系做相应的改进，文献[20]建立了导弹武器“两类、三级”抗干扰指标体系，两类指标是指抗干扰基本指标(简称抗干扰指标)和抗干扰专项指标。抗干扰指标包含多项抗干扰指标项，可以分解成三个不同的层次，第一层是各个分系统的单项性能指标，第二层是各个分系统的综合性能指标，第三层是导弹武器系统总体作战性能的综合指标。抗干扰指标也分为技术指标和战术指标两部分，在导弹武器的三级指标体系中，单项性能指标一般都是抗干扰技术指标，系统、分系统性能指标一般都是抗干扰战术指标。

由于每一个考核指标都要有一个考核条件，对于以往的作战使用环境，这些考核条件就是气象环境、力学环境和背景电磁环境。因为这些环境条件都已经规范化，所以直接可以参照各种标准执行，不再需要对每一个指标给出其考核条件。由于威胁电磁环境是人为产生的，随着电子对抗装备技术的不断发展变化，目前还难以将其规范化、标准化，只能针对特定的武器装备面临的作战环境给出其考核条件。为此，对每一个抗干扰指标采取图5(a)格式表示，由三部分组成，核心是指标项，考核条件由干扰环境给出，合格判据由指标值规定。对于不同的武器装备、不同的指标项，干扰环境的要求也不同，需要明确规定。图5(b)为抗干扰技术性能指标的表示方法，“干扰环境”是指“环境类型+干扰强度 ”，“环境类型”是指1.2节提出的威胁电磁环境分类，“干扰强度”是指表1、表2的压制、欺骗干扰强度极限值，“指标项”一般包括干扰感知性能(例如，干扰信号检测和干扰源识别定位的检测精度、检测时间等)和干扰抑制性能(例如，抗干扰改善因子、响应时间等)两部分内容，“指标值”是根据作战任务需要规定的具体量值。图5(c)为抗干扰战术性能指标的表示方法，“干扰环境”是指“环境类型+干扰战术”，“环境类型”同上，“干扰战术”是指这种干扰环境类型下不同的干扰作战方式 ，“指标项”包括干扰应对性能(例如抗干扰成功率等)，“指标值”是根据作战任务需要规定的具体量值。

抗干扰专项指标是指武器系统采用特定技术体制所具有的抗干扰能力，对干扰信号和目标信号具有同样的处理流程，但对干扰信号具有抑制作用，如低副瓣天线、脉冲压缩、脉冲参差、频率捷变等。由于无论外部干扰存在与否，这些抗干扰措施均被启动，因此，抗干扰专项指标的表示方式不需要强调干扰环境的影响，通常从时域、频域、空域、能量域、调制域和极化域进行描述。

4 抗干扰试验

战场电磁环境之所以复杂，主要是因为其中的威胁电磁环境是人为有针对性地产生，而且在作战使用过程中，干扰与抗干扰双方都采取动态博弈的策略。由于干扰和抗干扰双方都已有丰富的技术措施(文献[8]给出了243种干扰技术和287种抗干扰技术)，这种对抗博弈也是一个极为复杂的问题。因此，武器装备威胁电磁环境适应性的试验测试方法还没有统一标准，美军有电磁环境效应的标准，但没有对应要求的测试方法。抗干扰指标是试验测试的依据，根据图5(b)和图5 (c)所示的抗干扰指标对干扰环境的不同要求，需要提供不同的试验电磁环境，如图6所示。

抗干扰技术性能测试：对于非常复杂的战场电磁环境，从武器系统抗干扰技术性能角度分析，只要能抗住最恶劣的电磁环境，就可以认为其抗干扰性能满足要求。就像考核接收机的接收灵敏度一样，只考核其极限(最小/最大)输入信号，极限范围内的其他信号都能适应。在第1.2节给出了四种基本干扰设备类型，由于其干扰样式及干扰机理不同，需要分析这些装备在典型作战场景下对被试武器系统可能产生的最大干扰强度，以此作为考核极限值。内场试验时，这些考核极限值由专用模拟器或通用仪器来产生，而且这些信号可以通过线馈方式送给被试武器系统。因此，对试验场地的要求可以简化，也能像测试接收机灵敏度指标那样在普通实验室完成。由于只需要在极限值上测试，是一种静态试验，把每一个试验极限值称为一个试验用例。

抗干扰技术性能测试流程如图6的左边部分所示，根据抗干扰技术指标要求，模拟产生需要的极限电磁环境，作为被试武器系统测试输入，保持该输入不变，完成抗干扰输出参数测试，记录该条件下的抗干扰输出结果，作为抗干扰技术性能考核的一个样本数据。

抗干扰战术性能测试：如果说抗干扰技术性能是反映武器系统面对威胁电磁环境时本身固有的一些抗干扰能力，那么，抗干扰战术性能就是武器系统在作战使用过程中敌我双方干扰与抗干扰对抗博弈的能力。考虑这种能力的试验测试方法，首先，这是一个作战过程，是一种动态试验，重点关注包含电子对抗的作战阶段(简称对抗段)；其次是电磁域的对抗博弈，对抗过程中被试装备感受的电磁干扰强度与想定的实际作战过程要保持一致，理想情况下要保持对抗全过程一致，实际试验时必须使对抗过程中对抗状态发生改变的时刻和状态与想定的作战过程保持一致(简称关键点一致)。对内场半实物仿真而言，必须采用专门的微波暗室才能满足这些要求，如图7所示。暗室的天线阵列上模拟目标、干扰和杂波信号，导弹的飞行由三轴转台来模拟。为了评估武器系统在对抗博弈过程中对各种干扰场景的适应性，原则上需要遍历这些干扰场景的试验。这里遇到的问题类似于软件测评问题(需要测试可能遇到的各种情况)，可以借鉴软件测评方法。为此，把抗干扰试验的测试用例定义为导弹的一次干扰作战试验过程，可以包含一种或几种干扰样式的应用，需要根据武器系统的任务使命和作战环境使用要求，设计出一组测试用例，再由这些测试用例作样本进行综合评价。比如拖曳式诱饵，典型的干扰样式为转发式欺骗干扰、多假目标干扰、多假目标+噪声。每一种干扰样式又有一组参数表示，除了表示欺骗干扰的时域、频域、调制域参数，还有干扰输出功率、天线增益等参数。对于这种情况的测试用例设计，可使每一种干扰样式对应一个测试用例，再考虑导弹攻击过程的弹道、干扰样式的使用时机(对应弹道位置)，则每一个测试用例就是一个带干扰的作战攻击过程，对“攻击弹道、干扰样式参数、干扰使用方式及时机”都给出了具体规定。

抗干扰战术性能测试流程如图6的右边部分所示，根据抗干扰战术指标要求，由天线阵列模拟产生内场试验电磁环境，包括干扰场景、干扰技术和干扰战术三部分内容，由三轴转台模拟导弹飞行，同时监测导弹天线口面电磁干扰强度值。内场试验电磁环境是测试用例的输入条件，其逼真性直接关系到这次试验结果的有效性，用第2节给出的方法对每一个测试用例的电磁环境逼真性进行评价。记录该逼真条件下的抗干扰输出结果，作为抗干扰战术性能评估的一个样本数据。

为了弄清武器系统对威胁电磁环境的适应性问题，需要开展大量的试验测试工作，以获取大量的抗干扰试验样本。以前，因为其他方法不能解决抗干扰试验的威胁电磁环境逼真性问题，所以只能依靠外场试验取得合格的试验样本。这种方法导致试验样本数量极少，严重影响对其作战效能(环境适应性)评估的准确性。在解决了内外场试验电磁环境逼真构建问题后，就可以开展数字和半实物仿真试验，以获取大量的抗干扰试验样本。按照这样的思路，提出了“内场试验、外场验证、设置战术背景综合验证”的试验要求，如图8所示。

1) 内场测试：抗干扰指标是试验测试内容，根据图6所示的抗干扰技术指标和战术指标的不同测试条件要求，需要分别构建相应的试验电磁环境：为抗干扰技术指标产生干扰环境的极限值；为抗干扰战术指标模拟产生与作战过程一致的动态试验电磁环境，而且要满足干扰对抗博弈遍历性试验要求。内场测试是抗干扰试验测试的主要途径，要求尽可能做全面测试，为试验评估提供满足置信度要求的大量试验样本。

2) 外场验证：首先要验证内场试验结果的可信度，抽取内场试验的若干典型测试用例，按照与内场仿真一致的环境参数进行外场试验。理想情况下，外场试验得到的结果与内场仿真一致，由此推断出内场全体样本的有效性。实际操作时，可能需要反过来做，先在外场完成一组典型试验电磁环境下的测试，结果用于内场仿真模型的校正和验证，满足内外场一致性要求后，再开展大量的内场遍历性试验。另外，受到内场仿真条件的限制而无法完成的试验项目，需要在外场补充完成，以满足评估样本的要求。

3) 设置战术背景综合试验：采用实装实效、功能等效、缩比等效等方法，构建战场电磁环境，按照标准化试验流程、采用专业化装备进行综合试验；建立综合试验数据处理方法和评估模型，综合评价导弹武器在贴近实战环境下实际所能达到的性能，其中包括抗干扰性能。

5 抗干扰性能评估

研究威胁电磁环境适应性试验与评估问题，从根本上说，就是要解决两大问题，一是考核武器系统的抗干扰固有性能到底如何，需要考核其极限条件下的抗干扰性能；二是评估武器系统对威胁电磁环境适应到何种程度，需要遍历各种干扰作战场景。前者是干扰技术影响问题，后者是干扰战术影响问题。因此，武器系统抗干扰评估问题可以分解为如图6所示的考核抗干扰技术性能和评估抗干扰战术性能两部分：

1) 在研制要求规定的典型干扰环境中，对威胁电磁环境极限值进行考核，抗干扰技术性能指标表中各项指标都达到要求时，可认为合格。

2) 在研制要求规定的典型干扰环境及干扰作战场景中，对干扰对抗作战过程抗干扰性能进行考核，抗干扰战术性能指标表中各项指标都达到要求时，可认为合格。

6 结束语

本文从技术体系的角度，把威胁电磁环境适应性试验与评估技术的主要问题做了梳理。威胁电磁环境适应性试验与评估技术，需要理论指导，更需要大量的工程实践，只有在理论指导下有目的地去应用，发现问题之后再从理论上去分析完善，经历几个循环迭代，才能找到一个真正好用管用的技术理论体系。从这个角度看，此研究工作任重道远。本文为关注这一方向的研究人员提供了一些启发和思考。■

[1] 吕跃广,刘阳.对电磁频谱战的认识与思考[J].外军信息战,2016(3):2-7.

[2] 汪连栋,等.复杂电磁环境问题的产生与研究[J]. 航天电子对抗, 2013, 29(2): 20-22.

[3] 汪连栋,等.复杂电磁环境概论[M].北京:国防工业出版社,2015.

[4] 柯宏发,等.电子装备复杂电磁环境适应性试验与评估[M].北京:国防工业出版社,2015.

[5] 尹成友.战场电磁环境分类与复杂性评估研究[J].信息对抗学术, 2007(4): 4-6.

[6] 中华人民共和国国家军用标准GJB 6520-2008战场电磁环境分类与分级方法[S].

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Test and evaluation technique of threat electromagnetic environmental adaptability

Rong Jiangang, Wang Xin

(No.8511 Research Institute of CASIC,Nanjing 210007,Jiangsu,China)

Threat electromagnetic environment caused by ECM is the essential factor of complicated electromagnetic environment. The influence of ECM on spectrum-based equipment come from jamming technique and jamming tactics. Based on the example of threat electromagnetic environment of missile weapon system, focus on the quantification, constructing, anti-jamming index, anti-jamming performance evaluation of threat electromagnetic environment, the test and evaluation technique of electromagnetic environmental adaptability is demonstrated.

electromagnetic environmental adaptability;electromagnetic environment quantification; electromagnetic environment constructing; anti-jamming index; anti-jamming performance evaluation

2016-12-16；2017-01-18修回。

戎建刚(1963-)，男，研究员，主要研究方向为导弹电子对抗技术。

TN97

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