《仿真实验设计方法在电子对抗中的应用》
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【摘 要】电子干扰机干扰是掩护飞机实现突防的重要环节,干扰效果的影响因素众多,根据作战需要,选取干扰程度为综合评判指标,干扰最大作用距离和有效干扰时间为分指标,干扰机数量、巡航区域和干扰样式为影响因子,利用正交设计方法,优选方案,进行仿真实验,得到指标和影响因子水平,给出了最优方案,为作战指挥提供决策依据.
【关键词】干扰;正交设计;仿真实验
【中图分类号】TN97 【文献标识码】A 【文章编号】1674-0688（2020）05-0115-02
0 引言
干扰机在敌方雷达最大探测距离之外发射干扰信号,降低雷达探测距离,使己方成功完成隐蔽攻击,尽可能地提高远距离干扰性能,一直是专家学者研究的问题.影响干扰性能的因素众多,很多文献已对干扰机阵位设计、干扰机性能分析、突防区域分析、干扰机的资源配置等进行了研究,取得了很大进展,可以得到单个或几个因素的优化结果,而干扰过程涉及因素多,环境复杂,单个因素的优化结果不能全面反映整体的干扰效果,因素间的影响关系也并未讨论.本文通过仿真实验设计可以针对多个因素的众多方案,对方案选优,为干扰机有效干扰实现突防提供科学依据[1-3].
1 背景
红方干扰机实施雷达干扰,在蓝方地面炮火射程以外建立电子屏障,使干扰机能够有足够的时间占据有利地形,进行有效干扰,掩护红方飞机实现突防,其任务主要是通过告警、施放电子干扰,对蓝方地面搜索雷达和制导雷达进行反辐射攻击等方式,掩护红方航空兵部队顺利进行截击、轰炸等作战任务.
蓝方现在X区域布设了雷达网,分设1个指挥部,1个雷达站和预警机,为了实现安全突防,红方在Y区域布设了1架攻击机和几架干扰机,使得攻击机和干扰机协同配合,利用干扰机实施远距离干扰,帮助攻击机避开蓝方雷达探测,为突防形成安全区域,顺利实现突防.根据战场环境,如何配置干扰机,实施有效干扰是本文研究的重点问题.
2 指标和影响因子确定
雷达干扰主要受干扰机的数量、功率、频率和干扰模式、干扰空间范围、有效干扰空间及雷达周边电磁环境等多种因素的影响.文献[4]已对干扰最大作用距离、干扰机干扰功率、雷达探测功率、雷达旁瓣性能、雷达信号带宽、噪声、雷达自身技术指标、干扰机数量、配置方法等与干扰效果的影响进行了研究,给出了单因子与干扰效果的影响关系.当干扰最大作用距离越近时,干扰效果越好.干扰机干扰功率越大,干扰效果越好;干扰机数量越多,可以不断地提升干扰效果;干扰机配置方法、雷达自身技术指标、干扰样式都对干扰效果有影响.
（1）指标和影响因子的选取原则.?譹?訛系统性.各指标和因子要有一定的逻辑关系,可以从不同的侧面反映干扰效果的主要特征和状态.?譺?訛科学性.指标体系应能真实而科学地反映问题的全面的性能特点,所采集的信息要可靠、准确.?譻?訛客观性.干扰性能的测定和判断应有比较客观的标准,选取的指标和影响因子具有代表性.?譼?訛易测性.指标和因子要易于观察和测量,且易为决策者所接受.?譽?訛实用性.指标和影响因子不复杂,便于掌握.?譾?訛可操作.各指标和因子应该具有很强的现实可操作性.
（2）确定指标和影响因子.基于作战想定,确定红蓝双方的行动部署和兵力配置,将干扰程度作为干扰机干扰的综合评判指标.最大作用距离越近,红方干扰机被蓝方发现概率越大,增加了被击毁的风险,有效干扰时间对干扰效果的影响也不是越长越好,但这两个指标是影响干扰效果的关键指标,因此作为分指标.影响因子包括干扰机数量、巡航区域、干扰样式.
干扰程度：干扰机干扰蓝方雷达的强烈程度.
干扰目标最大作用距离：干扰机对蓝方目标雷达干扰,在天线波瓣最大增益方向上的作用距离.
有效干扰时间：干扰机能够有效威胁雷达的时间,实际干扰时间为跑道形空域的直线部分.
巡航区域：在航线安全间隔情况下,干扰机在一定高度时的巡航位置.
干扰样式：干扰机按干扰频谱宽度与被干扰电子设备接收机通频带的比值,包括灵巧噪声干扰、瞄准式、阻塞式、欺骗干扰、扫频式等.
3 正交设计方法
目前的實验设计方法主要有因子设计、正交设计、田口设计等.因子设计是将所有因子的各水平进行组合选优,计算量大,计算时间长,求解不易.田口设计多用于产品质量管理中,而正交设计是研究多因素、多水平的一种设计方法,从全面实验中挑选出部分有代表性的点进行实验,具有均匀性和齐整可比性,计算量较小,因而干扰机干扰方案设计采用此方法[5].
正交实验设计通过正交表能够恰当地安排实验方案,并对实验结果进行有效地计算和分析,提出最优方案,进而设计出可能更好的实验方案,其优点有以下几个方面：一是通过正交表安排实验能极大地减少实验次数,均匀地挑选出的少数方案具有很强的代表性,与做全面实验得到的结果相差很小;二是对这些少数实验方案的结果进行分析,可以比较不同因素对实验结果的影响程度,找出实验的“最关键”因素;三是通过对不同因素的比较,可以得出最优的实验方案,并且最优方案往往不包含在所做实验之中.
正交设计的步骤：?譹?訛明确实验目的,确定评价指标;?譺?訛挑选因素,确定水平;?譻?訛选正交表,进行表头设计;?譼?訛明确实验方案,进行实验,得到结果;?譽?訛对实验结果进行多元方差分析,选择最优方案.
4 实例验证
干扰机在预定空域作横向跑道形飞行,暂不考虑大气衰减、细雨、地面反射等外部环境的影响.干扰机数量增加时,各架干扰机的间距采用区域周长的平均间距.由于雷达的低副瓣特性,当其他工作参数确定时,以主瓣干扰最好,可以使得雷达的探测距离快速缩短.巡航区域为矩形区域,布设在敌方目标雷达干扰主瓣方向.由于战场环境复杂,布设干扰机前需要考虑网络、通信、人员配置等,因此在同一区域布设多架干扰机,不考虑多个区域交叉布设多架干扰机.
4.1 确定因子水平
（1）干扰机数量.依据作战实际情况,干扰机数量最多为3架.
（2）巡航区域.确定5個巡航区域如下.区域1：东经118°36′、北纬25°11′,东经119°40′、北纬26°06′,东经119°22′、北纬26°20′,东经118°22′,北纬25°24′,高度为8 000 m.区域2：东经117°43′、北纬25°47′,东经118°37′、北纬26°47′,东经118°59′、北纬26°35′,东经118°04′、北纬25°35′,高度为8 000 m.区域3：东经117°18′、北纬25°59′,东经118°19′、北纬26°44′,东经118°30′、北纬26°30′,东经117°36′、北纬25°42′,高度为8 000 m.区域4：东经118°00′、北纬25°36′,东经118°51′、北纬26°19′,东经119°03′、北纬26°07′,东经118°18′,北纬25°25′,高度为8 000 m.区域5：东经117°13′、北纬25°58′,东经118°21′、北纬26°42′,东经118°33′、北纬26°26′,东经117°30′、北纬25°43′,高度为8 000 m.
（3）干扰样式.灵巧噪声干扰为1,扫频式为2,瞄准式为3,阻塞式为4,欺骗干扰为5,得到因子水平表（见表1）.
4.2 确定指标水平
不考虑交互作用,进行正交设计,通过仿真实验,得到指标值（见表2）.
5 结语
本文根据指标的选取原则,选取了重要指标和影响因子,进行了正交设计,通过仿真实验,确定指标和因子水平,得到了设计方案,对于多部雷达、多架干扰机改变配置方法的方案设计问题还需要进一步研究.
参 考 文 献
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[3]崔继先,张志虎.预警机协同下的空中作战机群空防区域分析与评估[J].中国电子科学研究院学报,2016,11（3）：305-309.
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[5]胡剑文.作战仿真实验设计与分析[M].北京：国防工业出版社,2010.
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归纳总结:本文论述了大学硕士与实验设计和电子对抗本科实验设计和电子对抗毕业论文开题报告范文和相关优秀学术职称论文参考文献资料，关于免费教你怎么写设计方法方面论文范文.
实验设计和电子对抗引用文献:
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[3] 电子设计论文集 电子设计核心期刊参考文献有哪些
