雷達(dá)對抗模擬訓(xùn)練系統(tǒng)設(shè)計(jì)

李鳴

摘要：在分析了雷達(dá)對抗與反對抗模擬訓(xùn)練系統(tǒng)功能需求的基礎(chǔ)上，設(shè)計(jì)了一種基于分布式局域網(wǎng)絡(luò)的模擬訓(xùn)練系統(tǒng)。實(shí)踐證明，該設(shè)計(jì)功能齊全、技術(shù)成熟、運(yùn)行穩(wěn)定，能夠獨(dú)立地形成訓(xùn)練所需的戰(zhàn)場環(huán)境和電磁態(tài)勢，對同類模擬訓(xùn)練設(shè)備的設(shè)計(jì)開發(fā)具有借鑒意義。

關(guān)鍵詞：雷達(dá)對抗偵察與干擾；模擬訓(xùn)練系統(tǒng)；效果評估

中圖分類號：G642.0 文獻(xiàn)標(biāo)志碼：A 文章編號：1674-9324（2019）29-0073-03

一、模擬訓(xùn)練系統(tǒng)功能

雷達(dá)對抗與反對抗模擬訓(xùn)練系統(tǒng)的主要功能包括：（1）模擬雷達(dá)對抗裝備工作過程，進(jìn)行雷達(dá)對抗偵察和雷達(dá)干擾相關(guān)操作，模擬相關(guān)流程與效果。（2）模擬雷達(dá)裝備工作過程，模擬雷達(dá)受干擾的現(xiàn)象，進(jìn)行基本操作和雷達(dá)反干擾操作，通過運(yùn)用多種反干擾措施，體現(xiàn)不同反干擾措施的效果。（3）對雷達(dá)干擾與反干擾效果進(jìn)行評估。

二、系統(tǒng)組成及工作原理

雷達(dá)對抗與反對抗模擬訓(xùn)練系統(tǒng)為純軟件仿真訓(xùn)練系統(tǒng)，主要功能模塊包括：導(dǎo)調(diào)控制子系統(tǒng)、雷達(dá)操作訓(xùn)練模擬器、雷達(dá)對抗操作訓(xùn)練模擬器以及運(yùn)行支撐環(huán)境構(gòu)成，雷達(dá)對抗與反對抗模擬訓(xùn)練系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)組成，如下圖所示。

系統(tǒng)工作流程：導(dǎo)調(diào)控制子系統(tǒng)根據(jù)訓(xùn)練需求，設(shè)置仿真參數(shù)，啟動仿真并進(jìn)行仿真控制；導(dǎo)調(diào)控制子系統(tǒng)在仿真過程中模擬飛行目標(biāo)并進(jìn)行公布；雷達(dá)操作訓(xùn)練模擬器進(jìn)行雷達(dá)開關(guān)機(jī)及搜捕目標(biāo)訓(xùn)練，公布雷達(dá)工作參數(shù)；雷達(dá)對抗操作訓(xùn)練模擬器對雷達(dá)信號進(jìn)行偵察，根據(jù)偵察結(jié)果對雷達(dá)實(shí)施干擾，公布干擾參數(shù)；雷達(dá)操作訓(xùn)練模擬器根據(jù)干擾參數(shù)在終端顯示干擾現(xiàn)象，操作人員進(jìn)行抗干擾操作；對抗過程中，導(dǎo)調(diào)控制子系統(tǒng)還可提供電磁環(huán)境背景信號并進(jìn)行對抗態(tài)勢顯示；對抗結(jié)束后，導(dǎo)調(diào)控制子系統(tǒng)可根據(jù)訓(xùn)練過程數(shù)據(jù)進(jìn)行訓(xùn)練效果評估。

模擬訓(xùn)練系統(tǒng)采用紅、藍(lán)、白三方對抗模式，既可以體現(xiàn)仿真系統(tǒng)中的對抗，又可以很好地解決仿真系統(tǒng)管理功能的劃分問題。白方為導(dǎo)調(diào)控制子系統(tǒng)，負(fù)責(zé)仿真系統(tǒng)的管理與控制。在仿真準(zhǔn)備階段，根據(jù)作戰(zhàn)任務(wù)設(shè)定仿真參數(shù)，部署裝備并發(fā)布；在仿真過程中，負(fù)責(zé)進(jìn)程控制、時(shí)鐘同步、信息交互、目標(biāo)控制、態(tài)勢顯示，并收集記錄模擬信息；仿真結(jié)束后，根據(jù)收集到的信息進(jìn)行訓(xùn)練效果評估。雷達(dá)/雷達(dá)對抗方負(fù)責(zé)模擬各自裝備對抗：在仿真準(zhǔn)備階段，根據(jù)從白方接收到的仿真參數(shù)進(jìn)行操作；在仿真過程中，根據(jù)敵我雙方的狀態(tài)信息進(jìn)行操作，制訂攻防策略，控制己方裝備進(jìn)行對抗。

三、實(shí)現(xiàn)方式

1.導(dǎo)調(diào)控制子系統(tǒng)。導(dǎo)調(diào)控制子系統(tǒng)包括仿真參數(shù)設(shè)置、目標(biāo)模擬、仿真運(yùn)行控制、態(tài)勢顯示、電磁環(huán)境模擬以及訓(xùn)練效果評估等功能。仿真參數(shù)設(shè)置主要完成對系統(tǒng)中雷達(dá)裝備、雷達(dá)對抗裝備、目標(biāo)相關(guān)參數(shù)的設(shè)置。其中，雷達(dá)相關(guān)參數(shù)主要包括：裝備型號、部署位置等參數(shù)。雷達(dá)對抗裝備相關(guān)參數(shù)主要包括：初始位置、飛行航路、機(jī)動速度等。目標(biāo)相關(guān)參數(shù)主要包括：目標(biāo)批次、目標(biāo)的雷達(dá)散射截面積、機(jī)動速度、機(jī)動航路等。目標(biāo)模擬主要完成對飛行目標(biāo)的控制，為雷達(dá)搜索、跟蹤操作提供目標(biāo)條件。仿真運(yùn)行控制主要實(shí)現(xiàn)對模擬過程的控制和監(jiān)視。能提供適當(dāng)?shù)目刂乒芾順?gòu)件，對仿真進(jìn)程進(jìn)行管理、控制和監(jiān)視。態(tài)勢顯示主要完成對抗態(tài)勢的顯示，實(shí)現(xiàn)對抗仿真過程的可視化。采用切換、分層、開窗、縮放、漫游等方式，既能綜合演示戰(zhàn)場電磁態(tài)勢，又能演示某一站點(diǎn)或戰(zhàn)場上某一局部的場景。電磁環(huán)境模擬功能的用途是模擬背景電磁信號環(huán)境。訓(xùn)練效果評估主要是對雷達(dá)干擾與反干擾效果進(jìn)行評估，在仿真運(yùn)行過程中，自動采集原始數(shù)據(jù)及仿真運(yùn)行數(shù)據(jù)，利用數(shù)學(xué)模型對雷達(dá)對抗效果進(jìn)行評估。評估功能可記錄操作者的每步操作，并采用推理機(jī)制和演繹機(jī)制與最優(yōu)方法、步驟進(jìn)行比較，結(jié)合用時(shí)長短、干擾手段的選擇、操作狀態(tài)判定、操作信息的邏輯關(guān)系等綜合確定各種因素的權(quán)重，給出合理的評估結(jié)果。

2.雷達(dá)操作訓(xùn)練模擬器。雷達(dá)操作訓(xùn)練模擬器主要用軟件的形式實(shí)現(xiàn)虛擬的雷達(dá)裝備。雷達(dá)操作訓(xùn)練模擬器與雷達(dá)實(shí)裝在布局、顏色上保持一致，模擬器的工作原理、工作過程、工作狀態(tài)、時(shí)序關(guān)系等與實(shí)裝一致，模擬器對外通信接口與雷達(dá)對抗與反對抗模擬訓(xùn)練系統(tǒng)其他部分一致。利用虛擬雷達(dá)裝備可進(jìn)行雷達(dá)的基本操作訓(xùn)練和抗干擾訓(xùn)練。

雷達(dá)操作訓(xùn)練模擬器功能包括：（1）模擬雷達(dá)基本操作訓(xùn)練過程，主要包括雷達(dá)開機(jī)訓(xùn)練、雷達(dá)關(guān)機(jī)訓(xùn)練、雷達(dá)搜索目標(biāo)訓(xùn)練、雷達(dá)跟蹤目標(biāo)訓(xùn)練等。（2）模擬雷達(dá)被干擾的現(xiàn)象，在雷達(dá)界面上進(jìn)行顯示。（3）仿真雷達(dá)調(diào)節(jié)工作參數(shù)，降低被截獲概率、消除電子干擾的過程。采用功能仿真的形式實(shí)現(xiàn)：針對典型的火控雷達(dá)和目標(biāo)指示雷達(dá)，完成雷達(dá)探測、跟蹤過程仿真；采用信號復(fù)現(xiàn)和局部信號仿真方法完成抗雷達(dá)干擾處理仿真。首先進(jìn)行雷達(dá)開機(jī)操作，然后根據(jù)導(dǎo)調(diào)控制系統(tǒng)提供的目標(biāo)信息進(jìn)行雷達(dá)搜索跟蹤訓(xùn)練，公布雷達(dá)工作參數(shù)信息。在訓(xùn)練過程中，根據(jù)雷達(dá)操作訓(xùn)練模擬器信息判斷雷達(dá)是否被干擾，如果被干擾則顯示干擾現(xiàn)象，以此作為采取抗干擾措施的依據(jù)。雷達(dá)是否被干擾，可以從時(shí)間條件、頻率條件、空間條件和能量條件四個(gè)方面來判斷。

時(shí)間條件判斷：干擾機(jī)和雷達(dá)都開機(jī)工作，且干擾機(jī)發(fā)射干擾信號，雷達(dá)接收機(jī)正常工作；頻率條件判斷：雷達(dá)的瞬時(shí)帶寬在干擾機(jī)發(fā)射干擾信號的瞬時(shí)帶寬當(dāng)中（干擾頻率覆蓋雷達(dá)頻率）；空間條件判斷：雷達(dá)干擾機(jī)主瓣指向雷達(dá)；能量條件判斷：主瓣干擾時(shí)，進(jìn)入雷達(dá)接收機(jī)的干擾功率與目標(biāo)回波功率大于雷達(dá)壓制系數(shù)。

3.雷達(dá)對抗系統(tǒng)操作訓(xùn)練模擬器。雷達(dá)對抗系統(tǒng)操作訓(xùn)練模擬器主要用軟件的形式實(shí)現(xiàn)，模擬典型雷達(dá)對抗系統(tǒng)的顯示與操作界面，并具備如下的功能：（1）模擬雷達(dá)對抗系統(tǒng)對雷達(dá)信號的偵察過程，得出偵察結(jié)果，顯示偵察參數(shù)，偵察結(jié)果顯示內(nèi)容包括：批號、方位、載頻、載頻類型、重頻、重頻類型、脈寬、脈寬類型、脈沖幅度、威脅等級等。（2）進(jìn)行雷達(dá)干擾控制，根據(jù)偵察結(jié)果，設(shè)置干擾參數(shù)對雷達(dá)實(shí)施干擾，干擾過程中，能顯示正在干擾的雷達(dá)批號，顯示干擾機(jī)工作狀態(tài)，主要包括干擾樣式選擇、干擾參數(shù)設(shè)置和干擾參數(shù)公布幾個(gè)環(huán)節(jié)。

偵察條件的滿足考慮如下因素：空域條件、頻域條件和能域條件?？沼驐l件指的是雷達(dá)對抗偵察系統(tǒng)應(yīng)滿足與雷達(dá)的直視和波束對準(zhǔn)；頻域條件指的是雷達(dá)信號頻率在雷達(dá)對抗偵察系統(tǒng)的工作頻率范圍之內(nèi)；能域條件指的是雷達(dá)對抗偵察系統(tǒng)接收到的雷達(dá)信號功率應(yīng)大于系統(tǒng)最小可檢測信號功率。當(dāng)三個(gè)因素全部滿足條件時(shí)，即可判斷雷達(dá)對抗偵察系統(tǒng)可以偵察到雷達(dá)信號。

四、結(jié)論

實(shí)踐證明，模擬訓(xùn)練系統(tǒng)設(shè)計(jì)合理、效果逼真、效費(fèi)比高。由于采用了模塊化設(shè)計(jì)，所以其具有較好的可擴(kuò)展性和重組能力，完全滿足了對應(yīng)實(shí)裝換裝訓(xùn)練需求。同時(shí)，本設(shè)計(jì)中的成熟技術(shù)對其他同類模擬訓(xùn)練系統(tǒng)的開發(fā)具有借鑒意義。

參考文獻(xiàn)：

[1]唐見兵，查亞兵.作戰(zhàn)仿真系統(tǒng)校核、驗(yàn)證與確認(rèn)及可信度評估[M].北京：國防工業(yè)出版社，2013：133-183.

[2]柴遠(yuǎn)波，王月清.戰(zhàn)場信息對抗概論[M].北京：國防工業(yè)出版社，2009：109-176.

[3][美]Stephen J Andriole.指揮系統(tǒng)工程先進(jìn)技術(shù)[M].北京：國防工業(yè)出版社，2005：83-164.

[4]呂躍廣，方勝良.作戰(zhàn)實(shí)驗(yàn)[M].北京：國防工業(yè)出版社，2007：186-318.

[5]董志明，郭齊勝，黃璽瑛，等.戰(zhàn)場環(huán)境建模與仿真[M].北京：國防工業(yè)出版社，2013：163-204.

[6]王陽.主被動復(fù)合雷達(dá)導(dǎo)引頭抗噪聲干擾仿真評估[D].長沙：國防科技大學(xué)，2011.

[7]來慶福，趙晶，馮德軍，等.反艦導(dǎo)彈雷達(dá)導(dǎo)引頭面臨的干擾及抗干擾方法綜述[C].//第十一屆全國雷達(dá)學(xué)術(shù)年會，2010：104-109.

[8]廖潔，陳洪.一種波束形成中的自適應(yīng)對角加載方法[J].通信對抗，2006，（5）：14-17.