电子战装备特征提取和感知域重塑方法

王柏杉

（91404单位，河北 秦皇岛 066001）

构设贴近实战的电磁环境，模拟假想敌目标，可为部队实战化训练提供“磨刀石”。电子战装备是战场电磁环境中典型的作战威胁目标。在电子战装备目标特性研究上，大多数研究将视点定位在假想敌装备上，属于情报信息的再挖掘，缺乏从构建蓝军视角进行聚类重塑式研究，在一定程度上制约了研究成果到蓝军建设的转化应用。文献［1］［2］对特征提取方法给出了相关算法，文献［3］［4］对于机载干扰装备提供了相关映射方法，但对于特征要素和重塑方法并没有细化研究。本研究在以往研究成果基础上，以新的视角和思路，从雷达散射、电磁辐射、平台运动以及武器装备特性等方面对电子战威胁目标进行特性提取，并综合运用后门引导、空间缩比和一体多用等技术，建立电子战威胁目标特征的感知域重塑方法，为开展贴近实战的部队训练提供技术支撑。

1 电子战威胁目标的特征描述

在海战场电磁环境中电子战威胁的受体目标是雷达系统，因此，要想提取电子战威胁目标特性，需要从雷达这个受体所能感应到的因素出发，进行特征描述［5］。主要包括以下四个方面：雷达散射特性、电磁辐射特性、平台运动特性和武器装备特性。

1.1 雷达散射特性

雷达对电子战飞机的探测能力除了与雷达自身性能及环境因素有关外，还与目标飞机大小以及雷达截面积（RCS）有关。

从干扰方程可以看出，电子战飞机的干扰距离与飞机RCS的1/2次方成正比，雷达的干扰效果与飞机RCS成反比，同等条件下飞机RCS减小会提高干信比，从而提高对雷达的干扰效果。因此，对于电子战飞机来说，采用隐身技术降低飞机RCS，既可以减小雷达对目标飞机的发现距离，又可以提高对雷达的电子攻击效果［6］。

1.2 电磁辐射特性

对于雷达这个受体，在海战场电磁环境构设中，重点关注人为制造威胁，主要是作战对手恶意的电磁辐射对雷达探测形成的影响，包括干扰机的有效辐射功率、干扰极化损耗系数和干扰带宽。

电子战飞机的电磁辐射能量取决于干扰功率和干扰强度，干扰功率会直接影响干信比，是一项重要指标因素。干扰极化损耗也会直接影响雷达干扰功率。雷达一般采用水平极化或垂直极化，也有变极化雷达。干扰设备为了能够对所有极化雷达都能实施干扰，一般采用斜极化。由于干扰设备的极化与雷达的极化很难达成一致，一般会造成3dB的损耗。干扰信号是否能够全部进入雷达接收机，也是考量干扰效果的因素。当干扰带宽偏低时，干扰能量很难压制雷达回波信号能量，造成干扰无效。只有干扰带宽大于接收机带宽时才能保证雷达回波能量能够全部被压制。

1.3 平台运动特性

电子战飞机对具备多普勒频移处理能力的雷达实施干扰，干扰样式要选用具有相参特征的，如果选用杂乱脉冲等样式则明显没有效果。对于雷达来说，舰载干扰设备平台一般运动速度较慢，基本不受多普勒频移影响，短时间内可看做静态目标。机载干扰装备的飞机平台和机载突击兵力运动速度较快，受多普勒频移影响较大。由于飞机平台运动特性的变化对干扰效果会产生较大影响，在电子战威胁目标模拟上，平台的运动特性也是不可忽略的因素。

1.4 武器装备特性

电子干扰装备要想对雷达实施干扰，首先就要分析识别雷达信号特征，并能产生有针对性的干扰信号，使得雷达进行信号分析处理时造成混乱或判断错误。因此，作为干扰装备，首先，雷达信号侦察识别能力特别重要，只有对敌人达到知己知彼才能提出有效的解决措施。再者，干扰资源以及干扰措施要科学合理，干扰样式要与雷达信号处理方式相关，才能达到应有的干扰效果。

因此，电子战飞机的侦察和干扰能力是综合影响雷达受干扰程度的关键因素，也是电子战装备特征描述的重要指标。

2 基于受体感应的威胁特性提取

在海战场电磁环境中，电子战干扰是一项重要的人为制造威胁。雷达作为电子战威胁的作用对象，也就是受体，因此，在进行电子战威胁目标模拟时，要从雷达这个受体所能感受到的威胁要素进行考虑，体现出相对于雷达产生的威胁作用，这才是海战场电磁环境构设的重点，至于其他一些次要因素，与雷达感知不相关或相关不明显的在装备构建时可忽略或弱化。

对于雷达这个受体，电子战威胁目标所体现的雷达散射特性、电磁辐射特性、平台运动特性和武器装备特性是形成雷达干扰的关键要素。其中，雷达散射特性、平台运动特性与干扰装备所搭载的飞机平台有关，即飞机选型之后，这两个因素也就确定了。电磁辐射特性、武器装备特性与电子战装备本身技术性能有关，其干扰技术实现的好坏直接影响雷达干扰效果。电子战威胁目标特性提取要素见表1。

表1 电子战威胁目标特性提取要素Tab.1 Feature extraction element table of electronic warfare threat target

因此，在进行蓝军电子战威胁装备构建时，应重点关注目标关键特征要素，从根本特性上进行提取，从而做到准确模拟。

3 电子战威胁目标特性的感知域重塑

在海战场环境下，针对雷达受体构设电子战威胁目标环境，是电子蓝军装备构建的技术难点。在进行电子战威胁目标模拟时，要重点考虑雷达受体的感知能力，基于雷达感知进行能力构设。在技术实现上，基于后门引导、空间缩比、一体多用等技术途径，研究电子战威胁目标特性的感知域重塑方法，为构建具有“变色龙”特征的电子蓝军装备提供关键技术支撑［6］。

3.1 后门引导技术

后门引导技术解决电子战武器装备特性的问题。电子战装备的电子进攻能力主要体现在侦察的准确性和干扰的时效性，在无法完全复现原型装备的情况下，可以采用基于先验信息的后门引导技术实现。

电子战装备的有效侦察是干扰得以实施的前提和关键，也是装备的眼睛。为了重塑原型电子战装备的侦察能力，可以利用导演部的先验信息，预先装订雷达数据库，解决参数获取问题，同时根据装备灵敏度动态调整航路，并提供目标位置信息，解决看不见看不远的问题。

在干扰效果复现上，可以将原型装备干扰样式等信息进行预装订，针对不同体制雷达还可以动态调整，另外还可以采用战场位移转换方法，利用空间转换能量，以此达到干扰效果的等效。

3.2 空间缩比技术

空间缩比技术解决电磁辐射特性、雷达散射特性和平台运动特性的问题。原型电子战装备的飞机平台特性以及能量辐射是很难完全复制的，但可以采用战场位移转换空间缩比技术，实现干扰效果等效映射。

对于电子战装备来说，为了形成有效干扰，雷达接收机的干信比必须大于压制系数。通过干信比在蓝军装备与原型装备之间建立桥梁，利用干信比一致性实现干扰效果等效映射的目的。在进行干扰效果等效时，要想达到相同的干信比，只要找出达到相同干信比时蓝军装备与原型装备的干扰距离映射关系即可。通过战场位移转换方法，把原型电子战装备的战场位移，通过干信比等效的桥梁，转换到蓝军训练航路上。当蓝军装备和原型装备的干扰有效辐射功率以及搭载平台确定后，其干扰距离对应关系也就确定了，即可实现战场位移转换。

3.3 一体多用技术

一体多用技术解决装备多样化模拟的问题。蓝军电子战装备很难与原型装备一一进行对应，但可通过后门引导以及空间缩比等技术进行模拟等效。基于上述技术，通过调整模拟的关键要素信息，实现不同的敌军装备作战效果，达到“变色龙”装备的目的。

与电子战装备干扰效能相关的关键因素主要有干扰机功率、天线增益、载机的反射面积和干扰距离，只要通过控制变量法调整这几个因素，就可以实现模拟多个不同型号干扰装备的目的。

由干扰方程［7］可知

式（1）中，Ka为压制系数，Pj为干扰机功率，Gj为干扰机天线增益，Pt为雷达发射峰值功率，Gt为雷达天线增益，γ为极化损耗系数，σ为载机雷达截面积，R为载机平台与雷达目标之间的距离，Kt为雷达压缩处理增益，Δfj/Δfr为干扰信号与雷达接收机带宽之比。

假设定义等效系数为K，则

则干扰方程变形为

由式（3）可知，在影响压制系数的参数中，只有等效系数K与干扰装备有关，其余参数只与雷达特性有关。

由于所模拟装备的干扰机功率、天线增益、载机的反射面积和干扰距离各不相同，因此形成的等效系数K也不相同。要想形成“变色龙”装备，就要选取不同的等效系数K。

对于既定的蓝军干扰装备来说，天线增益和载机的雷达反射面积是固定的，但发射机功率可以动态调整，干扰距离可以重新规划设计。因此，通过调整发射机功率和干扰距离就可以实现模拟不同装备的等效干扰结果，但前提是对于所模拟的干扰装备的干扰样式需要事先掌握。

例如要想模拟美军机载远距离支援干扰、随队掩护以及自卫干扰，可选取AN/ALQ-99FV干扰吊舱、AN/ALQ-184（V）电子干扰吊舱和AN/ALQ-131电子对抗吊舱作为典型模拟对象，计算出各型装备的等效系数。

AN/ALQ-99FV干扰吊舱的等效系数为K99，即

AN/ALQ-184（V）电子干扰吊舱的等效系数为K184，即

AN/ALQ-131电子对抗吊舱的等效系数为K131，即

通过调整不同的等效系数K99、K184、K131，就能模拟AN/ALQ-99FV干扰吊舱、AN/ALQ-184（V）电子干扰吊舱和AN/ALQ-131电子对抗吊舱的干扰效果，为构建具有“变色龙”特征的电子蓝军装备提供了技术支撑。

4 结 语

本研究提出了基于受体感应的电子战威胁特性提取方法，对电子战威胁目标进行了特性分解，探索形成了电子战装备蓝军构设模式，综合运用后门引导技术、空间缩比技术和一体多用技术，探索形成机载电子进攻模拟装备非对称增效技术路线，建立了电子战威胁目标特征的感知域重塑方法，为电子蓝军装备建设模式提供了有效技术支撑。

在采用一体多用技术实现“变色龙”装备时，由于缺乏可用的实际装备数据支撑，无法进行实装验证，只是进行了基于控制变量法的理论分析，前提是电子战装备的干扰技术是已知的，并可以动态复制。但是，在实际应用中，强敌的干扰机理尤其是干扰参数无法准确掌握，造成蓝军装备模拟时只是近似等同，会存在细微差别，因此需要在映射推导时加以修正。