雷达对抗模拟训练系统设计

李鸣

摘要：在分析了雷达对抗与反对抗模拟训练系统功能需求的基础上，设计了一种基于分布式局域网络的模拟训练系统。实践证明，该设计功能齐全、技术成熟、运行稳定，能够独立地形成训练所需的战场环境和电磁态势，对同类模拟训练设备的设计开发具有借鉴意义。

关键词：雷达对抗侦察与干扰；模拟训练系统；效果评估

中图分类号：G642.0 文献标志码：A 文章编号：1674-9324（2019）29-0073-03

一、模拟训练系统功能

雷达对抗与反对抗模拟训练系统的主要功能包括：（1）模拟雷达对抗装备工作过程，进行雷达对抗侦察和雷达干扰相关操作，模拟相关流程与效果。（2）模拟雷达装备工作过程，模拟雷达受干扰的现象，进行基本操作和雷达反干扰操作，通过运用多种反干扰措施，体现不同反干扰措施的效果。（3）对雷达干扰与反干扰效果进行评估。

二、系统组成及工作原理

雷达对抗与反对抗模拟训练系统为纯软件仿真训练系统，主要功能模块包括：导调控制子系统、雷达操作训练模拟器、雷达对抗操作训练模拟器以及运行支撑环境构成，雷达对抗与反对抗模拟训练系统的结构组成，如下图所示。

系統工作流程：导调控制子系统根据训练需求，设置仿真参数，启动仿真并进行仿真控制；导调控制子系统在仿真过程中模拟飞行目标并进行公布；雷达操作训练模拟器进行雷达开关机及搜捕目标训练，公布雷达工作参数；雷达对抗操作训练模拟器对雷达信号进行侦察，根据侦察结果对雷达实施干扰，公布干扰参数；雷达操作训练模拟器根据干扰参数在终端显示干扰现象，操作人员进行抗干扰操作；对抗过程中，导调控制子系统还可提供电磁环境背景信号并进行对抗态势显示；对抗结束后，导调控制子系统可根据训练过程数据进行训练效果评估。

模拟训练系统采用红、蓝、白三方对抗模式，既可以体现仿真系统中的对抗，又可以很好地解决仿真系统管理功能的划分问题。白方为导调控制子系统，负责仿真系统的管理与控制。在仿真准备阶段，根据作战任务设定仿真参数，部署装备并发布；在仿真过程中，负责进程控制、时钟同步、信息交互、目标控制、态势显示，并收集记录模拟信息；仿真结束后，根据收集到的信息进行训练效果评估。雷达/雷达对抗方负责模拟各自装备对抗：在仿真准备阶段，根据从白方接收到的仿真参数进行操作；在仿真过程中，根据敌我双方的状态信息进行操作，制订攻防策略，控制己方装备进行对抗。

三、实现方式

1.导调控制子系统。导调控制子系统包括仿真参数设置、目标模拟、仿真运行控制、态势显示、电磁环境模拟以及训练效果评估等功能。仿真参数设置主要完成对系统中雷达装备、雷达对抗装备、目标相关参数的设置。其中，雷达相关参数主要包括：装备型号、部署位置等参数。雷达对抗装备相关参数主要包括：初始位置、飞行航路、机动速度等。目标相关参数主要包括：目标批次、目标的雷达散射截面积、机动速度、机动航路等。目标模拟主要完成对飞行目标的控制，为雷达搜索、跟踪操作提供目标条件。仿真运行控制主要实现对模拟过程的控制和监视。能提供适当的控制管理构件，对仿真进程进行管理、控制和监视。态势显示主要完成对抗态势的显示，实现对抗仿真过程的可视化。采用切换、分层、开窗、缩放、漫游等方式，既能综合演示战场电磁态势，又能演示某一站点或战场上某一局部的场景。电磁环境模拟功能的用途是模拟背景电磁信号环境。训练效果评估主要是对雷达干扰与反干扰效果进行评估，在仿真运行过程中，自动采集原始数据及仿真运行数据，利用数学模型对雷达对抗效果进行评估。评估功能可记录操作者的每步操作，并采用推理机制和演绎机制与最优方法、步骤进行比较，结合用时长短、干扰手段的选择、操作状态判定、操作信息的逻辑关系等综合确定各种因素的权重，给出合理的评估结果。

2.雷达操作训练模拟器。雷达操作训练模拟器主要用软件的形式实现虚拟的雷达装备。雷达操作训练模拟器与雷达实装在布局、颜色上保持一致，模拟器的工作原理、工作过程、工作状态、时序关系等与实装一致，模拟器对外通信接口与雷达对抗与反对抗模拟训练系统其他部分一致。利用虚拟雷达装备可进行雷达的基本操作训练和抗干扰训练。

雷达操作训练模拟器功能包括：（1）模拟雷达基本操作训练过程，主要包括雷达开机训练、雷达关机训练、雷达搜索目标训练、雷达跟踪目标训练等。（2）模拟雷达被干扰的现象，在雷达界面上进行显示。（3）仿真雷达调节工作参数，降低被截获概率、消除电子干扰的过程。采用功能仿真的形式实现：针对典型的火控雷达和目标指示雷达，完成雷达探测、跟踪过程仿真；采用信号复现和局部信号仿真方法完成抗雷达干扰处理仿真。首先进行雷达开机操作，然后根据导调控制系统提供的目标信息进行雷达搜索跟踪训练，公布雷达工作参数信息。在训练过程中，根据雷达操作训练模拟器信息判断雷达是否被干扰，如果被干扰则显示干扰现象，以此作为采取抗干扰措施的依据。雷达是否被干扰，可以从时间条件、频率条件、空间条件和能量条件四个方面来判断。

时间条件判断：干扰机和雷达都开机工作，且干扰机发射干扰信号，雷达接收机正常工作；频率条件判断：雷达的瞬时带宽在干扰机发射干扰信号的瞬时带宽当中（干扰频率覆盖雷达频率）；空间条件判断：雷达干扰机主瓣指向雷达；能量条件判断：主瓣干扰时，进入雷达接收机的干扰功率与目标回波功率大于雷达压制系数。

3.雷达对抗系统操作训练模拟器。雷达对抗系统操作训练模拟器主要用软件的形式实现，模拟典型雷达对抗系统的显示与操作界面，并具备如下的功能：（1）模拟雷达对抗系统对雷达信号的侦察过程，得出侦察结果，显示侦察参数，侦察结果显示内容包括：批号、方位、载频、载频类型、重频、重频类型、脉宽、脉宽类型、脉冲幅度、威胁等级等。（2）进行雷达干扰控制，根据侦察结果，设置干扰参数对雷达实施干扰，干扰过程中，能显示正在干扰的雷达批号，显示干扰机工作状态，主要包括干扰样式选择、干扰参数设置和干扰参数公布几个环节。

侦察条件的满足考虑如下因素：空域条件、频域条件和能域条件。空域条件指的是雷达对抗侦察系统应满足与雷达的直视和波束对准；频域条件指的是雷达信号频率在雷达对抗侦察系统的工作频率范围之内；能域条件指的是雷达对抗侦察系统接收到的雷达信号功率应大于系统最小可检测信号功率。当三个因素全部满足条件时，即可判断雷达对抗侦察系统可以侦察到雷达信号。

四、结论

实践证明，模拟训练系统设计合理、效果逼真、效费比高。由于采用了模块化设计，所以其具有较好的可扩展性和重组能力，完全满足了对应实装换装训练需求。同时，本设计中的成熟技术对其他同类模拟训练系统的开发具有借鉴意义。

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