通信装备复杂电磁环境适应性试验评估技术

荣 辉，王满喜

(电子信息系统复杂电磁环境效应国家重点实验室，河南 洛阳 471003)

通信装备复杂电磁环境适应性试验评估技术

荣 辉，王满喜

(电子信息系统复杂电磁环境效应国家重点实验室，河南 洛阳 471003)

通过分析复杂电磁环境对通信装备的影响，从装备效能下降角度提取相应的评估指标、建立评估模型，采用层次分析法得到指标层各指标对目标层的相对权重，从而可根据指标值计算出目标值。解决被试系统在不同复杂电磁环境条件下适应能力试验的评价难题。

层次分析法；复杂电磁环境；试验评估

0 引言

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。与之相对应的装备复杂电磁环境适应性试验，在装备定型阶段越来越被重视，但是现阶段相应的试验评估方法尚不完善，同装备定型需求存在一定差距。

本文根据层次分析法，提出复杂电磁环境适应性评估指标、综合权重，进而对被试系统复杂电磁环境适应能力进行评价，为相关研究提供借鉴。

1 评估流程

美国工业界武器系统效能咨询委员会对系统效能的定义是：系统效能是预期一个系统满足一组特定任务要求的程度的度量，是系统的可用性、可信性和固有能力。

被试系统通信装备主要用于保障传输情报数据、作战指令和协同信息，复杂电磁环境对通信装备的影响主要体现在对其系统效能发挥的限制上。GJB1364-92中定义装备的效能是：在规定的条件下达到规定的使用目标的能力，在此将通信装备的系统效能表述为其可用性、可信性和业务能力的综合。复杂电磁环境对通信装备的影响主要表现为通信装备的可用性、可信性和业务能力的下降。

从装备效能下降角度评估不同等级复杂电磁环境对通信装备的影响，采用层次分析法，从抗干扰能力、通信保障能力、信息传输能力等三个方面提取相应的评估指标，建立评估模型，实现综合评估。

通信装备受复杂电磁环境影响评估的步骤为：

1) 构建评估指标集，指标集分为三大类：抗干扰能力评估指标、通信保障能力评估指标、信息传输能力评估指标；

2) 确定指标集中三类指标的具体内容，形成下层指标；

3) 计算评估指标集中各指标的权重；

4) 采用层次分析法对底层指标进行聚合，最终得到综合评估指标；

5) 对不同装备受相同电磁环境的影响进行比较评价。

具体评估流程如图1所示。

本节从装备效能下降角度评估复杂电磁环境对通信装备的影响，从抗干扰能力、通信保障能力、信息传输能力等三个方面提取相应的评估指标。评估指标可进一步细化，从而呈现出多层次结构，上层指标由下层指标聚合而成。结合前期测试数据，抗干扰能力分解为频谱占用度、邻道干扰、中频干扰、镜像干扰、互调干扰等指标。通信保障能力主要从通信恢复能力、语音通话清晰度等方面考虑。信息传输能力主要由识别有用信号能力、信息时延、覆盖范围等指标组成。

基于以上分析，建立评估指标体系如图2所示。

2 评估指标权重

评估指标权重根据层次分析法的计算方法来确定。同类同层指标间两两比较判断时，采用一个因素比另一个因素的重要程度，这里选择1～9标度法来定量表示，得到判断矩阵后利用公式求出各指标所占权重。

2.1 指标权重标度模型

同类同层指标间两两比较重要性时，采用1～9标度，各权重标度的意义如表1所示。

表1 评估指标权重标度表

2.2 指标权重判断矩阵

对于三层的指标集结构，存在两种类型的判断矩阵：目标—准则判断矩阵与准则—指标判断矩阵。目标—准则判断矩阵主要用于计算准则层的各个指标的相对权重，准则—指标判断矩阵主要用于计算某准则下的各个指标的相对权重。两两判断矩阵的形式相同，只是层次不用。指标权重矩阵具体形式如下：

式中，aij表示指标ai相对于指标aj的相对权重。

计算矩阵A的特征向量，得到各层指标权值，特征向量的计算采用方根法，具体计算过程如下：

1) 计算矩阵每一行元素的乘积Mi；

4)计算判断矩阵的最大特征根其中(AW)i表示向量AW的第i个元素。

2.3 指标权重一致性检验

根据标度方法构造的权重矩阵只有满足一致性要求，才能保证基于层次分析法得出的结论是合理的。权重矩阵的一致性指标计算式为：

CI=(λmax-n)/(n-1)

式中，n为矩阵维数，实际为同一矩阵指标的个数，λmax为矩阵的最大特征值。

当矩阵维数较大时，一致性指标还需要加以修正。算子如下：

CR=CI/RI

RI为修正因子，针对不同维数，其取值见表2。

表2 修正函数表

当指标维数小于3时，判断矩阵是很容易做到完全一致的，所以不需要计算一致性指标。通常情况下，当CR<0.1时，认为矩阵满足一致性要求。

2.4 综合权重的计算

假设目标—准则层特征向量为W0=(w1,w2,w3)，其中wi为准则Bi在目标层中所占的相对权重。准则—指标层B1、B2、B3的特征向量分别为W1=(w11,w12)，W2=(w21,w22,w23,w24,w25)，W3=(w31,w32,w33)，其中wij为指标Cij在准则Bi中所占的相对权重。

将准则层对目标层的相对权重与指标层对准则层的相对权重相乘，便可算出指标层所有指标对目标层的组合权重。即：

W=(w1w11,w1w12,w2w21,w2w22,w2w23,w2w24,w2w25,w3w31,w3w32,w3w33)

从而可根据指标层各指标值得到目标值。

3 结束语

本文主要研究了复杂电磁环境对通信装备的影响评估，首先确立复杂电磁环境适应性评估指标，建立评估指标集；然后采用层次分析法得到指标层各指标对目标层的相对权重，从而可根据指标值计算出目标值；根据层次分析法对被试系统在不同复杂电磁环境下的适应能力进行评价。这为相关研究及试验提供借鉴，并为装备研制提供一定的参考。■

[1] Operational Test&Evaluation Manual[R].Marine Corps Operational Test and Evaluation Activity,2011.

[2] 武小悦,刘琦.装备试验与评价[M].北京:国防工业出版社,2008.

[3] 王亚.军事综合电子信息系统作战适用性分析与评估方法[J].火力与指挥控制,2010,35(8):76.

Test and evaluation technology of complex electromagnetic environment adaptability for communication equipment

Rong Hui, Wang Manxi

(State Key Laboratory of Complex Electromagnetic Environment Effects on Electronics and Information System,Luoyang 471003,Henan,China)

The influence of complex electromagnetism environment for communication equipment is described. The evaluation index is extracted and the evaluation model is set up from the perspective of the efficiency declining. The relative weight of each target layer is gotten by using the analytic hierarchy process, which can calculate the target value according to the guideline values. This method can solve the evaluation problem of complicated electromagnetic environment adaptability test in different subjects system.

AHP; complex electromagnetic environment; test and evaluation

2016-12-16；2017-01-16修回。

荣辉(1981-)，男，工程师，硕士，主要研究方向为通信对抗仿真。

TN97

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