通信裝備復(fù)雜電磁環(huán)境適應(yīng)性試驗評估技術(shù)

榮 輝，王滿喜

(電子信息系統(tǒng)復(fù)雜電磁環(huán)境效應(yīng)國家重點實驗室，河南 洛陽 471003)

通信裝備復(fù)雜電磁環(huán)境適應(yīng)性試驗評估技術(shù)

榮 輝，王滿喜

(電子信息系統(tǒng)復(fù)雜電磁環(huán)境效應(yīng)國家重點實驗室，河南 洛陽 471003)

通過分析復(fù)雜電磁環(huán)境對通信裝備的影響，從裝備效能下降角度提取相應(yīng)的評估指標、建立評估模型，采用層次分析法得到指標層各指標對目標層的相對權(quán)重，從而可根據(jù)指標值計算出目標值。解決被試系統(tǒng)在不同復(fù)雜電磁環(huán)境條件下適應(yīng)能力試驗的評價難題。

層次分析法；復(fù)雜電磁環(huán)境；試驗評估

0 引言

近年來，隨著軍隊信息化進程的加快，世界軍事領(lǐng)域電磁應(yīng)用日益廣泛，電子戰(zhàn)逐漸成為現(xiàn)代戰(zhàn)爭的主要作戰(zhàn)樣式，電磁戰(zhàn)場上日益激烈的制電磁權(quán)爭奪，日益復(fù)雜的戰(zhàn)場電磁環(huán)境給電子戰(zhàn)裝備作戰(zhàn)能力的發(fā)揮帶來了嚴重的影響。與之相對應(yīng)的裝備復(fù)雜電磁環(huán)境適應(yīng)性試驗，在裝備定型階段越來越被重視，但是現(xiàn)階段相應(yīng)的試驗評估方法尚不完善，同裝備定型需求存在一定差距。

本文根據(jù)層次分析法，提出復(fù)雜電磁環(huán)境適應(yīng)性評估指標、綜合權(quán)重，進而對被試系統(tǒng)復(fù)雜電磁環(huán)境適應(yīng)能力進行評價，為相關(guān)研究提供借鑒。

1 評估流程

美國工業(yè)界武器系統(tǒng)效能咨詢委員會對系統(tǒng)效能的定義是：系統(tǒng)效能是預(yù)期一個系統(tǒng)滿足一組特定任務(wù)要求的程度的度量，是系統(tǒng)的可用性、可信性和固有能力。

被試系統(tǒng)通信裝備主要用于保障傳輸情報數(shù)據(jù)、作戰(zhàn)指令和協(xié)同信息，復(fù)雜電磁環(huán)境對通信裝備的影響主要體現(xiàn)在對其系統(tǒng)效能發(fā)揮的限制上。GJB1364-92中定義裝備的效能是：在規(guī)定的條件下達到規(guī)定的使用目標的能力，在此將通信裝備的系統(tǒng)效能表述為其可用性、可信性和業(yè)務(wù)能力的綜合。復(fù)雜電磁環(huán)境對通信裝備的影響主要表現(xiàn)為通信裝備的可用性、可信性和業(yè)務(wù)能力的下降。

從裝備效能下降角度評估不同等級復(fù)雜電磁環(huán)境對通信裝備的影響，采用層次分析法，從抗干擾能力、通信保障能力、信息傳輸能力等三個方面提取相應(yīng)的評估指標，建立評估模型，實現(xiàn)綜合評估。

通信裝備受復(fù)雜電磁環(huán)境影響評估的步驟為：

1) 構(gòu)建評估指標集，指標集分為三大類：抗干擾能力評估指標、通信保障能力評估指標、信息傳輸能力評估指標；

2) 確定指標集中三類指標的具體內(nèi)容，形成下層指標；

3) 計算評估指標集中各指標的權(quán)重；

4) 采用層次分析法對底層指標進行聚合，最終得到綜合評估指標；

5) 對不同裝備受相同電磁環(huán)境的影響進行比較評價。

具體評估流程如圖1所示。

本節(jié)從裝備效能下降角度評估復(fù)雜電磁環(huán)境對通信裝備的影響，從抗干擾能力、通信保障能力、信息傳輸能力等三個方面提取相應(yīng)的評估指標。評估指標可進一步細化，從而呈現(xiàn)出多層次結(jié)構(gòu)，上層指標由下層指標聚合而成。結(jié)合前期測試數(shù)據(jù)，抗干擾能力分解為頻譜占用度、鄰道干擾、中頻干擾、鏡像干擾、互調(diào)干擾等指標。通信保障能力主要從通信恢復(fù)能力、語音通話清晰度等方面考慮。信息傳輸能力主要由識別有用信號能力、信息時延、覆蓋范圍等指標組成。

基于以上分析，建立評估指標體系如圖2所示。

2 評估指標權(quán)重

評估指標權(quán)重根據(jù)層次分析法的計算方法來確定。同類同層指標間兩兩比較判斷時，采用一個因素比另一個因素的重要程度，這里選擇1～9標度法來定量表示，得到判斷矩陣后利用公式求出各指標所占權(quán)重。

2.1 指標權(quán)重標度模型

同類同層指標間兩兩比較重要性時，采用1～9標度，各權(quán)重標度的意義如表1所示。

表1 評估指標權(quán)重標度表

2.2 指標權(quán)重判斷矩陣

對于三層的指標集結(jié)構(gòu)，存在兩種類型的判斷矩陣：目標—準則判斷矩陣與準則—指標判斷矩陣。目標—準則判斷矩陣主要用于計算準則層的各個指標的相對權(quán)重，準則—指標判斷矩陣主要用于計算某準則下的各個指標的相對權(quán)重。兩兩判斷矩陣的形式相同，只是層次不用。指標權(quán)重矩陣具體形式如下：

式中，aij表示指標ai相對于指標aj的相對權(quán)重。

計算矩陣A的特征向量，得到各層指標權(quán)值，特征向量的計算采用方根法，具體計算過程如下：

1) 計算矩陣每一行元素的乘積Mi；

4)計算判斷矩陣的最大特征根其中(AW)i表示向量AW的第i個元素。

2.3 指標權(quán)重一致性檢驗

根據(jù)標度方法構(gòu)造的權(quán)重矩陣只有滿足一致性要求，才能保證基于層次分析法得出的結(jié)論是合理的。權(quán)重矩陣的一致性指標計算式為：

CI=(λmax-n)/(n-1)

式中，n為矩陣維數(shù)，實際為同一矩陣指標的個數(shù)，λmax為矩陣的最大特征值。

當(dāng)矩陣維數(shù)較大時，一致性指標還需要加以修正。算子如下：

CR=CI/RI

RI為修正因子，針對不同維數(shù)，其取值見表2。

表2 修正函數(shù)表

當(dāng)指標維數(shù)小于3時，判斷矩陣是很容易做到完全一致的，所以不需要計算一致性指標。通常情況下，當(dāng)CR<0.1時，認為矩陣滿足一致性要求。

2.4 綜合權(quán)重的計算

假設(shè)目標—準則層特征向量為W0=(w1,w2,w3)，其中wi為準則Bi在目標層中所占的相對權(quán)重。準則—指標層B1、B2、B3的特征向量分別為W1=(w11,w12)，W2=(w21,w22,w23,w24,w25)，W3=(w31,w32,w33)，其中wij為指標Cij在準則Bi中所占的相對權(quán)重。

將準則層對目標層的相對權(quán)重與指標層對準則層的相對權(quán)重相乘，便可算出指標層所有指標對目標層的組合權(quán)重。即：

W=(w1w11,w1w12,w2w21,w2w22,w2w23,w2w24,w2w25,w3w31,w3w32,w3w33)

從而可根據(jù)指標層各指標值得到目標值。

3 結(jié)束語

本文主要研究了復(fù)雜電磁環(huán)境對通信裝備的影響評估，首先確立復(fù)雜電磁環(huán)境適應(yīng)性評估指標，建立評估指標集；然后采用層次分析法得到指標層各指標對目標層的相對權(quán)重，從而可根據(jù)指標值計算出目標值；根據(jù)層次分析法對被試系統(tǒng)在不同復(fù)雜電磁環(huán)境下的適應(yīng)能力進行評價。這為相關(guān)研究及試驗提供借鑒，并為裝備研制提供一定的參考。■

[1] Operational Test&Evaluation Manual[R].Marine Corps Operational Test and Evaluation Activity,2011.

[2] 武小悅,劉琦.裝備試驗與評價[M].北京:國防工業(yè)出版社,2008.

[3] 王亞.軍事綜合電子信息系統(tǒng)作戰(zhàn)適用性分析與評估方法[J].火力與指揮控制,2010,35(8):76.

Test and evaluation technology of complex electromagnetic environment adaptability for communication equipment

Rong Hui, Wang Manxi

(State Key Laboratory of Complex Electromagnetic Environment Effects on Electronics and Information System,Luoyang 471003,Henan,China)

The influence of complex electromagnetism environment for communication equipment is described. The evaluation index is extracted and the evaluation model is set up from the perspective of the efficiency declining. The relative weight of each target layer is gotten by using the analytic hierarchy process, which can calculate the target value according to the guideline values. This method can solve the evaluation problem of complicated electromagnetic environment adaptability test in different subjects system.

AHP; complex electromagnetic environment; test and evaluation

2016-12-16；2017-01-16修回。

榮輝(1981-)，男，工程師，碩士，主要研究方向為通信對抗仿真。

TN97

A