机载电子对抗系统效能评估方法分析

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　　摘   要：机载电子对抗系统效能决定了作战飞机的战斗力，如何提升机载电子对抗系数效能是需要重点考虑的问题。基于此，文章提出机载电子对抗系数效能含义，并分析了几种机载电子对抗系数效能评估方法。
　　关键词：机载电子对抗;系统效能;评估方法
　　如今，绝大部分战斗飞机都安装了电子对抗系统，可以对威胁战斗机的敌机载、地面雷达信号进行接收、分选、处理、识别等，并给予全面警告，实现敌机来袭的威胁警告，进行反干扰，让对抗系统成为作战飞机的重要武器之一。合理配置机载电子对抗系统可以有效提升战斗飞机的作战能力，有助于提升軍事力量。如果机载电子对抗系统配置不当，将会让战斗飞机暴露在敌方电子设备检测范围内，成为飞机受打击的标靶，因此必须要加强机载电子对抗系统的作战效能评估分析工作。良好的效能评估工作可以提高机载电子对抗系统的运行性能，有效解决对抗装备使用过程中需解决的问题，针对性地改造、完善对抗装备，确定最终的研制方案。
　　1    机载电子对抗系统能效含义
　　1.1  机载电子对抗系统
　　机载电子对抗系统是为了完成空中电子对抗任务，由多个电子对抗设备构成的统一协调整体。对抗系统由侦察传感器、显示操作器、干扰执行设备及指挥、通信、控制等构成。整个系统采用模块化设计方法，各子系统具有一定的工作能力和功能，可以确保各子系统之间不会产生负面干扰，并具备良好的联动性。
　　1.2  机载电子对抗系统效能
　　体现战斗飞机战斗力的重要指标之一就是生存能力，指承受或躲避人为敌对环境的能力，包括敏感性、易损性等。易损性指飞机受到打击之后的损坏程度，通过定量度量计算，与飞机结构、形态、强度、关键部件数量、位置、幅员等有关;敏感性指飞机侦察敌人威胁信号后成功躲避的能力，可以用事件概率乘积表示：Pg=P2×P3×P4×P5×P6，其中，Pg为躲避能力，P2为临近飞机威胁武器系统活动概率，P3为威胁处活动状态中飞机被侦察概率，P4为在探测到飞机情况下向飞机发射导弹击中飞机概率，P5为传播物已经发射下截机飞机概率，P6为传播物已经截机情况下击中飞机概率。
　　电子对抗采用定向能、电磁能、水声能等机理，用于破坏、削弱、扰乱敌方电子信息系统与设备，确保己方电子信息系统与设备可以正常运行[1]。电子对抗可以划分为光电、通信、雷达、网络、水声等对抗形式。机载电子对抗系统作为战斗机开展空战作战任务的重要电子供给手段，提升飞机在作战领域的作战效能、生存能力。机载电子对抗系统效能指飞机在战斗状态下可以削弱敌方飞机电子信息与设备、保障己方电子信息与设备的能力，是对机载电子对抗系统的综合评价，包括A（可用度）、D（可信度）、C（固有能力）3个方面的综合反应。
　　2    机载电子对抗系统效能指标
　　2.1  性能指标
　　机载电子对抗系统性能指标包括：侦察、干扰频率覆盖范围;对抗系统的运行功率、灵敏度、作用范围;在信号密度较大区域的适应性能;可以对付辐射源的数量;系统反应速率、适应力;自然环境适应能力;电磁兼容性能;机动性;体积与质量;可维护性、可靠性。
　　2.2  性能最佳化
　　影响电子对抗系数性能的因素有很多，主要包括使用情况、安装质量、成本量等，结合系统工程理论以及各方影响因素，可以确定最佳方案，如机载电子对抗系统中，在体积、重量受限情况下如何实现系统性能的最佳化。在电子对抗系统达到最佳化时，防御效率为极小值，电子对抗系统性能指标量非常多，包括天线增益、干扰功率、灵敏度、反应速率等，可以划分为X1，X2，X3，...，Xi.，..，Xm，一共m个干扰指标，在防御系统性能保持不变基础上，防御效率E就是Xi的函数，也就是E=E（X1，X2，X3，...，Xi，...，Xm）。
　　3    机载电子对抗系统效能分析方法（ADC）
　　机载电子对抗系统效能分析主要是采用ADC法，分别表示可用度、可信度、作战能力，采用E（1×m）表示，也就是E=A×D×C式中，E表示系统效能指标向量，包括ei（i=1，2，...，m）是对系统第i项任务要求的效能指标[2]。A表示1×n个可用度向量，也就是任务开始可用量度，反映出设备使用的性能;A任意分量为Aj，也就是执行任务之后系统处于j状态的几率。通常情况下，系统可能工作状态主要是受到工作保障、运行、维修、故障、待机等影响。D表示整个系统的可信度，也就是任务执行中完成标准的几率，其中有n个可能存在的状态，也就是D单是一个n×n的矩阵，包括Dij，指系统在i状态下转移到j状态的几率。C表示系统作战力或运行性能，也就是系统在最佳性能的基础上完成任务的几率，C用n×m矩阵表示，包括Cij，指在i状态下达到j状态下要求的几率[3]。
　　将整个系统简化为A，D，C乘积，A表示战斗机在准备战斗情况下可靠投入的概率;D表示可以实现可靠工作的概率;C表示武器系统可靠条件下完成战斗任务的概率;E表示准备特性的作战效能和武器系统使用可靠性。
　　4    机载电子对抗系统效能评估方法
　　机载电子对抗中最重要的两个指标是电子侦察、反电子措施。电子侦察包括电子情报、电子支援、威胁警告;反电子措施包括软摧毁、应摧毁、战术回避。结合电子对抗系统特点，下文采用ADC分析方法探究该问题。
　　4.1  电子侦察作战效能
　　电子侦察设备结合不同的作战任务、作用，划分为电子支援、电子情报、威胁警告3个方面，通常在侦察设备评估中只对其中某一项功能进行，但是在综合电子对抗系统中，可能同时对多项功能展开评估。虽然侦察设备执行的任务存在差异，但是工作原理大致相同，在诸多影响侦察设备作战效能因素当中，挑选出最为重要的影响因素，并根据这些主要因素得出电子侦察设备作战效能。 　　在电子侦察设备正式开展任务中，由于设备处于不同的工作状态，重点考虑两个影响最大的状态，也就是正常工作状态、故障工作状态。采用平均故障间隔时间（MTBF）方法就表示正常工作状态下的数量特征，用平均修理时间（MTTR）表示故障状态下数量特征。执行任务时，设定指标：（1）设备处在正常工作状态下，在任务完成后设备可以继续工作的几率。（2）设备处在正常工作状态下，在完成任务之后设备出现故障状态的几率。（3）设备处在故障状态，在完成任务之后设备可以继续工作的几率。（4）设备处在故障状态，在任务完成之后设备依然处在故障状态的几率。如果机载电子对抗系统在任务中无法修复，并且系统故障服从指数定律，则可以根据任务时间、故障率得出[D]系数。电子侦察为了更好地获取信号，经过深度处理即可得到情报信息。电子侦察系统作战效能指标包括信息截获能力、运行效能、信号分析识别能力、信息处理效能。结合具体的截获能力、不同状态下信号分析处理能力，即可得到[C]系数[4]。
　　信号截获能力主要是通过覆盖系数、截获率乘积得到。信号分析识别效能主要是受到识别可信度（ρ）、信息处理概率影响（Ps），也就是信号截获能力ER=Ps×ρ，而侦察设备作战效能为E=A×[D]×[C]。
　　4.2  反电子措施作战效能
　　4.2.1  软摧毁
　　软摧毁就是电子摧毁（非物质摧毁），主要的影响因素包括：干擾性、引导瞄准性能、向应力。引导瞄准性能主要由引导概率、干扰覆盖系数决定，同时受到系统干扰频域、期望作战干扰暴露距离、实际干扰暴露距离的影响。干扰效能可以采用关系矩阵K=丨K（i，j）丨表示，也就是第i种干扰技术瞄准供给条件下对j个目标固有压制品质因数，主要是采用模糊模式分类方案确定[5]。系统响应速率可以用威胁暴露间时间概率表示，包括暴露时间期望值、系统响应时间期望值。软摧毁必须要结合支援侦察设备检查的地方状况，引导电子干扰正确进行，所以软摧毁必须要和电子侦察设备联合形成对抗体系。
　　4.2.2  硬摧毁
　　硬摧毁是通过杀伤性武器威胁、摧毁目标，主要影响因素包括跟踪性能、毁伤概率、系统向应力3个方面。跟踪能力的影响因素主要包括跟踪系数、精准跟踪目标系数、规定跟踪频域、实际跟踪频域、期望规定跟踪范围、实际跟踪范围等[6]，主要取决于系统精准跟踪目标几率。毁伤概率主要由毁伤系数决定，影响因素为响应时间低于威胁暴露时间概率，以E3表示，E3=A3×[D]3×[C]3。杀伤性武器和侦察设备配合应用，综合评定效能。
　　4.2.3  战术回避
　　基于侦察信息获得的威胁信号确定战术回避效能，是一种与侦察联系的反电子措施，主要是通过干扰进行自卫。
　　5    结语
　　结合各项影响因素，采用ADC方法分析机载电子对抗系统效能。本文提出的ADC评估方案更加客观，在实际应用中也较为简单，为军事装备设计、选型提供了理论依据。ADC只是效能评估模型的一种，还有ARC等评估模型，需要根据实际情况和要求选择。
　　[参考文献]
　　[1]刘志远，平殿发，王磊.基于灰色层次模型的机载电子对抗系统效能评估[J].舰船电子工程，2012（3）：68-70.
　　[2]平殿发，刘志远，张伟.基于ADC模型的机载电子对抗系统效能评估[J].航天电子对抗，2013（1）：61-64.
　　[3]周秋红，夏爱军，郑景嵩.基于多源数据分析的机载自卫电子对抗效能评估方法[J].电子信息对抗技术，2018（3）：61-65.
　　[4]高建荣，廖羽宇，黎盛泉.电子对抗系统效能评估的逻辑初探[J].电子信息对抗技术，2018（5）：53-56.
　　[5]张伟，平殿发，张韫.基于云重心理论的机载电子对抗效能评估[J].舰船电子对抗，2013（4）：75-79.
　　[6]高建荣，黎盛泉，谢爱平.基于“研讨厅”机制的电子对抗作战效能评估[J].电子信息对抗技术，2019（1）：33-36.
　　Abstract：The effectiveness of airborne ECM system determines the combat effectiveness of combat aircraft. How to improve the effectiveness of airborne ECM coefficient is a key issue to be considered. Based on this， this paper puts forward the meaning of the effectiveness of airborne ECM coefficient， and analyzes several methods to evaluate the effectiveness of airborne electronic countermeasures coefficient.
　　Key words：airborne electronic countermeasure; system efficiency; evaluation method
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