一种基于多属性决策的辐射源威胁等级评判方法

高进涛，刘广建，瞿卫忠

(中国洛阳电子装备试验中心，河南 洛阳 471003)

0 引 言

地对空雷达干扰系统执行任务的流程是：先对雷达辐射源威胁等级进行判定；在对众多空中雷达辐射源目标进行侦察识别的基础上，快速、高效、准确地判断出其威胁等级程度；在此基础上对系统的干扰资源进行合理分配。其中，威胁等级判断方法的实现过程是：首先识别目标辐射源，将侦察到的辐射源参数与地对空雷达干扰系统的战情威胁库里的数据进行比较，若相同则进行识别，继而确定其威胁等级。这种评判方法具有明显的局限性，一旦出现二者无法匹配的情况，操作手只能依靠个人经验来确定。鉴于装备战情威胁库的有限性，该方法无法在军事建模中应用。因此，目标辐射源威胁等级判定问题是一类多属性决策问题[1]。本文在分析辐射源目标属性因素的基础上，采用层次分析法(AHP)确定诸属性对评判等级的影响权重，确立了相应的威胁隶属度函数，建立了一种面向计算建模的通用评判方法。

1 辐射源威胁分析

辐射源威胁评估是指地对空雷达干扰系统依据侦察到的空中多批辐射源的信号特征，综合分析空中来袭目标的威胁程度。在辐射源威胁大小的评判中，各威胁因素的“大”与“小”是一种相对的模糊概念，而模糊集理论是解决此类问题的有效工具[2-3]。地对空雷达干扰系统辐射源的威胁因子可解析为4个，即脉冲重频、方位、脉宽和载频，如图1所示。

1.1 辐射源威胁因子属性分析

(1) 脉冲重复频率。一般认为辐射源的重频在0.1 kHz内威胁程度小，可近似等于0，而当其重频超过0.1 kHz时，重频越高威胁越大，其隶属度函数为：

(1)

式中：x为辐射源重频的实测值。

(2) 辐射源方位。对辐射源方位的确定依据其变化程度，方位不变，表明其已跟踪、锁定我方目标，断定威胁最大。方位瞬变，表明其处于移动搜索状态，威胁程度最小。隶属度函数为：

(2)

(3) 脉冲宽度。一般来讲，雷达的脉冲宽度越窄，分辨精度越高，威胁等级越大，当脉宽接近于0时，威胁最大；脉冲越宽，分辨精度越低。因此取脉冲宽度隶属度函数为：

(3)

(4) 载频。地对空雷达干扰系统的工作频段为8～18 GHz，波长范围是1.67～3.75 cm，在该载频范围内的隶属度函数为：

(4)

1.2 辐射源威胁因子权重分析

权重大小的判定是目标在决策问题中重要程度的一种主观评价与客观反映的综合度量过程。层次分析法(AHP)能将决策者的主观判断与推理过程结合起来，避免因结构复杂和方案繁重而出现推理失误，近年来得到了广泛应用[4]。

(5)

矩阵A的特征向量w=(w1,w2,…,wn)T就是各威胁因子的权重。

1.3 辐射源威胁等级函数

评判雷达辐射源威胁等级时，通过威胁因子的属性分析，根据多属性决策方法(MADM)，确定威胁因子的权重和隶属度，根据实测参数得出威胁等级，综合评定威胁目标的威胁等级如下[5]：

(6)

1.4 辐射源威胁等级评判标准

威胁等级分为三级，一级威胁最大，三级最小。一般情况下按下述标准划分威胁等级[6-7]：

(7)

当然，评判标准也由具体情况而定，依据具体装备、不同任务要求而定。

2 应用举例

选取3批典型辐射源的参数，如表1所示。

表1 典型辐射源属性参数值

2.1 计算辐射源威胁因子隶属度

运用上述3批目标的参数，利用公式(1)～(4)和表1，确定相应的威胁因子取值，如表2所示。

表2 各属性因子威胁隶属度取值

2.2 计算辐射源威胁因子的权重

分别对这3批威胁辐射源的威胁因子(重频、方位、脉宽、载频)关于威胁程度的重要性进行评判，按1～9比例标度对应关系，两两比较后得出对比矩阵：

利用公式(6)可求得重频、方位、脉宽、载频的权重向量为：

w= (w1,w2,w3,w4)T=

(0.524,0.232,0.151,0.093)T

2.3 判定辐射源威胁等级

根据辐射源威胁因子隶属度数值和威胁因子的权重，利用公式(6)计算，判定这3批典型目标的综合威胁隶属度如表3所示。

表3 综合隶属度计算结果

对比评判标准公式(7)，得到第1批目标为2级威胁，第2、3批目标为3级威胁。

3 结束语

本文通过对辐射源威胁因子的特征解析，确定了影响决策的评判属性，并采用层次分析法确立其威胁程度的权重，建立了各影响因素的隶属度函数，经综合评定确定了辐射源威胁等级函数，并依据工程实践给出了威胁等级评判标准。经实例计算验证表明，该评判方法为地对空雷达干扰系统为面向概念建模的需要、适应复杂的电磁信号环境、科学评判辐射源目标的威胁程度提供了一种新的途径。