中國人民解放軍93861部隊 張榮江 莊 瑾 季鏡炎
制導(dǎo)雷達電子對抗能力直接影響武器系統(tǒng)效能發(fā)揮,無論在合同作戰(zhàn)或獨立作戰(zhàn)中,對戰(zhàn)爭的決勝往往產(chǎn)生著直接的影響作用,已經(jīng)成為了地面防空武器系統(tǒng)作戰(zhàn)效能的主要衡量指標。因此,深入研究并分析制導(dǎo)雷達系統(tǒng)設(shè)計中電子對抗環(huán)境的確定具有一定的現(xiàn)實意義。
制導(dǎo)雷達電子對抗能力主要是在方案設(shè)計初期和外場驗證中確定,在制導(dǎo)雷達系統(tǒng)方案論證階段就所具備的電子對抗能力進行定性定量描述[1]。在制導(dǎo)雷達系統(tǒng)的外場檢飛驗證中,需要優(yōu)先完成戰(zhàn)技指標的確定,戰(zhàn)技指標也會隨著電子對抗環(huán)境的改變而改變。在完成制導(dǎo)雷達檢飛工作以后,應(yīng)對其電子對抗的環(huán)境適應(yīng)能力進行必要的試驗與考核。因此,研究制導(dǎo)雷達系統(tǒng)在檢飛驗證中的電子對抗環(huán)境十分有必要。
各型制導(dǎo)雷達系統(tǒng)用途不同,作戰(zhàn)對象、戰(zhàn)場環(huán)境也存在差異。而且,電子對抗環(huán)境在實戰(zhàn)中十分復(fù)雜多變。所以,制導(dǎo)站雷達的電子對抗環(huán)境確定難度極大,電子對抗環(huán)境主要包括以下幾個方面:
2.1.1 遇到敵方偵察系統(tǒng)數(shù)量、性能與分布;
2.1.2 所處干擾環(huán)境的干擾源密度、數(shù)量、總功率、空間分布、樣式、頻率、參數(shù)以及形式等;
2.1.3 有效截面積與末制導(dǎo)性能等;
2.1.4 對低小慢目標進行探測,處于制導(dǎo)雷達工作頻率范圍內(nèi)有效截面積與特性等。
所以,電子對抗環(huán)境的確定需要嚴格遵循相關(guān)性和選擇性原則,才能確保制導(dǎo)雷達系統(tǒng)所提出電子對抗的指標符合戰(zhàn)場需要,電子對抗指標與初期方案的制定也更具可行性,為檢飛與試驗提供必要的保障。
電子對抗環(huán)境選定的基本原則集中體現(xiàn)在以下幾個方面:一是電子對抗環(huán)境需要與實戰(zhàn)電子對抗環(huán)境需求相吻合[2];二是在實戰(zhàn)過程中,電子對抗環(huán)境始終處于動態(tài),所以無需確保和實戰(zhàn)電子對抗環(huán)境相同。只要典型電子對抗環(huán)境被確定,即可完成制導(dǎo)雷達系統(tǒng)電子對抗的檢飛與試驗;三是在制導(dǎo)雷達系統(tǒng)初期設(shè)計和檢飛過程中,要結(jié)合所研制的系統(tǒng)狀況對電子對抗環(huán)境加以確定,將雷達不會遇到的電子對抗模式剔除,有效地規(guī)避了重復(fù)性的工作。
Tobit(線性概率)模型
將定義的電子對抗環(huán)境選擇的全部變量放進模型中進行估計,通過比較各個變量的P值來考慮具體剔除哪些變量以及對哪些變量考慮將其交互影響的效應(yīng)放進模型中去。
Tobit模型的形式如下:
其中ui為隨機誤差項,xi為定量解釋變量。yi為二元選擇變量。設(shè):
對yi取期望:
研究yi的分布。因為yi只能取兩個值,0和1,所以yi服從兩點分布。把yi的分布記為:
則:
由(2)和(3)式有:
以pi= - 0.2 + 0.05 xi為例,xi每增加一個單位,則采用第一種選擇的概率增加0.05。
分析Tobit模型誤差的分布。由Tobit模型(1)有,
由(4)式,有:
因為yi只能取0, 1兩個值,所以:
上兩式說明,誤差項的期望為零,方差具有異方差。當pi接近0或1時,ui具有較小的方差,當pi接近1/2時,ui具有較大的方差。所以Tobit模型(1)回歸系數(shù)的OLS估計量具有無偏性和一致性,但不具有有效性。
假設(shè)用模型(4)進行環(huán)境參數(shù)選擇預(yù)測,當預(yù)測值落在 [0,1]區(qū)間之內(nèi)(即xi取值在[4, 24] 之內(nèi))時,則沒有什么問題;但當預(yù)測值落在[0,1] 區(qū)間之外時,則會暴露出該模型的嚴重缺點。因為概率的取值范圍是 [0,1],此時必須強令環(huán)境參數(shù)預(yù)測值(概率值)相應(yīng)等于0或1(見圖1)。線性概率模型常寫成如下形式∶
圖1
然而這樣做的問題是。假設(shè)預(yù)測某個事件發(fā)生的概率等于1,但是實際中該事件可能根本不會發(fā)生。反之,預(yù)測某個事件發(fā)生的概率等于0,但是實際中該事件卻可能發(fā)生了。雖然估計過程是無偏的,但是由估計過程得出的預(yù)測結(jié)果卻是有偏的。
由于線性概率模型的上述缺點,希望能找到一種變換方法,(1)使解釋變量xi所對應(yīng)的所有環(huán)境參數(shù)預(yù)測值(概率值)都落在(0,1)之間。(2)同時對于所有的xi,當xi增加時,希望yi也單調(diào)增加或單調(diào)減少。顯然累積概率分布函數(shù)F(zi) 能滿足這樣的要求。用正態(tài)分布的累積概率作為Probit模型的預(yù)測概率。
根據(jù)電子對抗環(huán)境和多種因素之間存在緊密的聯(lián)系,需要針對制導(dǎo)雷達電子對抗環(huán)境進行等級分類,并將其當做典型的電子對抗環(huán)境。
在制導(dǎo)雷達系統(tǒng)電子對抗環(huán)境中,電子干擾最為常見,反輻射導(dǎo)彈與偵察次之,低小慢目標位于末位。為此,在檢飛的電子對抗環(huán)境確定的過程中,可以將雷達電子對抗環(huán)境劃分為五級:
第一級,對機載干擾機水平脈沖干擾功率加以運用。連續(xù)波干擾功率控制在80-100W之間,天線增益10dB,干擾主要形式為雜波干擾。這一等級的電子對抗環(huán)境支持海浪雜波與地物雜波干擾。
第二級,對機載干擾機水平脈沖干擾功率加以運用,即1000-2000W。連續(xù)波干擾功率控制在100-140W之間,天線增益20dB,干擾主要形式為雜波干擾。這一等級的電子對抗環(huán)境支持角度欺騙與距離欺騙干擾,具備海浪雜波與地物雜波干擾的功能,并且雷達能夠探測亦或是監(jiān)聽輻射源。
第三級,具體的干擾環(huán)境為仿真國外近年來干擾水平,支持角度欺騙、距離欺騙與速度欺騙干擾,且能夠?qū)崿F(xiàn)多種干擾的復(fù)合。雷達應(yīng)能夠探測并監(jiān)聽輻射源,具備較強的反偵察能力。
第四級,干擾環(huán)境和二級干擾環(huán)境相同,其欺騙干擾與無源干擾性能較強,能夠?qū)崿F(xiàn)復(fù)合式的干擾,具備反輻射導(dǎo)彈攻擊能力,且雷達應(yīng)具備一定的反偵察能力。
第五級,和第四級電子對抗環(huán)境相同,是否要對低小慢目標做對抗進行綜合分析。
綜上所述,制導(dǎo)雷達系統(tǒng)檢飛過程中的電子對抗環(huán)境確定問題做出了初步研究與探討,在檢飛過程中,制導(dǎo)雷達系統(tǒng)并非處于孤立狀態(tài),而是包含于全系統(tǒng)當中,屬于武器系統(tǒng)的重要組成部分。在這種情況下,對于制導(dǎo)雷達檢飛過程中的電子對抗環(huán)境的研究,也必須要對武器系統(tǒng)電子對抗環(huán)境做出綜合考慮。