基于寬帶掃頻式的彈載通信干擾機(jī)干擾類別的綜合評判?

張 杰 張新華 陳 棟

（1.陸軍炮兵防空兵學(xué)院高過載彈藥制導(dǎo)控制與信息感知實(shí)驗(yàn)室 合肥 230031）（2.中國人民解放軍31432部隊(duì) 沈陽 110000）

1 引言

彈載式通信干擾機(jī)是用常規(guī)火炮、火箭炮發(fā)射，以彈藥作為運(yùn)載工具，將干擾機(jī)快速運(yùn)載到敵目標(biāo)區(qū)域，完成通信干擾任務(wù)的通信裝備［1～4］。其簡要工作流程圖如圖1所示。

彈載通信干擾機(jī)要想達(dá)到預(yù)期的干擾效果，干擾種類至關(guān)重要。干擾種類包括干擾方式和干擾樣式［5］，其中干擾方式包括欺騙干擾（一般來說，欺騙干擾較難獲得成功，它需要充分掌握敵通信電臺的技術(shù)和戰(zhàn)術(shù)特點(diǎn)、通聯(lián)規(guī)律等資料，這里只討論壓制式干擾［6］）、壓制干擾、瞄準(zhǔn)式干擾、阻塞式干擾、掃頻式干擾等；干擾樣式分為噪聲調(diào)頻干擾、噪聲調(diào)幅干擾、噪聲雙邊帶干擾等。與傳統(tǒng)通信干擾機(jī)不同，彈載通信干擾機(jī)干擾種類的選取必須嚴(yán)格遵守以下要求。

圖1 留空式干擾彈簡要工作過程

1）干擾功率的限制：彈載通信干擾機(jī)的發(fā)射功率不是越大越好，如果仿照車載式通信干擾機(jī)的功率指標(biāo)參數(shù)去研制，寸土寸金的彈載空間無法滿足大功率發(fā)射要求；

2）反應(yīng)時間：對于瞄準(zhǔn)式干擾來說，要想完成對目標(biāo)的干擾，從瞄準(zhǔn)式干擾中的引導(dǎo)接收機(jī)截獲到目標(biāo)信號開始到干擾機(jī)發(fā)射出干擾的這段時間越短越好，尤其是對干擾跳頻電臺來說，反應(yīng)時間不能超過每一跳的駐留時間的1/2［7］，否則干擾無效；如果彈載通信干擾機(jī)采用瞄準(zhǔn)式干擾的話，無論是軟硬件本身發(fā)展水平，還是轉(zhuǎn)瞬即逝的炮彈空中飛行時間都是勉為其難的事。

3）頻率范圍及干擾帶寬應(yīng)可調(diào)整，以便適應(yīng)對不同頻段干擾的需要，同時干擾頻譜中各干擾分量的能量應(yīng)盡可能相等，各干擾分量的頻率間隔應(yīng)與所干擾頻段內(nèi)信號的信道間隔相匹配。

綜上，本文以寬帶掃頻式彈載通信干擾機(jī)的干擾類別為綜合評判對象。即評價寬帶掃頻式彈載通信干擾機(jī)在規(guī)定的條件下和規(guī)定的時間內(nèi)，完成特定任務(wù)（對特定目標(biāo)的干擾）要求的能力，也即對寬帶掃頻式這一干擾類別性能優(yōu)劣的度量。

2 寬帶掃頻式彈載通信干擾機(jī)干擾類別評價方法的選取

表1為幾種典型評價方法的比較［8］。

表1 幾種典型評價方法的比較

能力指數(shù)評價法德爾菲評價法trade-ofstudy評價法DARE評價法模型簡單，原始數(shù)據(jù)錄取避免了一些人為因素，能表示各系統(tǒng)的綜合能力但廣義量化中采用的二值邏輯在處理指標(biāo)分級時可能產(chǎn)生邏輯悖論。簡單易行，統(tǒng)計(jì)內(nèi)容和數(shù)據(jù)比較直觀，但整理數(shù)據(jù)的工作量大，且存在統(tǒng)計(jì)結(jié)果離散性和過時性等問題，需要改進(jìn)。方法簡單，精度一般。方法直觀，精度尚可，過程稍比trade-of-study評價法復(fù)雜。適合于不同系統(tǒng)之間宏觀能力的比較適合于不便測試的原始數(shù)據(jù)的錄取或方案選擇，或與其他評價方法結(jié)合使用。適用于不同系統(tǒng)或方案間的粗略比較適用于不同系統(tǒng)或方案間的比較評價方法 評價方法優(yōu)缺點(diǎn) 適用范圍

通過綜合比較與實(shí)際情況考量，本文首先選擇層次分析法確定各層次指標(biāo)的權(quán)重，然后利用模糊綜合評價的方法對寬帶掃頻式彈載通信干擾機(jī)的干擾類別進(jìn)行評價。

3 寬帶掃頻式彈載通信干擾機(jī)干擾類別評價指標(biāo)體系的建立

3.1 指標(biāo)的確定原則

1）評估指標(biāo)應(yīng)能夠反映出彈載通信干擾機(jī)的本質(zhì)特性；

2）指標(biāo)應(yīng)能最大限度地量化并能客觀反映寬帶掃頻式彈載通信干擾機(jī)的干擾類別；

3）指標(biāo)應(yīng)盡可能地反映出指標(biāo)間的相互關(guān)聯(lián)性，同時不能相互包含。

3.2 寬帶掃頻式彈載通信干擾機(jī)干擾類別的評價指標(biāo)體系

根據(jù)確定指標(biāo)的原則，通過對影響彈載通信干擾機(jī)干擾效果的主要因素進(jìn)行分析［6］，得到寬帶掃頻式彈載通信干擾機(jī)干擾類別的評價指標(biāo)體系如表2所示。

4 確定各層次指標(biāo)權(quán)重

4.1 確定指標(biāo)權(quán)重的方法

在寬帶掃頻式彈載通信干擾機(jī)干擾類別評價指標(biāo)體系中，根據(jù)兩級比例法［9］確定判斷矩陣，采用層次分析法［10］的方法確定指標(biāo)權(quán)重。具體步驟如下。

1）為克服專家確定指標(biāo)權(quán)重時帶有的主觀性問題，這里先采用兩級比例法將屬性量化。兩級比例法是將屬性分成成本類屬性和效益類屬性兩類，如圖2所示。

表2 寬帶掃頻式彈載通信干擾機(jī)干擾類別評價指標(biāo)體系

圖2 兩級比例法

指標(biāo)間的相對重要程度按美國運(yùn)籌學(xué)家薩提（Satyr）根據(jù)心理學(xué)原理提出的1～9標(biāo)度賦值法［11］（標(biāo)度值1、3、5、7、9分別表示甲相對乙同等、稍微、明顯、強(qiáng)烈、極端重要）。由此構(gòu)造量化評定矩陣

式中：fi，s=fi(us)(i=1，2…，n;s=1，2…，m)為目標(biāo)ui（ui即對應(yīng)第一層次指標(biāo)）在屬性指標(biāo)uis（uis即對應(yīng)第二層次指標(biāo)）下的定性評語所對應(yīng)的量化值（如果無法給出定性評語，即第一層次指標(biāo)與第二層次指標(biāo)沒有本質(zhì)的關(guān)系，則不管是成本類屬性，還是效益類屬性，量化值均取5），對于本例，n=4，m=11。根據(jù)評價寬帶掃頻式彈載通信干擾機(jī)干擾類別的指標(biāo)體系，很顯然，u3屬于成本類屬性，u1，u2，u4屬于效益類屬性，因此本例中的量化評定矩陣：

2）由于各屬性指標(biāo)之間可能存在沖突，對于F，需要確定目標(biāo)ui關(guān)于屬性指標(biāo)uis的相對優(yōu)屬度，記為ris，具體計(jì)算公式為

由此可得相對優(yōu)屬度矩陣：

3）由于r is是4*11的矩陣，根據(jù)評估寬帶掃頻式彈載通信干擾機(jī)干擾類別的指標(biāo)體系，這里采用幾何平均數(shù)進(jìn)行歸類處理：

表3 判斷矩陣A

4）求出判斷矩陣的最大特征根對應(yīng)的特征向量，即為評價指標(biāo)的重要性排序。步驟如下：

（1）將矩陣每一列進(jìn)行歸一化處理

得w1=0.1774，w2=0.3803，w3=0.1511，w4=0.2913，則即為所求的特征向量。

（4）計(jì)算矩陣的最大特征值λmax

4.2 一致性檢驗(yàn)

權(quán)重分配是否合理，需對判斷矩陣進(jìn)行一致性檢驗(yàn)。

1）計(jì)算一致性檢驗(yàn)指標(biāo)C.I：

2）確定平均一致性指標(biāo)R.I?？刹楸?獲得。

表4 隨機(jī)一致性指標(biāo)R.I

3）計(jì)算一致性比例C.R。C.R=C.I/R.I。當(dāng)C.R＜0.1時，認(rèn)為判斷矩陣的一致性是可以接受的。反之，當(dāng)C.R≥0.1時，應(yīng)該對判斷矩陣作適當(dāng)修正，以保持一定程度的一致性。本判斷矩陣中

C.R=C.I/R.I=-0.4859＜0.1，因此判斷矩陣具有滿意的一致性指標(biāo)。

4.3 計(jì)算第二層次指標(biāo)權(quán)重

對于第二層次各指標(biāo)，其量化評定矩陣分別為

轉(zhuǎn)換為各自的相對優(yōu)屬度矩陣即

將優(yōu)屬度矩陣按每個元素占所在行元素之和的比例為綜合判斷矩陣的各元素值，得到綜合判斷矩陣，后續(xù)計(jì)算方法同上，限于篇幅，給出具體值如下。

表5 第二層次指標(biāo)u11，u12，u13權(quán)重計(jì)算

表6第二層次指標(biāo)u21，u22，u23權(quán)重計(jì)算

表7 第二層次指標(biāo)u31，u32權(quán)重計(jì)算

表8 第二層次指標(biāo)u41，u42，u43權(quán)重計(jì)算

5 模糊綜合評判［12～13］及實(shí)例

5.1 確定評語集

評語集是對評價對象可能作出的評價結(jié)果的集。根據(jù)對寬帶掃頻式彈載通信干擾機(jī)干擾類別可能的評價表述，可確定評語集為V=｛優(yōu)，較優(yōu)，一般，劣｝，對應(yīng)評分集為｛1，0.75，0.5，0.25｝，若歸一化則對應(yīng)為｛0.4，0.3，0.2，0.1｝。

5.2 一級模糊綜合評判

設(shè)在對寬帶掃頻式彈載通信干擾機(jī)干擾類別評估中，考慮第二層次子目標(biāo)uij做出評判結(jié)果是Vk的隸屬度為qijk（i=1，2…，n；j=1，2，…，t；k=1，2，…，p），則第二層次的評判矩陣可表示為

由于寬帶掃頻式彈載通信干擾機(jī)干擾類別涉及因素多且關(guān)系復(fù)雜，目前確定qijk是通過計(jì)算第二層次指標(biāo)權(quán)重占第一層次各指標(biāo)權(quán)重的比值所得到。

5.3 二級模糊綜合評判

根據(jù)表2的指標(biāo)體系，二級模糊綜合評判即是對第一層次所有指標(biāo)ui（i=1，2，…，n）的綜合評判。則二級模糊綜合評判集為

5.4 實(shí)例分析

根據(jù)本文建立的指標(biāo)體系，運(yùn)用模糊綜合評判方法，對寬帶掃頻式彈載通信干擾機(jī)干擾類別進(jìn)行評估。假設(shè)專家組評估值為

歸一化后得B=(0.3077 0.1435 0.3613 0.1874)。

根據(jù)以上所求評判集結(jié)果，按照最大隸屬度原則，可以認(rèn)為彈載通信干擾機(jī)采用寬帶掃頻式這一干擾類別的效果介于0.3～0.4之間，即對照評分集和評語集，基于寬帶掃頻式的彈載通信干擾機(jī)干擾類別的綜合評判結(jié)果為較優(yōu)。

6 結(jié)語

本文建立了評價寬帶掃頻式彈載通信干擾機(jī)干擾類別的指標(biāo)體系，分析構(gòu)建了寬帶掃頻式彈載通信干擾機(jī)干擾類別的綜合評判模型，對彈載通信干擾機(jī)干擾類別的如何選取具有一定的借鑒意義。