基于AHP分析法的舰艇超短波通信装备抗干扰效能评估*

郭 谊隋 波

（1.海军大连舰艇学院 大连 116018）（2.海军驻大连地区军事代表室 大连 116000）

1 引言

习主席明确提出了要“提高基于网络信息体系的联合作战能力、全域作战能力”。通信系统作为整体战斗力生成的纽带，承担着指挥、情报和保障等各类信息传递、分发任务。在海上，舰艇通信能力是影响整个编队作战能力的关键因素之一，因而如何有效发挥装备通信能力，完善通信装备研制也非常重要。而通信效能是军事通信装备通信能力的有效度量，对其进行效能评估可为通信系统的论证、研制、试验和作战使用提供重要支撑。

舰艇超短波通信装备是水面舰艇编队指挥通信、舰空协同通信的重要装备。具有通信效果好、结构简单等优势，并具备直扩、扩跳、纯跳等多种抗干扰技术手段。但在实际应用中，如何能够针对具体复杂海战场电磁环境，合理运用抗干扰方式，尚未有科学依据。本文通过建立舰艇超短波通信装备抗干扰指标评估模型，量化分析不同抗干扰手段的抗干扰通信能力，为指挥员进行科学辅助决策。

2 评估指标体系

为科学直观地帮助指挥员选择抗干扰手段，本文拟通过建立抗干扰评估体系，定量分析抗干扰效能进行研究。层次分析法（Analytic Hierarchy Process，AHP）是一种解决多目标复杂问题的定性与定量相结合的、系统化的、层次化的决策分析方法［1～4］。可以通过层次分析法来分析舰艇超短波通信装备的抗干扰效能。

选择舰艇超短波装备抗干扰效能评估的决策过程可以归纳为

1）将抗干扰效能评估指标体系分为三层，即目标层、标准层、决策方案层；

2）通过相互比较确定各标准对目标的权重，及各抗干扰决策方案对每一标则的权重；

3）将上述两组权重进行综合，确定各抗干扰决策方案对目标的权重。

2.1 评估指标体系建立

以典型舰艇超短波通信装备为例，其抗干扰手段主要有直扩、纯跳和扩跳三种模式，而评估三种模式的抗干扰效能必须要合理选取相应的评估指标［5～6］。按照客观性、可测性、独立性和完备性要求［7～9］，并且针对装备实际情况，主要选取可以进行操作和设置的相关参数作为评估指标。“舰艇超短波装备抗干扰效能”作为目标层；电台参数“频率间隔”、“频率稳定度”、“发射功率”、“接收灵敏度”、“调制失真”、“扩频码型”、“跳频图案”、“跳频速度”、“跳频表号”、“调制度”、“抗干扰容限”、“同步时差”作为标准层；“直扩”、“纯跳”、“扩跳”作为决策方案层，如图1所示。

图1 舰艇超短波通信装备抗干扰效能评估指标体系

2.2 AHP指标权重计算

对于标准层的同类准则进行两两比较判断，得到评估准则的相对权重。主要过程是首先对比一个准则与另一个准则的重要程度，得到判断矩阵，通过计算矩阵特征向量，最终得到各准则的权重［10～12］。

1）准则权重标度模型

采用1～9标度法比较同层两两准则的重要性。

2）目标层与标准层的权重标度

按照建立的评估指标体系，对舰艇超短波通信装备的多项指标参数对抗干扰性能的影响进行分析，从而得出目标层与标准层的权重标度，如表1所示。

表1 目标层与标准层的权重标度

3）准则权重判断矩阵

根据权重标度模型，得到目标层与标准层的权重判断矩阵。

表2 判断矩阵BE

特征向量：

［0.027，0.057，0.226，0.119，0.057，0.057，0.057，0.119，0.014，0.014，0.226，0.027］T

赋权和向量

［0.027，0.048，0.253，0.104，0.048，0.048，0.048，0.104，0.019，0.019，0.253，0.027］T

以舰艇超短波电台的指标为准，对于各标准层，建立决策方案层各方案的判断矩阵的判断矩阵为

对于各准则，分别求解判断矩阵B（ii=1，2，3，4，5，6，7，8，9，10，11，12）的最大特征值及其对应的特征向量Pi，并进行一致性检验，即

其中，Pi为各标准差参量对最终决策方案的权重。

2.3 综合权重

计算出三种抗干扰方式的综合权重：

这说明舰艇超短波电台遇到干扰时，对于直扩、跳频和扩跳三种抗干扰通信模式，扩跳频通信的抗干扰效能最好。

3 评估分析

以上的评估结论符合三种抗干扰通信的基本原理。“直扩”是将要传送的信息通过宽带扩频码进行扩频调制，展宽信号频带宽度的同时降低信号的幅度，并经过射频调制发射出去。“跳频”是将要传输的信息寄载在一个随机快速跳变的载频上，使敌方的侦察和干扰摸不清、跟不上此随机跳变的载频，从而达到“躲避”敌方干扰的目的。“扩跳”是将传输的信息先“直扩”再“跳频”的工作模式。“扩跳”为两种模式的综合，应该比单一模式的抗干扰效果要好。结合评估结论，我们对舰艇超短波电台抗干扰通信的实际应用进行分析。

直扩模式下，由于发射信号的功率谱密度相对较高，很难使信号“隐藏”在噪声环境中。根据实际应用记录，往往敌方通过侦测，获取直扩功率谱信号后，采用中心频率附近的大功率干扰就能够造成对直扩信号的有效干扰，所以实际舰艇超短波电台“直扩”方式的抗干扰效果较差。

跳频模式下，通过多次抗干扰测试，舰艇超短波电台跳频频率间隔小、带宽大、频点多、跳速快，所以具有较强的抗干扰能力。而且跳频时的信号功率谱相对较小，对其他电台的影响小，适合平时和训练时使用。

扩跳模式下，虽然通过评估分析其抗干扰性能最好，但扩频后的功率谱密度较高，并且信号在相应频段内跳变会对整个工作频段产生较大干扰影响，可能导致同时工作的其他舰艇超短波电台无法正常工作。因此，舰艇超短波电台“扩跳”工作模式只在对抗演练或执行特殊任务时使用。

4 结语

本文分析了舰艇超短波电台三种典型抗干扰模式的综合效能评估，结合具体设备的可设置参数，建立了具体的评估模型和评估体系，选取层次分析法进行了抗干扰性能分析，得出了不同抗干扰模式的综合权重，评估结果符合事实。基于建立的效能评估模型，可以分析电台各项指标与通信效能间的初步影响关系，从而促进电台性能完善和战术合理使用。