主動(dòng)雷達(dá)導(dǎo)引頭干擾效能評(píng)估指標(biāo)體系的構(gòu)建與約簡

楊遠(yuǎn)志，王　星，陳　游，周東青，范翔宇

(空軍工程大學(xué) 航空航天工程學(xué)院,　西安 710038)

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·總體工程·

主動(dòng)雷達(dá)導(dǎo)引頭干擾效能評(píng)估指標(biāo)體系的構(gòu)建與約簡

楊遠(yuǎn)志，王星，陳游，周東青，范翔宇

(空軍工程大學(xué) 航空航天工程學(xué)院,西安 710038)

針對現(xiàn)有空空主動(dòng)雷達(dá)導(dǎo)引頭干擾效能評(píng)估指標(biāo)體系的主觀性較強(qiáng)，存在冗余現(xiàn)象，缺乏合理的建立依據(jù)和約簡方法，文中分析了評(píng)估指標(biāo)體系的構(gòu)建原則，通過對導(dǎo)引頭固有抗干擾能力和工作過程的分析，建立了評(píng)估指標(biāo)體系。為解決多指標(biāo)及各指標(biāo)重要程度不一的問題，應(yīng)用粗糙集屬性約簡算法對該指標(biāo)集進(jìn)行約簡，刪除了冗余屬性，得到了核心屬性。并且以五組主動(dòng)雷達(dá)導(dǎo)引頭干擾效能評(píng)估指標(biāo)數(shù)據(jù)為例進(jìn)行算法模型驗(yàn)證，并對約簡后的指標(biāo)體系進(jìn)行了有效性檢驗(yàn)。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明：該方法能有效簡化評(píng)估指標(biāo)，得到工作體制抗干擾因子和自衛(wèi)距離這兩個(gè)核心指標(biāo)，為主動(dòng)雷達(dá)導(dǎo)引頭干擾效能的評(píng)估提供理論支撐。

雷達(dá)導(dǎo)引頭；干擾效能評(píng)估；指標(biāo)體系；指標(biāo)約簡；粗糙集

0　引　言

對導(dǎo)彈進(jìn)行有效的電子干擾是空戰(zhàn)中載機(jī)應(yīng)對主動(dòng)雷達(dá)制導(dǎo)導(dǎo)彈威脅，提高戰(zhàn)場生存能力的關(guān)鍵，如何對雷達(dá)導(dǎo)引頭的干擾效果進(jìn)行有效評(píng)估已成為當(dāng)前亟待解決的問題。

建立合理的干擾效能評(píng)估指標(biāo)體系是進(jìn)行科學(xué)評(píng)價(jià)的前提，導(dǎo)引頭干擾效能評(píng)估指標(biāo)的選取是評(píng)價(jià)過程中的重點(diǎn)和難點(diǎn)，所選取的指標(biāo)應(yīng)具有可測性、獨(dú)立性，并且能全面地反映對導(dǎo)引頭的整體干擾效能。干擾和抗干擾作為一對對立統(tǒng)一體，從本質(zhì)上看，干擾評(píng)估是對抗干擾能力的逆向評(píng)估[1]。因此，對導(dǎo)引頭干擾效能評(píng)估指標(biāo)體系的構(gòu)建可以參考導(dǎo)引頭抗干擾效能評(píng)估指標(biāo)體系。另外，雷達(dá)導(dǎo)引頭是小型化的雷達(dá)，建立干擾效能評(píng)估指標(biāo)體系同樣可以參考雷達(dá)干擾效能評(píng)估的指標(biāo)體系。目前，對主動(dòng)雷達(dá)導(dǎo)引頭干擾效能評(píng)估指標(biāo)體系的研究已有部分成果[2-5]，但還是存在一些不足：(1)指標(biāo)選取時(shí)未考慮導(dǎo)引頭的固有抗干擾性能；(2)指標(biāo)間始終存在冗余現(xiàn)象，不能有效地反映對導(dǎo)引頭的綜合干擾效能；(3)部分指標(biāo)存在不可測的問題。本文從導(dǎo)引頭的固有抗干擾能力和工作過程的分析入手，建立了完備的主動(dòng)雷達(dá)導(dǎo)引頭干擾效能評(píng)估指標(biāo)體系。針對多指標(biāo)及冗余問題，利用粗糙集屬性約簡算法對指標(biāo)體系進(jìn)行約簡，得到約簡后的核心指標(biāo)，從而簡化評(píng)估流程。

1　主動(dòng)雷達(dá)導(dǎo)引頭干擾效能評(píng)估指標(biāo)體系的建立

1.1評(píng)價(jià)指標(biāo)的選取原則

評(píng)價(jià)指標(biāo)體系是由表征評(píng)價(jià)對象各方面特性及其相互聯(lián)系的多個(gè)指標(biāo)所構(gòu)成的具有內(nèi)在結(jié)構(gòu)的有機(jī)整體。評(píng)價(jià)指標(biāo)之間應(yīng)相互獨(dú)立，且指標(biāo)要全面科學(xué)地反映整體效能。因此，在建立主動(dòng)雷達(dá)導(dǎo)引頭干擾效能評(píng)估指標(biāo)體系時(shí)應(yīng)遵守以下原則[6-9]：

(1)完備性：對構(gòu)成評(píng)估的各項(xiàng)指標(biāo)進(jìn)行多方面考慮，以便評(píng)估體系可以有效完全描述對導(dǎo)引頭的干擾效能。

(2)科學(xué)性：由于影響干擾效能的因素有許多，應(yīng)分清主次，抓住主要因素，忽略次要因素。并且指標(biāo)大小應(yīng)適宜，明確各描述參數(shù)的內(nèi)涵，排除指標(biāo)間的相容性，減少評(píng)價(jià)系統(tǒng)的工作量，保證評(píng)價(jià)的科學(xué)性。

(3)系統(tǒng)性：評(píng)估指標(biāo)體系應(yīng)能全面反映干擾效能的綜合情況，充分考慮各指標(biāo)之間的聯(lián)系，既能反映直接結(jié)果，又要反映間接效果，以保證綜合評(píng)價(jià)的全面性和可信度。

(4)層次性：由于作戰(zhàn)情況的復(fù)雜性和作戰(zhàn)任務(wù)的多重性，對干擾效能的評(píng)估常常不可能只選取單個(gè)評(píng)估指標(biāo)，而有必要選取多層次、多方面的一組指標(biāo)來進(jìn)行，從而構(gòu)成一個(gè)評(píng)估指標(biāo)體系。

(5)獨(dú)立性：評(píng)估指標(biāo)之間應(yīng)該是不重疊的，甚至是不相關(guān)的，建立獨(dú)立、完備的指標(biāo)體系。

1.2評(píng)估指標(biāo)體系的建立

對主動(dòng)雷達(dá)導(dǎo)引頭的干擾效能是指干擾作用對雷達(dá)導(dǎo)引頭產(chǎn)生的破壞、損傷效應(yīng)，與干擾方和導(dǎo)引頭二者均有關(guān)系，不論采取什么樣的干擾措施，對導(dǎo)引頭的干擾效能最終要反映到導(dǎo)引頭的技術(shù)指標(biāo)上。因此，本文基于概率準(zhǔn)則建立指標(biāo)體系，即以干擾作用前后導(dǎo)引頭與干擾效能相關(guān)的關(guān)鍵性能的變化為依據(jù)評(píng)估干擾效果，建立通用的干擾效能評(píng)估指標(biāo)體系。

對導(dǎo)引頭工作過程進(jìn)行分析，主動(dòng)雷達(dá)導(dǎo)引頭在導(dǎo)彈末制導(dǎo)階段對其攻擊的目標(biāo)進(jìn)行截獲、跟蹤，并引導(dǎo)導(dǎo)彈最終擊中目標(biāo)。從開機(jī)到擊中目標(biāo)的這段時(shí)間里，按其工作任務(wù)可以分為兩個(gè)階段，即搜索截獲階段和跟蹤階段[4]。

搜索截獲階段：導(dǎo)引頭完成對目標(biāo)的角度截獲、速度截獲或距離截獲，如果在預(yù)定的空域中未能發(fā)現(xiàn)目標(biāo)，即啟動(dòng)搜索功能，直到截獲目標(biāo)，從而轉(zhuǎn)入對目標(biāo)的跟蹤。在這個(gè)階段，對導(dǎo)引頭的干擾性能的評(píng)估應(yīng)該以自衛(wèi)距離、有效截獲時(shí)間、干擾作用因子三個(gè)指標(biāo)來衡量。

跟蹤階段：導(dǎo)引頭截獲目標(biāo)后轉(zhuǎn)入對目標(biāo)的自動(dòng)跟蹤狀態(tài)，并連續(xù)測量目標(biāo)的運(yùn)動(dòng)參數(shù)，控制導(dǎo)彈飛向目標(biāo)。在這個(gè)階段，對導(dǎo)引頭干擾效能的評(píng)估通常以有效跟蹤概率、距離跟蹤誤差、速度跟蹤誤差、角度跟蹤誤差四個(gè)指標(biāo)來衡量。

現(xiàn)有先進(jìn)空空雷達(dá)制導(dǎo)導(dǎo)彈大多具有較強(qiáng)的抗干擾能力，因此，對導(dǎo)引頭干擾效能的評(píng)估也必須考慮導(dǎo)引頭的抗干擾能力。雷達(dá)導(dǎo)引頭的抗干擾一般通過以下兩個(gè)方面實(shí)現(xiàn)[10]：第一，改進(jìn)雷達(dá)工作體制，如采用相控陣、單脈沖、全相參等工作體制；第二，采用多種抗干擾技術(shù)措施，如：頻率捷變、副瓣抑制、脈沖壓縮等技術(shù)。

因此，借鑒層次分析法的思想，結(jié)合導(dǎo)引頭干擾性能評(píng)估實(shí)際，將與干擾效能有關(guān)的指標(biāo)分層處理，利用Delphi法初步建立的評(píng)估指標(biāo)體系，如圖1所示。

圖1　主動(dòng)雷達(dá)導(dǎo)引頭干擾效能評(píng)估指標(biāo)關(guān)系

(1)工作體制抗干擾因子

為了完成跟蹤制導(dǎo)功能，制導(dǎo)雷達(dá)可以采用不同工作體制具體實(shí)現(xiàn)。在文獻(xiàn)[10]分析常用制導(dǎo)雷達(dá)工作體制對雷達(dá)抗干擾能力貢獻(xiàn)度的基礎(chǔ)上，采用專家打分的方法，列出不同工作體制反干擾能力值，并對其進(jìn)行歸一化處理，得到如表1所示的貢獻(xiàn)度表格。經(jīng)過分析建立的工作體制抗干擾因子模型為

(1)

式中：ωi取值為0或1，某型雷達(dá)采用了該體制，則ωi=1，否則ωi=0；μi為第i種工作體制相對導(dǎo)引頭抗干擾性能的貢獻(xiàn)度。

表1　工作體制相對導(dǎo)引頭抗干擾性能的貢獻(xiàn)度

(2)技術(shù)措施抗干擾因子

文獻(xiàn)[11]按照影響程度越大反干擾能力值越大的思路，分析了20種制導(dǎo)雷達(dá)采用的技術(shù)措施對反干擾能力的貢獻(xiàn)度。隨著技術(shù)措施的快速發(fā)展，上述技術(shù)措施已不能涵蓋裝備的實(shí)際情況。本文列出空空導(dǎo)彈制導(dǎo)雷達(dá)常用的12種技術(shù)措施及其對抗干擾能力的貢獻(xiàn)度，見表2。

表2　抗干擾措施對雷達(dá)抗干擾能力的貢獻(xiàn)度

在實(shí)際應(yīng)用中，采取多種技術(shù)措施后，導(dǎo)引頭的抗干擾能力近似于各自抗干擾能力的和值。因此，可建立技術(shù)措施抗干擾因子模型為

(2)

式中：ωj取值為0或1，某型雷達(dá)采用了該體制，則ωj=1，否則ωj=0；μj為第j種抗干擾措施對導(dǎo)引頭抗干擾性能的貢獻(xiàn)度。

(3)自衛(wèi)距離

自衛(wèi)距離是干擾對導(dǎo)引頭有效作用的最小干擾距離，計(jì)算公式如下[12]

(3)

式中：Pj為干擾機(jī)功率；Gj為干擾機(jī)天線增益；Br為導(dǎo)引頭接收機(jī)帶寬；Pt為導(dǎo)引頭發(fā)射機(jī)功率；Gt為導(dǎo)引頭天線增益；σ為目標(biāo)散射截面積；Bj為干擾接收機(jī)帶寬；γj為干擾與雷達(dá)信號(hào)的極化失配系數(shù)；Kj為產(chǎn)生有效干擾所需的最小壓制系數(shù)，對導(dǎo)引頭干擾有效一般要求Kj≥10。

用導(dǎo)引頭最大探測距離Rmax的損失狀況來衡量干擾效能，定義最大探測距離損失度ER，作為自衛(wèi)距離的歸一化指標(biāo)

(4)

(4)干擾作用因子

干擾作用因子Fp主要從功率層面來考慮干擾效果，是雷達(dá)受到干擾后和未受到干擾時(shí)其輸出端干信比的比值，即

(5)

本文取Fp≥2Kj時(shí)，評(píng)價(jià)結(jié)果為“很好”；Fp≤Kj/2時(shí)，評(píng)價(jià)結(jié)果為“很差”。對其進(jìn)行歸一化處理，得到

(6)

(5)有效截獲時(shí)間

有效截獲時(shí)間指從導(dǎo)引頭開始工作到真實(shí)目標(biāo)被雷達(dá)系統(tǒng)發(fā)現(xiàn)的時(shí)間間隔Tc。比較干擾前后截獲時(shí)間的變化，可定義截獲時(shí)間的歸一化指標(biāo)Et為[13]

(7)

(6)有效跟蹤概率

有效跟蹤是指導(dǎo)彈導(dǎo)引頭輸出的測量信息結(jié)果，能夠引導(dǎo)導(dǎo)彈完成正常的跟蹤引導(dǎo)過程，而不產(chǎn)生較大誤差的工作狀態(tài)。在典型空戰(zhàn)對抗下進(jìn)行N次仿真，如果導(dǎo)引頭只有M次建立了有效跟蹤，定義有效跟蹤概率的歸一化指標(biāo)為

Ec=1-M/N

(8)

(7)距離(速度、角度)跟蹤誤差

導(dǎo)引頭作為制導(dǎo)雷達(dá)，跟蹤測量誤差是十分重要的參數(shù)指標(biāo)。對于壓制性干擾而言，由噪聲引起的某一跟蹤誤差σj與干信比具有如下關(guān)系[14]

(9)

式中：φ為平滑系數(shù)；x為被測參數(shù)；km為系數(shù)；n為測量次數(shù)；J/S為干信比；σ1～σm是系統(tǒng)測量誤差。根據(jù)受到干擾后接收機(jī)干信比的變化情況，可以分別得到干擾前后跟蹤誤差的變化結(jié)果。

以誤差增大倍數(shù)來衡量干擾效果，得到跟蹤誤差的歸一化評(píng)估指標(biāo)為

(10)

2　基于粗糙集理論的評(píng)估指標(biāo)體系屬性約簡

在構(gòu)建效能評(píng)估指標(biāo)體系的過程中，如何兼顧在保持評(píng)估指標(biāo)的全面性和代表性同時(shí)，又能使指標(biāo)體系精簡，提取關(guān)鍵指標(biāo)，剔除冗余指標(biāo)，是評(píng)估指標(biāo)體系構(gòu)建中需要考慮的一個(gè)難點(diǎn)問題。粗糙集理論[15]是一種處理不完整、不精確知識(shí)的新型數(shù)學(xué)工具，它無需任何先驗(yàn)和外部信息便能從大量數(shù)據(jù)中挖據(jù)出決策規(guī)則，揭示出屬性間的關(guān)聯(lián)關(guān)系并刪除冗余屬性。

2.1屬性約簡與核

屬性約簡與核[16]是粗集理論應(yīng)用中最重要的兩個(gè)基本概念，并且，核是信息系統(tǒng)中不可缺少的部分，在一個(gè)信息系統(tǒng)通過求核可以剔除掉信息系統(tǒng)中的冗余屬性。因此，屬性約簡和核是粗糙集理論的精華。

定義1 設(shè)a∈A，如果ind (A)≠ind (A-{a})，稱a對于A是必要的，否則稱屬性a是冗余。

定義2 設(shè)Q?P，若Q是獨(dú)立的，并且ind (Q)=ind (P)，稱Q是等價(jià)關(guān)系P的約簡。P中所有屬性元素集合稱為等價(jià)關(guān)系P的核，以core(P)表示。

2.2基于區(qū)分矩陣的指標(biāo)約簡算法

區(qū)分矩陣是由Skowron于1991年提出用來表示知識(shí)的一種方法，利用區(qū)分矩陣方法最大的優(yōu)點(diǎn)在于計(jì)算指標(biāo)、數(shù)據(jù)等的約簡以及求核。

定義3設(shè)D為某一指標(biāo)體系，需要進(jìn)行評(píng)估的對象集合記為U，總共有n個(gè)需要進(jìn)行評(píng)價(jià)的對象，記|U|=n，其對應(yīng)的區(qū)分矩陣表示為d(x,y)={a∈D|f(x,a)≠f(y,a)}，d(x,y)表示可以區(qū)分的對象x以及另一個(gè)可以區(qū)分對象y的指標(biāo)集合，并且有dij=dji，dii=?，djj≠?。核屬性集合是區(qū)分矩陣中所有出現(xiàn)的單指標(biāo)的集合。

如果用布爾變量表示可以區(qū)分的對象x，以及另一個(gè)可以區(qū)分對象y的指標(biāo)集a(x,y)={a1,a2, …,ak}≠?，則布爾函數(shù)表示為：Σa(x,y)。對應(yīng)指標(biāo)體系的區(qū)分函數(shù)表示為

f(D)=ПΣa(x,y)，(x,y)∈U×U

(11)

結(jié)合定義1、定義2、定義3可得基于區(qū)分矩陣指標(biāo)約簡模型如下：

(1)收集大量的數(shù)據(jù)形成有決策的信息系統(tǒng)或無決策屬性的信息系統(tǒng)。

(2)結(jié)合定義3計(jì)算區(qū)分矩陣。

(3)找出區(qū)分矩陣中的核屬性，將其賦給屬性集core(U)，并將區(qū)分矩陣中此核屬性以及包含此核屬性的元素歸為0。

(4)對于區(qū)分矩陣所有取值為非0的元素，計(jì)算其余各屬性出現(xiàn)的頻率，頻率最高的加到核屬性集core (U) 中，并將包含此屬性的元素歸為0。

(5)判斷區(qū)分矩陣所有元素取值是否全部為0，如果存在非0的元素轉(zhuǎn)到(4)中繼續(xù)計(jì)算，如果區(qū)分矩陣中的元素全部為0則結(jié)束計(jì)算。

(6)經(jīng)過上述計(jì)算，core (U)為核心屬性集。

3　實(shí)例分析

利用粗糙集屬性約簡算法對評(píng)估指標(biāo)集進(jìn)行約簡需要客觀有效的數(shù)據(jù)，本文采用如下方法產(chǎn)生所需數(shù)據(jù)：(1)選取機(jī)載自衛(wèi)干擾機(jī)參數(shù)。采用噪聲調(diào)頻干擾，干擾功率50 W，天線增益10 dB，噪聲干擾帶寬40 MHz，極化失配系數(shù)3 dB。(2)以國內(nèi)外先進(jìn)典型空空主動(dòng)雷達(dá)導(dǎo)引頭為參考，產(chǎn)生需要的導(dǎo)引頭參數(shù)。(3)通過對干擾參數(shù)及導(dǎo)引頭參數(shù)的計(jì)算得到各評(píng)估指標(biāo)數(shù)據(jù)值。

根據(jù)導(dǎo)引頭干擾效能評(píng)估指標(biāo)數(shù)據(jù)的產(chǎn)生方法，得到了五種導(dǎo)引頭干擾效能評(píng)估樣本，如表3所示。

表3　導(dǎo)引頭干擾效能評(píng)估指標(biāo)參數(shù)

表3中：u1～u5是評(píng)估對象；a1～a9是評(píng)估指標(biāo)，分別代表工作體制抗干擾因子、技術(shù)措施抗干擾因子、自衛(wèi)距離、有效截獲時(shí)間、干擾作用因子、有效跟蹤概率、距離跟蹤誤差、速度跟蹤誤差、角度跟蹤誤差；d為評(píng)估結(jié)果，用1～5表示，分別代表“很差、差、一般、好、很好”。

采用粗糙集理論處理決策表時(shí)，要求決策表中的屬性值用離散化數(shù)據(jù)表達(dá)，如果某些條件屬性或決策屬性為連續(xù)值，則必須進(jìn)行離散化處理。目前的離散化方法主要有等距離劃分法、等頻率劃分法、自適應(yīng)離散法等。根據(jù)指標(biāo)因素?cái)?shù)據(jù)的特點(diǎn)，采用等距劃分法來進(jìn)行數(shù)據(jù)的離散化，并基于離散化決策表構(gòu)建區(qū)分矩陣，分別見表4和表5。

表4　指標(biāo)數(shù)據(jù)離散化決策表

表5　區(qū)分矩陣

采用離散數(shù)學(xué)中的析取與合取運(yùn)算，得到系統(tǒng)的決策屬性約簡集為(a1，a3)，即上述評(píng)估體系中的核心屬性為(a1，a3)。因此，通過離散化、約簡后最終選取的導(dǎo)引頭干擾效能評(píng)估指標(biāo)為工作體制抗干擾因子和自衛(wèi)距離。

要實(shí)現(xiàn)對導(dǎo)引頭的有效干擾，首先需要考慮導(dǎo)引頭的工作體制，工作體制決定了導(dǎo)引頭的綜合抗干擾能力，例如單脈沖體制雷達(dá)導(dǎo)引頭通過每個(gè)回波脈沖獲得角誤差信息，實(shí)現(xiàn)對目標(biāo)方向的跟蹤，具有比較強(qiáng)的抗干擾能力，對其主要的干擾方式為角度欺騙干擾，因此單脈沖體制雷達(dá)導(dǎo)引頭具備較強(qiáng)的抗干擾能力；其次，干擾樣式也起著舉足輕重的作用，針對特定的導(dǎo)引頭工作體制，應(yīng)選擇特定的干擾樣式，如前文所述的單脈沖體制導(dǎo)引頭，就可以采用角度欺騙干擾樣式實(shí)現(xiàn)有效干擾，可以看出，干擾樣式與工作體制密切相關(guān)，因此可以將二者一起考慮；最后，干擾能量取決于干擾距離，干擾距離越近，干擾能量越大，干擾效果越好。通過上述分析可以看出，工作體制和自衛(wèi)距離是影響干擾效果最重要的因素，從理論層面驗(yàn)證了本文約簡結(jié)果的有效性。

4　有效性檢驗(yàn)

當(dāng)前進(jìn)行屬性約簡的方法主要有遺傳算法、系統(tǒng)熵、信息熵、模糊集等，但上述方法各有缺陷，存在需要先驗(yàn)信息、人為主觀性影響、計(jì)算量大、實(shí)時(shí)性差等缺點(diǎn)，本文采用粗糙集理論約簡得到了空空主動(dòng)雷達(dá)導(dǎo)引頭干擾效能評(píng)估指標(biāo)集的最小化約簡，有效克服了上述缺點(diǎn)。同時(shí)，為驗(yàn)證該指標(biāo)集的有效性，本文采用人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)(ANN)對算法進(jìn)行有效性檢驗(yàn)。

決策系統(tǒng)的一個(gè)最小化約簡對應(yīng)于一種決策規(guī)則，該決策規(guī)則可以認(rèn)為是從條件屬性到?jīng)Q策屬性的一種映射。神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)(NN)具有較強(qiáng)的非線性映射關(guān)系，因此可以通過神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)來建立這種映射關(guān)系。構(gòu)建兩個(gè)BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)，一個(gè)網(wǎng)絡(luò)輸入節(jié)點(diǎn)為9個(gè)，對應(yīng)于評(píng)估指標(biāo)集約簡前的9個(gè)指標(biāo)，網(wǎng)絡(luò)隱層數(shù)為20個(gè)；另一個(gè)網(wǎng)絡(luò)輸入節(jié)點(diǎn)為2個(gè)，對應(yīng)于約簡后的2個(gè)指標(biāo)，網(wǎng)絡(luò)隱層數(shù)為5個(gè)；網(wǎng)絡(luò)輸出節(jié)點(diǎn)數(shù)為1個(gè)，對應(yīng)于5種評(píng)估結(jié)果，網(wǎng)絡(luò)訓(xùn)練誤差都取0.01。利用產(chǎn)生的5個(gè)導(dǎo)引頭干擾效能評(píng)估樣本數(shù)據(jù)分別訓(xùn)練這兩個(gè)網(wǎng)絡(luò)。網(wǎng)絡(luò)訓(xùn)練誤差曲線見圖2和圖3。

圖2　指標(biāo)集約簡后NN訓(xùn)練誤差曲線

圖3　指標(biāo)集約簡前NN訓(xùn)練誤差曲線

從圖2和圖3可以看出，網(wǎng)絡(luò)訓(xùn)練次數(shù)由877次減小到212次。指標(biāo)約簡后的NN與指標(biāo)約簡前的NN相比，網(wǎng)絡(luò)隱含層數(shù)由20個(gè)減為5個(gè)。從以上對比可以看出約簡前的指標(biāo)集具有較大的冗余性，約簡后的指標(biāo)集更為有效。因此，利用粗糙集理論對雷達(dá)干擾效能評(píng)估指標(biāo)集進(jìn)行約簡是可行的。

網(wǎng)絡(luò)訓(xùn)練好以后，把表4中的導(dǎo)引頭干擾效能評(píng)估指標(biāo)數(shù)據(jù)分別輸入這兩個(gè)訓(xùn)練好的網(wǎng)絡(luò)，得到的評(píng)估結(jié)果如表6所示。

表6　神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)對兩部導(dǎo)引頭干擾能力的評(píng)估結(jié)果

從表6可以看出，指標(biāo)集約簡前的NN和指標(biāo)集約簡后的NN對這兩部干擾機(jī)的評(píng)估結(jié)果是一樣的，評(píng)估結(jié)果也符合實(shí)際情況。

5　結(jié)束語

本文以主動(dòng)雷達(dá)導(dǎo)引頭干擾效能評(píng)估指標(biāo)體系為研究對象，討論了指標(biāo)體系的構(gòu)建和約簡。從導(dǎo)引頭固有抗干擾能力和工作過程入手，分析了導(dǎo)引頭干擾效能的影響因素，并構(gòu)建了系統(tǒng)、全面的評(píng)估指標(biāo)體系。針對多指標(biāo)及冗余問題，采用粗糙集理論對指標(biāo)體系進(jìn)行屬性約簡，在不影響關(guān)鍵信息的前提下，最大限度地消除了冗余信息及指標(biāo)間完全或部分的依賴關(guān)系，得到了在噪聲干擾條件下的核心指標(biāo)，并通過神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)對約簡后指標(biāo)集的有效性進(jìn)行了檢驗(yàn)。仿真結(jié)果表明，RS可以有效消除指標(biāo)冗余，進(jìn)行指標(biāo)約簡，簡化評(píng)估過程，滿足實(shí)時(shí)性的需求，為導(dǎo)引頭干擾效能的評(píng)估提供理論依據(jù)。

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楊遠(yuǎn)志男，1991年生，碩士研究生。研究方向?yàn)殡娮訉估碚撆c技術(shù)。

Construction and Reduction of Active Radar Seeker Jamming Effectiveness Evaluation Index System

YANG Yuanzhi，WANG Xing，CHEN You，ZHOU Dongqing，F(xiàn)AN Xiangyu

(Aeronautics and Astronautics Engineering College, Air Force Engineering University,Xi′an 710038, China)

Strong subjectivity, redundancy, without valid instruction grounds and reduction methods are the main characters of present air-to-air active radar seeker jamming effectiveness evaluation. In this paper, principles of constructing index system are analyzed; index system is established after analyzing the inherent anti-jamming capability and working process. According to the problems of multi-indexes and the difference of each index, attribute reduction algorithm of rough set is applied to reduce the index system, the redundant attributes are deleted and the core attributes are gotten. Finally, five typical samples set about evaluation index data are used to check the validity and rationality of constructed model, and the effectiveness of the reduced index system is checked. The experiment results show that the method which could provide theory support for radar seeker jamming effectiveness evaluation can effectively reduce the evaluation index, and the two core indicators which are anti-jamming factor of work system and self-screening range are gotten.

radar seeker; jamming effectiveness evaluation; index system; index reduction; rough set

10.16592/ j.cnki.1004-7859.2016.08.002

航空科學(xué)基金資助項(xiàng)目(20152096019；20145596025)

楊遠(yuǎn)志Email：yyzyangyuanzhi@163.com

2016-04-21

2016-06-27

TN974

A

1004-7859(2016)08-0007-06