基于辐射源的机载通信干扰航线建模与干扰效能评估方法与流程

本发明属于通信干扰技术领域，具体涉及基于辐射源的机载通信干扰航线建模与干扰效能评估方法。

背景技术：

相对于一般固定站干扰设备，机载干扰设备具有如下优点：可飞临敌方被干扰雷达，干扰距离小；可以发挥自己运动的优势，形成一些特殊干扰方案，来提高对目标通信网台的干扰效能等抗干扰措施；因此使用机载干扰设备进行电子干扰是未来电子对抗系统的发展的一大趋势。

对于一发多收体制的地面通信网台，通常只知道通信辐射源的位置而无法得知接收方的位置。举例说明，一个固定的地面指挥平台对周围的运动接收平台进行遥控指挥，指挥平台作为这个通信网台唯一的辐射源，运动接收平台只收不发。通信网台在无有缘干扰时有一个最大的有效通信距离，即自然通信距离，运动接收平台与通信辐射源之间的距离只要保持时刻小于自然通信距离即可。

根据实际情况，一个机载干扰源的覆盖范围为侧向，在这的范围内，干扰波束可以自由切换，即只要目标落入干扰源的覆盖范围内就认为可以实施干扰。当一架电子战飞机的两个机翼各搭载一个干扰源时，可以覆盖左右共的范围，如附图2中的绿色阴影区域所示。

对于地面固定通信辐射源，电子战飞机通常在远处盘旋对其进行干扰。常用的两种典型干扰航线：圆型和跑道型。一架电子战飞机搭载的干扰源覆盖范围只有，所以圆型航线干扰一周总会有将近一半的时间处于干扰中断状态。干扰覆盖时间无法改变则应让圆型航线半径尽可能小，因为航线半径越小干扰源距目标通信网台的平均距离也越小，干扰的效果也相应要好。跑道型航线可以类似的看成一个圆型航线加上两段直线段，若能保证干扰机在两段直线段上时刻干扰有效，则跑道型航线从时域覆盖的角度看比圆型航线要好，即单位时间内的中断时间小。

技术实现要素：

本发明所要解决的技术问题是，基于上述的地面通信网台、空中干扰源特性和干扰航线设计思想，设计电子战飞机两类典型干扰航线的参数，并对比两类航线对其各自的干扰效能进行评估。

本发明的技术方案是：

(一)计算干扰距离的限制值

由于干扰波束对准通信辐射源，为保证干扰效果，取干扰波束刚好覆盖整个自然通信区域时的干扰距离作为限制值，干扰航线上任意点对应的干扰距离不能小于该值。限制值由下式计算：

式中，d限制是干扰距离的最小限制值，r自然是通信网台的自然通信距离；θ0.5是干扰波束的波束宽度。

(二)生成圆型航线：

圆型航线半径取为电子战飞机的转弯半径：r＝r转弯。

(三)生成跑道型航线，具体流程如下：

1.跑道型航线圆弧部分半径取为电子战飞机的转弯半径：r＝r转弯。

2.计算能时刻满足干扰覆盖的直线段部分长度：

式中，d纵长1是直线段部分长度；r自然是通信网台的自然通信距离。

3.将压制系数和自然通信距离带入干扰方程，得：

式中，kj是压制系数；pjt是干扰发射机功率；gjt是干扰发射天线在通信接收天线方向的增益；gjr是通信接收天线在干扰发射天线方向的增益；r是通信距离；pst是通信辐射源功率；gst是通信发射天线在接收天线方向的增益；gsr是通信接收天线在发射天线方向的增益；r参考是干扰距离；

反解出r参考，r参考为满足压制条件的最大干扰距离。

4.计算当前参数下跑道型航线上的最大干扰距离：

式中，d远是最大干扰距离；d限制是干扰距离的最小限制值；r转弯是电子战飞机的转弯半径；d纵长1是直线段部分长度；r自然是通信网台的自然通信距离；

5.若r参考≥d远，则取航线直线段长度d纵长＝d纵长1；若r参考<d远，则令：

式中，r参考为满足压制条件的最大干扰距离；d限制是干扰距离的最小限制值；r转弯是电子战飞机的转弯半径；d纵长1是直线段部分长度；r自然是通信网台的自然通信距离；

反解出航线直线段长度d纵长。

(四)对比两类航线并进行干扰效能评估：

选择干扰距离、通信压制距离、干通比和通信有效区域面积四项指标进行评估，具体步骤如下。

1.在圆型和跑道型航线上各自取出一组具有代表性的采样点。

2.计算每个采样点的干扰距离rj：

由于实际只知道辐射源位置，并不知接收机的位置。所以取干扰源到干扰后通信有效区最远、最近点的均值来表征，如附图3所示，计算公式：

rj＝(r1+r2)/2(6)

式中，r1是干扰源到干扰后通信有效区边界的最近点；r2是干扰源到干扰后通信有效区边界的最远点；

3.计算每个采样点的通信压制距离rc：

通信压制距离表示受到干扰后的最大通信距离，取通信辐射源到通信有效区最远、最近点距离的均值，如附图4所示，计算公式：

rc＝(r3+r4)/2(7)

式中，r3是通信辐射源到通信有效区边界的最近点；r4是通信辐射源到通信有效区边界的最远点；

4.计算每个采样点的干通比jsr：

jsr＝rj/rc(8)

式中，rj是该采样点的干扰距离；rc是该采样点的通信距离；

5.计算每个采样点干扰后通信有效区域面积s。

6.将圆型航线每个采样点的四项指标依次求平均作为圆型航线的四个整体指标值：

7.将跑道型航线每个采样点的四项指标依次求平均作为跑道型航线的四个整体指标值：

8.每项指标取两个航线中的最大值作归一化：

每种航线类型的四项归一化评估指标值用一个四角图的方式直观呈现，如附图5所示，四角图每个角的最大值为1。

9.对两个航线的四项评估指标值加权求和作为最终的干扰效能评估值：

其中，加权向量默认值为可以根据实际需要就行修改。

10.加权求和值最大的航线即为干扰效能较优的航线。

本发明的有益效果是：对于一发多收的地面通信网台设计出了两种相对较好的干扰航线，其中跑道型航线在使航线上任一点满足能域压制条件的同时还尽可能的降低了单位时间内干扰中断的时间；同时还提出了一种对干扰效能进行评估的方法。

附图说明

图1为本发明方法流程图；

图2为机载干扰源覆盖范围示意图；

图3为干扰距离计算示意图；

图4为通信压制距离计算示意图；

图5为航线归一化评估指标四角图；

图6为仿真一结果图；

图7为仿真二结果图。

具体实施方式

下面结合附图补充描述本发明的实际效果。

仿真一

假设挂载干扰源的电子战飞机转弯半径为8km，干扰源波束宽度为0.7rad，目标通信网台自然通信距离为40km。仿真结果如附图6所示，圆型航线的干扰效能评估值为0.88，跑道型航线的干扰效能评估值为0.99。由仿真结果图和干扰效能评估值可以看出，跑道型航线要相对优于圆型航线。

仿真二

假设挂载干扰源的电子战飞机转弯半径为5km，干扰源波束宽度为0.5rad，目标通信网台自然通信距离为50km。仿真结果如附图7所示，圆型航线的干扰效能评估值为0.86，跑道型航线的干扰效能评估值为1。由仿真结果图和干扰效能评估值可以看出，依然是跑道型航线要相对优于圆型航线。