电子对抗中的干扰分配算法研究.pdf
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1、现代电子技术Modern Electronics TechniqueSep.2023Vol.46 No.182023年9月15日第46卷第18期0 引 言战争,是一个与人类文明史相伴的永恒主题,经历了冷兵器时代、热兵器时代、核武器时代,目前已迈入现代信息化作战时代12,进一步向智能化作战演变。在信息化作战过程中,对信息的掌握与运用将决定战争的走向和最终的成败。战场信息的争夺目前集中体现在电磁空间的频谱战,包含电子支援措施(ESM)、电子对抗(ECM)和电子反对抗(ECCM)等。其中电子对抗是指利用干扰、箔条和曳光弹等来扰乱雷达、军事通信和热寻的武器的正常工作3。在主动电磁进攻中,电子干扰能有效
2、压制敌方的电子战装备性能,使其雷达探测距离大幅缩短、通信被中断、指挥所瘫痪,达到“破网断链”的效果,为火力打击创造良好条件,甚至达到不战而屈人之兵的战场效果。电子对抗中的干扰往往不是简单的一部干扰机对敌方的一个目标实施干扰,典型场景是多部干扰机同时对敌方多个目标进行干扰。现代作战中敌方会在陆地、空中、海上各型作战平台上部署多型多部雷达,雷达与雷达间形成雷达组网47,以便一点探测全网皆知。针对敌方的雷达探测网,需要使用多部干扰机协同干扰。如何有效干扰敌方雷达探测网,且使干扰效能最大化,是协同干扰面临的一个实际问题。本文考虑战场中敌我各作战要素,构建了电子对抗中的干扰分配算法,使干扰行动有序、有规
3、、有效,充分利用己方的干扰资源,有效干扰敌方雷达网,且能利用干扰分配算法实时改变干扰策略,应对战场瞬息万变的作战态势。1 干扰分配的目的与场景干扰分配的目的:在远距支援干扰飞机掩护我方战斗机突防时,基于干扰效能最大化原则为远距支援干扰飞机编队自动分配干扰目标,以提升对雷达网的干扰效DOI:10.16652/j.issn.1004373x.2023.18.006引用格式:尹经禅.电子对抗中的干扰分配算法研究J.现代电子技术,2023,46(18):3337.电子对抗中的干扰分配算法研究尹经禅(中国电子科技集团公司第二十九研究所,四川 成都 610036)摘 要:文中提出一种电子对抗中的干扰分配算
4、法。首先计算敌方雷达威胁等级系数,根据威胁等级系数排序,考虑干扰效果系数大小分配干扰资源,给出分配规则;再给出一个干扰分配的案例,阐释在具体案例中如何按算法进行干扰资源分配。文中对作战中的干扰分配问题进行探讨研究,后续可考虑更多的实际情况进行进一步优化,最大程度发挥干扰资源作战效能,最终有效干扰敌方雷达探测网。关键词:电子对抗;干扰分配算法;电子反对抗;雷达;组网;协同干扰;电子支援措施中图分类号:TN82334 文献标识码:A 文章编号:1004373X(2023)18003305Research on jamming allocation algorithm in electronic c
5、ountermeasureYIN Jingchan(The 29th Research Institute of China Electronics Technology Group Corporation,Chengdu 610036,China)Abstract:A jamming allocation algorithm for electronic countermeasure is proposed.The threat level coefficient of enemy radar is calculated,then the jamming resources are allo
6、cated according to jamming efficiency in the order of threat level coefficient,and the allocation rules are given.At the same time,a case of jamming allocation is given,and how to allocate jamming resources according to the algorithm in a specific case is explained.The problem of jamming allocation
7、in warfare is discussed and studied.Further optimization research can be conducted by considering more practical situations to maximize the effectiveness of jamming resources and finally jam the enemy radar detection network effectively.Keywords:electronic countermeasure;jamming allocation algorithm
8、;electronic countercountermeasures;radar;networking;cooperative jamming;electronic support measures收稿日期:20230117 修回日期:202302223333现代电子技术2023年第46卷能。多架远距支援干扰飞机构成特定的干扰机作战阵势(可以为多架远距支援干扰飞机组成的沿同一跑道飞行的干扰机编队,亦可为在不同空域布置的沿各自跑道飞行的多架远距支援干扰飞机),对我方战斗机或战斗机编队提供电磁掩护。敌方防空系统通常为网络化的作战体系811,由多部雷达及防空武器系统构成,远距支援干扰飞机需要干扰的是
9、敌方的各类警戒雷达1213、目标指示雷达14、制导雷达15等。各种不同种类和不同参数的雷达对我方战斗机的威胁各不相同,我方远距支援干扰飞机需要优先干扰对我方战斗机编队构成最大威胁的雷达(干扰谁,选干扰目标),同时考虑干扰效能的最大化(谁干扰,分配干扰资源)。为分析远距支援干扰飞机编队的统一目标分配,构建作战场景,如图1所示。图中两架远距支援干扰飞机组成沿同一跑道飞行的干扰机编队,远离敌方防空区域。我方战斗机在干扰机编队的电磁掩护下进入敌方防空区域,对敌方防空系统进行打击。敌方防空系统为多部按一定间距布置的雷达示意。图1 远距支援干扰飞机掩护我方战斗机突防场景2 干扰分配的策略基于远距支援干扰飞
10、机的使用方式,确定远距支援干扰飞机统一目标分配的原则,具体为:原则 1:在干扰目标选择方面优先干扰威胁等级高的目标;原则 2:在干扰资源分配上遵循干扰效能最优的原则。根据原则 1,首先确定不同目标的威胁等级。目标的威胁等级又取决于两个方面,如图2所示。第一方面是目标雷达对我方战斗机的探测概率,探测概率越高,对我方战斗机构成的威胁越大,反之则威胁越小。探测概率进一步取决于目标雷达自身性能,如:探测距离远近、抗干扰性能强弱、相对我方战斗机的方位、与我方战斗机的实际距离等要素。第二方面是我方战斗机对目标雷达的自卫/随队干扰能力,通常我方战斗机在机头和机尾方向具有自卫干扰能力,因而目标雷达对我方战斗机
11、构成的威胁较小;而我方战斗机在机身左右两个侧向不具备自卫干扰能力,因而目标雷达对我方战斗机构成的威胁较大。图2 威胁等级影响要素构成图根据原则 2,为威胁等级大的目标雷达分配远距支援干扰飞机,使达到的干扰效能最佳。干扰效能基于进入能量最大化的原则,主要取决于两方面,如图3所示。第一方面是目标雷达是否在远距支援干扰飞机的干扰掩护波束内,第二方面是目标雷达探测我方战斗机的探测波束是否覆盖远距支援干扰飞机。图3 干扰效能影响要素构成图3 干扰分配的算法与流程进行远距支援干扰飞机编队统一干扰目标分配前,首先进行频段划分,对每一频段内的目标雷达进行相同的干扰资源分配操作。3.1 威胁等级系数计算目标雷达
12、威胁示意图如图 4 所示,为便于定量分析,定义:r:我方战斗机与目标雷达的实际距离;R:目标雷达未受到干扰情况下的最大探测距离;DF:距离因子(Distance Factor),DF=1-0.2()r R4;:目标雷达偏离我方战斗机航向的角度;DP:探 测 概 率(Detect Probability),DP=0.75()|sin 0.5+0.2;SJF:自卫/随队干扰因子(Self Jamming Factor),1表34第18期示在自卫/随队干扰频段范围内,0 表示不在自卫/随队干扰频段范围内;h0:我方战斗机飞行高度(单位为m);h1:目标雷达高度(单位为m);BTF:雷达基础威胁等级系
13、数(Basic Threat Factor),介于0和1之间,与雷达的新旧代别有关,新一代雷达比上一代雷达的BTF高;TF:威胁等级系数(Threat Factor),介于0和1之间,数值越大威胁等级越高,数值越小威胁等级越低。图4 目标雷达威胁示意图目标雷达在视距探测条件的威胁等级系数计算公式为:TF=r()4.12h0+4.12h1 r R 1-(0.2(r R)4 0.75(|sin )0.5+0.2 SJFBTF(1)设某频段内目标雷达的数目为 m0,在远距支援干扰飞机掩护我方多个战斗机编队,如 z个编队时,针对第1个编队计算威胁等级系数TF11、TF21、TFm01,针对第 2 个编
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