仿真技術(shù)在電子對抗技術(shù)課程中的應(yīng)用

趙喜　楊青　李鳴　付強

摘 要 針對電子對抗技術(shù)課程教學(xué)實踐中的薄弱環(huán)節(jié)，進行教學(xué)手段探索，將仿真技術(shù)運用到教學(xué)中。首先分析在課程中采用仿真技術(shù)的優(yōu)勢，然后給出仿真技術(shù)在教學(xué)實踐中的應(yīng)用案例。

關(guān)鍵詞 仿真技術(shù)；教學(xué)手段；電子對抗

中圖分類號：G642.3 文獻標(biāo)識碼：B

文章編號：1671-489X（2017）08-0039-03

Application of Simulation Technology in Course of Electronic Counter Measure Technique//ZHAO Xi， YANG Qing， LI Ming， FU Qiang

Abstract In view of the weak link in the teaching practice of electro-

nic counter measures course， this paper researched the teaching means，

and taken the simulation technique into the course. Firstly， this paper analyzed the advantage of the simulation technique in the course， and then provided the application case of simulation technique in teaching practice.

Key words simulation technique； teaching means； electronic counter

measure

1 前言

電子對抗技術(shù)課程是學(xué)習(xí)電子對抗基本原理和應(yīng)用的一門專業(yè)課程，課程的主要目的是通過介紹典型的電子對抗技術(shù)，培養(yǎng)學(xué)員的電子對抗意識，提高學(xué)員的知識運用能力[1]。該課程具有理論性強、針對性強等特點。在以往的課程教學(xué)中主要利用PPT課件對相關(guān)理論內(nèi)容和實際應(yīng)用案例進行講解和分析，教學(xué)手段簡單而枯燥，不利于調(diào)動學(xué)員的學(xué)習(xí)積極性，不利于學(xué)員對相關(guān)知識的掌握和應(yīng)用。因此，課程組在教學(xué)手段上進行實踐探索，將仿真技術(shù)引入課程教學(xué)中，不但提高了學(xué)員對理論知識的理解能力，增強了學(xué)員利用所學(xué)知識解決實際問題的能力，而且提高了學(xué)員學(xué)習(xí)的積極性與主動性。

2 在課程中采用仿真技術(shù)的優(yōu)勢

仿真技術(shù)是一門多學(xué)科的綜合性技術(shù)，以計算機和專用設(shè)備為工具，利用系統(tǒng)模型對實際的或設(shè)想的系統(tǒng)進行動態(tài)試驗，可以利用計算機軟件的優(yōu)勢創(chuàng)造出靈活多樣的工作場景，讓學(xué)生在模擬的情境下進行學(xué)習(xí)和探究。具體來講，在電子對抗技術(shù)課程中采用仿真技術(shù)具有以下優(yōu)勢。

有助于對理論知識的理解 電子對抗技術(shù)課程涉及的相關(guān)專業(yè)理論知識多，具有專業(yè)性強、知識涵蓋面廣等特點。對于初學(xué)者而言，即便有專業(yè)基礎(chǔ)課程為先導(dǎo)，部分理論知識的理解也較為困難，如偵察方程的分析、干擾方程的分析、干擾信號的分析、各種電子干擾的基本原理等內(nèi)容。而仿真技術(shù)利用圖文、聲音、3D動畫等多媒體形式，可將靜態(tài)抽象的理論知識動態(tài)化、形象化[2]，不僅可以增大課堂的信息量和開放性，而且能增強教學(xué)的交互性和趣味性，使學(xué)員的注意力集中到教學(xué)內(nèi)容上來，方便學(xué)員理解和掌握。此外，學(xué)員在生動、有趣的學(xué)習(xí)環(huán)境中進行主動探究式學(xué)習(xí)，有助于獨立思考和創(chuàng)新能力的培養(yǎng)。

有助于理論知識與實際應(yīng)用相結(jié)合 提高學(xué)員利用所學(xué)知識解決實際問題的能力是電子對抗技術(shù)課程的基本目標(biāo)之一。僅僅通過分析講解相關(guān)的理論知識和戰(zhàn)例難以滿足這一要求，較為理想的辦法是進行與電子對抗相關(guān)的實踐活動，如進行電子對抗偵察、電子干擾、電子反干擾等實踐活動，但受裝備、場地和授課時間的限制，這些實踐活動難以展開。而利用仿真技術(shù)，可有效解決這一問題。針對具體的電子對抗問題進行仿真，將一些逼真的情境呈現(xiàn)給學(xué)員，讓學(xué)員站在裝備操作人員、指揮人員的角度去進行對抗推演和探索，這樣可強化學(xué)員對電子對抗知識實際應(yīng)用的理解，從而有效提高學(xué)員利用所學(xué)知識解決實際問題的能力。

有助于促進自主學(xué)習(xí) 本課程所涉及的仿真軟件都具有可移植性，并且與多種計算機操作系統(tǒng)兼容。因此，可將相關(guān)仿真軟件共享到其他計算機或教學(xué)網(wǎng)絡(luò)平臺上，作為學(xué)員自主學(xué)習(xí)的一種輔助手段，這樣學(xué)員可在課下利用仿真軟件進行自習(xí)或預(yù)習(xí)，助力自主學(xué)習(xí)，有利于增強學(xué)習(xí)效果。

3 仿真技術(shù)在公式分析中的應(yīng)用實例

電子對抗技術(shù)課程中的公式分析占有一定的比例，如偵察方程的分析、干擾方程的分析等，這些公式復(fù)雜且涉及的參量多，較為抽象難懂。因此，利用仿真技術(shù)對這些公式進行仿真并應(yīng)用于教學(xué)實踐，方便學(xué)員對相關(guān)知識的理解。下面以干擾方程[3]為例來進行說明。

首先，在學(xué)員對干擾方程的應(yīng)用背景、目的等相關(guān)內(nèi)容初步理解的基礎(chǔ)上，給出基于干擾方程的交互式虛擬仿真并進行演示，如圖1所示，激發(fā)學(xué)員學(xué)習(xí)興趣，并使學(xué)員對干擾方程的意義有直觀的印象。

然后，逐步深入。結(jié)合干擾方程的MATLAB數(shù)字仿真軟件，改變公式中某個主要變量的取值，動態(tài)演示分析該變量的變化對于實際結(jié)果的影響，如圖2所示。進而讓學(xué)員總結(jié)分析其他變量對實際結(jié)果的影響及這些變量在實際應(yīng)用中的含義，調(diào)動學(xué)員主動思考，從而使被動學(xué)習(xí)主動化。

最后，應(yīng)用擴展。給出多部干擾機對雷達實施干擾的情境，并結(jié)合干擾方程進行仿真，如圖3所示。讓學(xué)員結(jié)合仿真圖進行分析，從而使既定知識得到擴展。

通過仿真教學(xué)，學(xué)員能夠深入體會公式與實際應(yīng)用之間的有機關(guān)系，從而在一定程度上做到理論和實踐的結(jié)合，使公式的分析不再變得枯燥無味。

4 仿真技術(shù)在干擾信號分析中的應(yīng)用實例

在電子對抗技術(shù)課程中，對干擾信號的分析是又一大難點，既需要分析各種干擾信號的波形、頻率等信號特征，還需要分析各種干擾信號對特定雷達信號的干擾效果。以往的教學(xué)中，信號分析只能結(jié)合靜態(tài)的波形、頻譜圖進行，表現(xiàn)手段不夠靈活，學(xué)員難以理解。因此，在教學(xué)中利用仿真技術(shù)，對各種干擾信號（噪聲干擾信號、噪聲調(diào)頻干擾信號、噪聲調(diào)幅干擾信號、噪聲調(diào)相干擾信號、靈巧噪聲干擾信號等）、常見的雷達信號（普通脈沖雷達信號、脈沖壓縮雷達信號、脈沖多普勒雷達信號等）及典型的雷達接收系統(tǒng)進行仿真。結(jié)合仿真軟件，進行干擾仿真，通過改變相關(guān)參量，可靈活體現(xiàn)干擾信號的特征及干擾效果。圖4為一種靈巧噪聲干擾信號的波形和頻譜，圖5為靈巧噪聲干擾信號對脈沖壓縮雷達信號的干擾效果。

在授課過程中，除了課堂集中演示分析之外，還將仿真軟件分發(fā)給學(xué)員，學(xué)員利用仿真軟件，自己動手進行操作和分析，改變信號參數(shù)，分析信號特征，針對仿真結(jié)果進行討論，既增強了教學(xué)的靈活性和互動性，又提高了學(xué)員對相關(guān)知識的理解能力。

5 仿真技術(shù)在理論實踐中的應(yīng)用實例

電子對抗技術(shù)教學(xué)的最終目的是讓學(xué)員具備利用所學(xué)知識解決實際問題的能力。如在裝備運用過程中，如何對敵方的電子裝備實施電子對抗偵察和電子干擾？如何避免敵方電子對抗裝備對我方裝備的干擾？如何利用我方電子對抗裝備掩護部隊突防或進行陣地防御？……解決這些問題，一方面需要理論知識做指導(dǎo)，另一方面需要給學(xué)員提供具體的實踐情境，結(jié)合特定背景進行分析?；诖耍肏LA仿真技術(shù)開發(fā)電子對抗仿真系統(tǒng)，如圖6所示。

電子對抗仿真系統(tǒng)包含多種裝備模型，具有想定方案設(shè)置、對抗態(tài)勢顯示分析、仿真控制、作戰(zhàn)行動分析評判等多項功能。利用該系統(tǒng)，學(xué)員可以進行電子裝備及電子對抗裝備的部署、裝備參數(shù)的設(shè)置、干擾與抗干擾方案的設(shè)置、紅藍對抗仿真等操作。系統(tǒng)將動態(tài)的對抗情境呈現(xiàn)給學(xué)員，學(xué)員在仿真中進行推演和分析，可有效鍛煉利用所學(xué)知識解決實際問題的能力。此外，仿真系統(tǒng)的運用還在一定程度上克服了課程中無法進行實裝實踐活動的缺點。

6 結(jié)束語

電子對抗技術(shù)課程以提高學(xué)員的理論知識理解能力和實際應(yīng)用能力為目的。針對授課過程中兩個能力培養(yǎng)方面的薄弱環(huán)節(jié)，進行仿真教學(xué)實踐探索，應(yīng)用多種計算機仿真手段，開發(fā)多種相關(guān)教學(xué)仿真資源。教學(xué)實踐表明，仿真技術(shù)的應(yīng)用增強了教學(xué)的交互性和趣味性，使枯燥難懂的理論知識易于接受，提高了學(xué)員學(xué)習(xí)的積極性與主動性，能夠真正實現(xiàn)教與學(xué)的良性互動。同時，仿真技術(shù)還使以往難以觸及的實踐應(yīng)用問題得以解決，提高了學(xué)員利用所學(xué)知識解決實際問題的能力。本文的研究對于其他相關(guān)課程的開展具有一定的借鑒意義。

參考文獻

[1]劉利民，趙喜.《電子對抗技術(shù)》課程標(biāo)準(zhǔn)[S].石家莊：軍械工程學(xué)院，2014.

[2]竺興妹.仿真技術(shù)在專業(yè)課程教學(xué)中的應(yīng)用探究：以電子測量技術(shù)仿真教學(xué)為例[J].教育現(xiàn)代化，2015（14）：101-103.

[3]趙喜，劉利民，楊青.電子對抗技術(shù)[M].石家莊：軍械工程學(xué)院，2015.