什么是电子对抗系统?

什么是电子对抗系统?

[拼音]：dianzi duikang xitong

[外文]：electronic warfare system

为完成特定的电子对抗任务，由若干电子对抗设备组成的、统一协调的整体。

组成和功能

一般由侦察传感设备、显示 *** 作设备和干扰执行设备，以及通信、指挥、控制等设备组成。较大的系统由若干分系统组成，各分系统具有一定的独立工作能力和特定的功能。例如，一个在防空指挥所指挥下担负防空任务的电子对抗系统(图1)，其区域协调中心接收来自雷达网的敌机位置情报，来自电子侦察设备的敌机载雷达技术参数、型号和载机型号的情报，以及来自通信对抗分系统的敌机通信情报。区域协调中心的计算机将上述情报综合处理后，得出对抗决策。对抗方法是：雷达干扰分系统对敌机的轰炸瞄准雷达实施干扰，阻止其瞄准投d或对低空入侵敌机的地形回避雷达实施干扰，迫使敌机升高，便于防空武器射击；通信对抗分系统对敌机的通信设备实施干扰，遮断其空空联络和陆空联络；如敌机使用激光制导炸d，则由光电对抗分系统发出激光照射告警，同时发射烟幕d掩护地面目标；通过防空指挥所给防空武器指示主要威胁敌机的型号和位置，便于集中火力打击主要目标。利用电子对抗直升机可提前发现低空入侵的敌机，其干扰范围也比地面干扰设备远。内部通信分系统则保证系统内部各设备与区域协调中心之间的信息（话音、数据、图像）交换。

性能指标

表征电子对抗系统性能的主要指标是：

（1）侦察、干扰的频率覆盖范围；

（2）灵敏度、功率和作用距离；

（3）适应密集复杂信号的能力；

（4）能同时对付的辐射源数量；

（5）系统反应速度和自适应能力；

（6）自然环境条件；

（7）电磁兼容性；

（8）重量和体积；

（9）机动能力；

（10）可靠性和可维护性。

性能最佳化

电子对抗系统的性能往往受安装、使用、成本等条件的制约。运用系统工程理论，考虑各方面的因素，可以得出最佳方案。例如，用于作战飞机自己的电子对抗系统，在重量和体积受限制的条件下，如何使系统性能最佳。当电子对抗系统性能最佳时，防御效率为极小值。若电子对抗系统的性能指标 (如干扰功率、天线增益、侦收灵敏度、系统反应速度等)有x1，x2，…，xi，…，xm，共m个。当防御系统的性能不变时，防御效率E 就是xi的函数

E＝E(x1，x2，…，xi，…，xm )

当然，电子对抗系统的重量W和体积V也是xi的函数

W＝W（x1，x2，…，xi，…，xm ）

V＝V（x1，x2，…，xi，…，xm ）

重量和体积都受限制，即

W（x）≤ W0

V（x）≤ V0

式中x为包括每个xi量纲的m纵列阵。问题就是在一定的重量和体积的条件下，对x求E的极小值。对应于一定的W1和V1，可能有若干个x，取E 为最小的x


。若以W、V、E的直角坐标系来表示，各x


点联在一起便形成一个最低防御效率曲面（图2）。

若约束条件为W0和V0，则以W (x)= W0，V(x)=V0，求E为最小时的x


，即为系统的最佳性能x。

计算x。一般用动态规划法，在某些条件下也可用拉格朗日待定因子法。这种方法能解决有m个未知数和m+n个条件的问题，其中m个条件由防御效率函数对个别性能参数的偏导数为零时产生，而n个条件（例中n=2）则由约束项的函数等于最大约束值时产生。并注意二阶偏导数必须全部大于零的条件。求函数F(x)的最小值

F(x)=E(x)-b[W(x)-W0]-c[V(x)-V0]

式中b和c为拉格朗日待定因子。可用按满足下式的m＋2个条件，求得

上例只考虑重量和体积两个约束条件。因此，要解决m+2个联立方程。如果有n个约束条件，则需解m+n个联立方程。

电子对抗系统的性能往往还受 *** 作人员的技术水平、使用环境和敌方电子设备抗干扰的灵活性等条件的影响。因此，系统的优化问题实际上是非线性的。

博弈论的运用

在实际的电子对抗中，双方在斗争中都在不断地改变策略(干扰的性能和反干扰的性能)以争取胜利。这就要用博弈论的方法解决。如电子干扰一方为A，电子设备一方为B，双方策略的集合为

A＝｛ɑ1，ɑ2，…，ɑi，…，ɑm｝

B＝｛b1，b2，…，bj，…，bn｝

这样，便构成双方零和博弈。设A方的得益为 Gij(Gij可由实验统计和概率计算求得），则形成m×n的博弈赢得矩阵G

在博弈过程中，A方选择最佳干扰策略使Gij为最大，而B方选择最佳反干扰策略使 Gij为最小。这种混合策略一般用迭代法求解。如博弈局数为N，V1为A方在前N局积累赢得中的最小值除以 N；V2为B方在前N 局积累输掉中的最大值除以N。当N足够大时，A方在博弈中总的得益即博弈值为

V=(V1+V2)/2

电子对抗系统的动态性能可由V表征，V代表混合策略的博弈结果。博弈论的方法比纯策略的自适应技术进了一步，可使某方在斗争中总的得益为最大，而总的损失为最小。

在论证一个新研制的电子对抗系统时，在一定的约束条件（重量、体积、价格等）下，选取各种ɑi值，使综合效果（博弈值V）为最佳。此时的各 ɑi值即为电子对抗系统应具备的性能指标。

系统模拟

为了验证电子对抗系统各方面的性能，除了对实物进行各种试验外，还可以借助于计算机和专用设备进行系统模拟。

电磁信号环境模拟

人工制造大量电磁信号，送入电子对抗系统，检验系统适应密集复杂信号环境的能力（见电子对抗信号环境）。

战术模拟

首先选定战术模型，设定己方电子对抗系统的性能和位置，敌方电子设备的数量、性能、部署位置和使用原则。然后，用数学模型描述对抗过程，计算在各种条件下电子对抗的成功概率。由于对抗过程十分复杂，涉及许多随机现象，一般先用解析计算法找出影响计算结果的基本因素，然后制定模拟方案。当用解析计算法求解十分困难时，可用蒙特卡罗法求解。

电磁兼容性模拟

首先查清电子对抗系统周围的电子设备情况，包括工作频段、功率、灵敏度、工作体制和配置距离。再根据本系统的工作频段、功率、灵敏度和工作体制，用数学模型和物理模型表示它们之间的相互影响。必要时，用实验数据充实模型的参量。编制计算程序，通过各种设定条件的计算，可以比较正确地预报系统的电磁兼容能力。

发展趋势

电子对抗系统已由人工 *** 作的系统发展成为由计算机管理的自动化系统。电子对抗系统的发展趋势是：

（1）采用信道化、声光、压缩等新接收技术和多波束、相控阵、宽带功率合成等新发射技术，使电子对抗系统在未来的复杂作战环境中能够实现及时截获和快速反应，并具有同时干扰多个目标的能力。

（2）工作频率将扩展到毫米频段，雷达对抗与光电对抗相结合，使系统具有对付微波、毫米波和光电复合制导武器的能力。

（3）微波单片集成电路和超高速大规模集成电路的运用，使系统能适应150万脉冲每秒的密集信号环境、跟踪数百个辐射源，而系统的重量和体积却大大减小。

（4）更加自动化，不但具有自适应能力，而且具有决策能力，在复杂的电子对抗斗争中，自动选取最佳策略。

（5）积木化、模块化和一体化的设计思想将广泛应用于电子对抗系统的研制，使系统依靠先进的硬件和丰富的软件，能够应付复杂多变的电子对抗斗争环境。

（6）系统工程的理论将进一步用于研制电子对抗系统的实践，使系统的性能最佳、生命力最强、可靠性最高，而全寿命期费用则大大降低。

（7）辐射源定位与攻击系统的精度和威力都会有更大的提高，在战争中将更多地使用摧毁性手段对付雷达和电台。

（8）在研制武器装备时，将更多地考虑电子对抗的要求，新一代的“隐身”飞机和舰艇将会得到实际应用。

参考书目

希勒辛格著，《电子战原理》，国防工业出版社，北京，1965。(R. J. Schlesinger， Principles of Electronic Warfare，Prentice Hall，Englewood Cliff，New Jersey，1961.)