CN106443243A - 一种电磁环境对装备性能影响因素的主次关系分析方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及电子设备测试技术领域，公开的一种电磁环境对装备性能影响因素的主次关系分析方法，是将影响因素数据接口装置、装备性能数据接口装置采集的信号源数据通过数据采集装置传输至影响因素主次关系定量分析装置，进行装备多个性能的多个电磁环境影响因素主次关系的定量分析，确定影响装备不同性能的主要电磁环境因素，以排除或减小其影响，便于在恶劣的电磁环境下实现其性能；确定不同电磁环境因素的装备性能主次关系，便于在不同的电磁环境下充分发挥装备的性能；本发明能同时对多个性能多个影响因素进行综合分析；分析每种装备性能的影响因素主次关系，分析同一影响因素下的装备性能主次关系，分析所有电磁环境影响因素下的准优装备性能。

Description

一种电磁环境对装备性能影响因素的主次关系分析方法

技术领域

本发明涉及电子设备测试技术领域，尤其涉及基于灰色关联矩阵的装备性能的一种电磁环境对装备性能影响因素的主次关系分析方法。

背景技术

目前，环境因素、特别是复杂电磁环境对(易受电磁信号影响的)装备性能的影响分析一直是公认的难题之一。目前的分析方法有定性分析、单因素定量分析和单性能多因素定量分析方法。而实际装备性能有多种，同时受到多个电磁环境因素的影响，目前的定性分析和单因素定量分析方法都不能对影响因素进行综合分析并对其主次关系进行排序，单性能多因素定量分析忽视了装备性能的整体性。本发明的目的就是实现对装备多个性能多个影响因素的综合分析并对其主次关系进行排序。

发明内容

为克服现有技术的不足，本发明提供一种多个电磁环境影响因素对装备多个性能的主次关系的定量分析装置及方法，

为实现如上所述的发明目的，本发明采用如下技术方案：

一种电磁环境对装备性能影响因素的主次关系分析装置，包括：数据采集装置、影响因素数据接口装置、装备性能数据接口装置、影响因素主次关系定量分析装置，所述影响因素数据接口装置及装备性能数据接口装置通过数据录取线缆与数据采集装置相连，数据采集装置通过数据录取线缆与影响因素主次关系定量分析装置相连；装备性能数据接口装置为信号源X₁至X_N，影响因素数据接口装置为Y₁至Y_M。

一种电磁环境对装备性能影响因素的主次关系分析方法，将影响因素数据接口装置、装备性能数据接口装置采集的信号源数据通过数据采集装置传输至影响因素主次关系定量分析装置，进行装备多个性能的多个电磁环境影响因素主次关系的定量分析，一是确定影响装备不同性能的主要电磁环境因素，以便排除或减小其影响，便于在恶劣的电磁环境下实现其性能；二是确定不同电磁环境因素的装备性能主次关系，便于在不同的电磁环境下充分发挥装备的性能；其步骤如下：

a.建立信号源数据的灰色关联矩阵，包括：

装备性能数据建模序列：

X₁＝(x₁(1),x₁(2),Λ,x₁(n))

X₂＝(x₂(1),x₂(2),Λ,x₂(n))

X₃＝(x₃(1),x₃(2),Λ,x₃(n))

ΛΛ

X_N＝(x_N(1),x_N(2),Λ,x_N(n))

其中x₁(1)、x₂(1)、…、x_N(1)表示数据采集装置在时刻1采集的装备性能数据，x₁(2)、x₂(2)、…、x_N(2)表示数据采集装置在时刻2采集的装备性能数据，…，x₁(n)、x₂(n)、…、x_N(n)表示数据采集装置在时刻n采集的装备性能数据。

电磁环境影响因素数据建模序列：

Y₁＝(y₁(1),y₁(2),Λ,y₁(n))

Y₂＝(y₂(1),y₂(2),Λ,y₂(n))

Y₃＝(y₃(1),y₃(2),Λ,y₃(n))

ΛΛ

Y_M＝(y_M(1),y_M(2),Λ,y_M(n))

其中y₁(1)、y₂(1)、…、y_M(1)表示数据采集装置在时刻1采集的装备性能数据，y₁(2)、y₂(2)、…、y_M(2)表示数据采集装置在时刻2采集的装备性能数据，…，y₁(n)、y₂(n)、…、y_M(n)表示数据采集装置在时刻n采集的装备性能数据。

令X_i＝(x_i(1),x_i(2),Λ,x_i(n))(i＝1,2,Λ,N)为参考数据列，Y_j＝(y_j(1),y_j(2),Λ,y_j(n))(j＝1,2,Λ,M)为比较数据列；并令Y_j对于X_i在k点的差异信息为Δ_ij(k)＝|y_j(k)-x_i(k)|，则有三级环境参数和从而得到灰色关联系数γ(y_j(k),x_i(k))为

Y_j对于X_i的灰色关联度γ(Y_j,X_i)为

则得到灰色关联矩阵R为

灰色关联矩阵中第i行的元素是装备性能数据序列X_i与电磁环境影响因素数据序列Y₁,Y₂,Λ,Y_M的灰色关联度；第j列的元素是装备性能数据序列X₁,X₂,Λ,X_N与电磁环境影响因素Y_j的灰色关联度。

b.基于灰色关联矩阵的主次关系分析，包括：

①对于灰色关联矩阵R，考察装备性能X_i(i＝1,2,Λ,N)的电磁环境影响因素，记γ(Y_j*,X_i)＝max{γ(Y₁,X_i),γ(Y₂,X_i),Λ,γ(Y_M,X_i)}，则电磁环境影响因素Y_j*对装备性能X_i的影响最优。

②对于灰色关联矩阵R，若存在k,i∈{1,2,Λ,N}，满足

γ(Y_j,X_k)≥γ(Y_j,X_i)，j＝1,2,Λ,M

则称所有电磁环境影响因素下装备性能X_k优于装备性能X_i，记为X_kφX_i，即表示装备性能X_k对电磁环境影响因素的适应性优于装备性能X_i。若对于i≠k，恒有X_kφX_i成立，则称X_k为装备最优性能，即表示装备性能X_k对电磁环境影响因素的适应性最强。

③对于灰色关联矩阵R，若存在l,j∈{1,2,Λ,M}，满足

γ(Y_l,X_i)≥γ(Y_j,X_i)，i＝1,2,Λ,N

则称电磁环境影响因素Y_l对所有装备性能的影响优于电磁环境影响因素Y_j，记为Y_lφY_j。若l≠j，恒有Y_lφY_j成立，则称电磁环境影响因素Y_l对装备性能的影响最优。

④对于灰色关联矩阵R，若存在k,i∈{1,2,Λ,N}，满足

则称装备性能X_k在所有电磁环境影响因素下准优于装备性能X_i。若对于i≠k，上述结论成立，则称装备性能X_k为所有电磁环境影响因素下的准优性能。

⑤对于灰色关联矩阵R，若存在l,j∈{1,2,Λ,M}，满足

则称电磁环境影响因素Y_l对所有装备性能的影响准优于电磁环境影响因素Y_j。若对于l≠j，上述结论成立，则称电磁环境影响因素Y_l为对所有装备性能的准优因素。

由于采用如上所述的技术方案，本发明具有如下优越性：

(一)能同时对多个性能多个影响因素进行综合分析；(二)能分析每种装备性能的影响因素主次关系；(三)分析同一影响因素下的装备性能主次关系；(四)分析所有电磁环境影响因素下的准优装备性能；(五)对所有装备性能的准优电磁环境影响因素。

附图说明

图1电磁环境对装备性能影响因素的主次关系分析装置的工作示意图。

实施例1

在复杂电磁环境下装备性能(如信号侦察概率、识别正确率、虚警率等)易受到很多电磁环境因素(如背景信号强度、背景信号密度、信干比等)的影响。为了在复杂电磁环境下能采取相应的措施提高装备性能，需要对电磁环境影响因素进行综合定量分析。选择3个装备性能及相关的4个电磁环境影响因素进行实例分析，数据如下表所示(表中数据假设已经进行了归一化处理)。

表1装备性能及环境因素数据

根据上表，得到装备性能数据建模序列：

X₁＝(0.81 0.68 0.59 0.77 0.82)

X₂＝(0.87 0.69 0.62 0.90 0.79)

X₃＝(0.91 0.72 0.65 0.90 0.83)

电磁环境影响因素数据建模序列：

Y₁＝(0.73 0.83 0.69 0.78 0.91)

Y₂＝(0.81 0.92 0.75 0.86 0.93)

Y₃＝(0.83 0.93 0.79 0.90 0.92)

Y₄＝(0.76 0.84 0.73 0.80 0.93)

根据前述的计算过程，得到灰色关联矩阵R为

则可以得到以下分析结论：

①在灰色关联矩阵R中，由第1行可知，影响装备性能一的电磁环境影响因素主次关系是环境因素一、因素四、因素二、因素三；由第2行可知，影响装备性能二的电磁环境影响因素主次关系是环境因素三、因素二、因素一、因素四；由第3行可知，影响装备性能三的电磁环境影响因素主次关系是环境因素三、因素一、因素二、因素四。

由第1列可知，在电磁环境影响因素一下装备性能主次关系是性能一、性能三、性能二；由第2列可知，在电磁环境影响因素二下装备性能主次关系是性能一、性能三、性能二；由第3列可知，在电磁环境影响因素三下装备性能主次关系是性能三、性能二、性能一；由第4列可知，在电磁环境影响因素四下装备性能主次关系是性能一、性能三、性能二。

②对于灰色关联矩阵R，若存在k,i∈{1,2,3}，满足

γ(Y_j,X₃)≥γ(Y_j,X₂)，j＝1,2,3,4

则在所有电磁环境影响因素下装备性能三优于装备性能二，表明装备性能三对电磁环境影响因素的适应性优于装备性能二。

③对于灰色关联矩阵R，若存在l,j∈{1,2,3,4}，满足

γ(Y₁,X_i)≥γ(Y₄,X_i)，i＝1,2,3

则有电磁环境影响因素一对所有装备性能的影响优于电磁环境影响因素四。

④对于灰色关联矩阵R，当k,i∈{1,2,3}，下式成立

则在所有电磁环境影响因素下,装备性能一准优于装备性能三、装备性能三准优于装备性能二，其中装备性能一为所有电磁环境影响因素下的准优性能。

⑤对于灰色关联矩阵R，若存在l,j∈{1,2,3,4}，满足

则考察对所有装备性能的影响，电磁环境影响因素三准优于因素一、电磁环境影响因素一准优于因素二、电磁环境影响因素二准优于因素四，其中电磁环境影响因素三为对所有装备性能的准优因素。

Claims (2)

1.一种电磁环境对装备性能影响因素的主次关系分析装置，其特征在于：包括：数据采集装置、影响因素数据接口装置、装备性能数据接口装置、影响因素主次关系定量分析装置，所述影响因素数据接口装置及装备性能数据接口装置通过数据录取线缆与数据采集装置相连，数据采集装置通过数据录取线缆与影响因素主次关系定量分析装置相连；装备性能数据接口装置为信号源X₁至X_N，影响因素数据接口装置为Y₁至Y_M。

2.一种电磁环境对装备性能影响因素的主次关系分析方法，其特征在于：将影响因素数据接口装置、装备性能数据接口装置采集的信号源数据通过数据采集装置传输至影响因素主次关系定量分析装置，进行装备多个性能的多个电磁环境影响因素主次关系的定量分析，一是确定影响装备不同性能的主要电磁环境因素，以便排除或减小其影响，便于在恶劣的电磁环境下实现其性能；二是确定不同电磁环境因素的装备性能主次关系，便于在不同的电磁环境下充分发挥装备的性能；其步骤如下：

a.建立信号源数据的灰色关联矩阵，包括：

装备性能数据建模序列：

X₁＝(x₁(1),x₁(2),Λ,x₁(n))

X₂＝(x₂(1),x₂(2),Λ,x₂(n))

X₃＝(x₃(1),x₃(2),Λ,x₃(n))

ΛΛ

X_N＝(x_N(1),x_N(2),Λ,x_N(n))

其中x₁(1)、x₂(1)、…、x_N(1)表示数据采集装置在时刻1采集的装备性能数据，x₁(2)、x₂(2)、…、x_N(2)表示数据采集装置在时刻2采集的装备性能数据，…，x₁(n)、x₂(n)、…、x_N(n)表示数据采集装置在时刻n采集的装备性能数据；

电磁环境影响因素数据建模序列：

Y₁＝(y₁(1),y₁(2),Λ,y₁(n))

Y₂＝(y₂(1),y₂(2),Λ,y₂(n))

Y₃＝(y₃(1),y₃(2),Λ,y₃(n))

ΛΛ

Y_M＝(y_M(1),y_M(2),Λ,y_M(n))

其中y₁(1)、y₂(1)、…、y_M(1)表示数据采集装置在时刻1采集的装备性能数据，y₁(2)、y₂(2)、…、y_M(2)表示数据采集装置在时刻2采集的装备性能数据，…，y₁(n)、y₂(n)、…、y_M(n)表示数据采集装置在时刻n采集的装备性能数据；

令X_i＝(x_i(1),x_i(2),Λ,x_i(n))(i＝1,2,Λ,N)为参考数据列，Y_j＝(y_j(1),y_j(2),Λ,y_j(n))(j＝1,2,Λ,M)为比较数据列；并令Y_j对于X_i在k点的差异信息为Δ_ij(k)＝|y_j(k)-x_i(k)|，则有三级环境参数和从而得到灰色关联系数γ(y_j(k),x_i(k))为

$\mathrm{\γ}\left(y_j\right(k),x_i(k\left)\right)=\frac{{\mathrm{\Δ}}_{ij}\left(\min \right)+\mathrm{\ξ}\·{\mathrm{\Δ}}_{ij}\left(max\right)}{{\mathrm{\Δ}}_{ij}\left(k\right)+\mathrm{\ξ}\·{\mathrm{\Δ}}_{ij}\left(max\right)}$

Y_j对于X_i的灰色关联度γ(Y_j,X_i)为

$\mathrm{\γ}(Y_j,X_i)=\frac{1}{n}\underset{k=1}{\overset{n}{\Σ}}\mathrm{\γ}\left(y_j\right(k),x_i(k\left)\right)$

则得到灰色关联矩阵R为

$R=\left[\begin{array}{cccc}\mathrm{\γ}(Y_1,X_1)& \mathrm{\γ}(Y_2,X_1)& \mathrm{\Λ}& \mathrm{\γ}(Y_M,X_1)\\ \mathrm{\γ}(Y_1,X_2)& \mathrm{\γ}(Y_2,X_2)& \mathrm{\Λ}& \mathrm{\γ}(Y_M,X_2)\\ M& M& M& M\\ \mathrm{\γ}(Y_1,X_N)& \mathrm{\γ}(Y_2,X_N)& \mathrm{\Λ}& \mathrm{\γ}(Y_M,X_N)\end{array}\right]$

灰色关联矩阵中第i行的元素是装备性能数据序列X_i与电磁环境影响因素数据序列Y₁,Y₂,Λ,Y_M的灰色关联度；第j列的元素是装备性能数据序列X₁,X₂,Λ,X_N与电磁环境影响因素Y_j的灰色关联度；

b.基于灰色关联矩阵的主次关系分析，包括：

①对于灰色关联矩阵R，考察装备性能X_i(i＝1,2,Λ,N)的电磁环境影响因素，记γ(Y_j*,X_i)＝max{γ(Y₁,X_i),γ(Y₂,X_i),Λ,γ(Y_M,X_i)}，则电磁环境影响因素Y_j*对装备性能X_i的影响最优；

②对于灰色关联矩阵R，若存在k,i∈{1,2,Λ,N}，满足

γ(Y_j,X_k)≥γ(Y_j,X_i)，j＝1,2,Λ,M

则称所有电磁环境影响因素下装备性能X_k优于装备性能X_i，记为X_kφX_i，即表示装备性能X_k对电磁环境影响因素的适应性优于装备性能X_i；若对于i≠k，恒有X_kφX_i成立，则称X_k为装备最优性能，即表示装备性能X_k对电磁环境影响因素的适应性最强；

③对于灰色关联矩阵R，若存在l,j∈{1,2,Λ,M}，满足

γ(Y_l,X_i)≥γ(Y_j,X_i)，i＝1,2,Λ,N

则称电磁环境影响因素Y_l对所有装备性能的影响优于电磁环境影响因素Y_j，记为Y_lφY_j；若l≠j，恒有Y_lφY_j成立，则称电磁环境影响因素Y_l对装备性能的影响最优；

④对于灰色关联矩阵R，若存在k,i∈{1,2,Λ,N}，满足

$\underset{j=1}{\overset{M}{\Σ}}\mathrm{\γ}(Y_j,X_k)\≥\underset{j=1}{\overset{M}{\Σ}}\mathrm{\γ}(Y_j,X_i)$

则称装备性能X_k在所有电磁环境影响因素下准优于装备性能X_i；若对于i≠k，上述结论成立，则称装备性能X_k为所有电磁环境影响因素下的准优性能；

⑤对于灰色关联矩阵R，若存在l,j∈{1,2,Λ,M}，满足

$\underset{i=1}{\overset{N}{\Σ}}\mathrm{\γ}(Y_l,X_i)\≥\underset{i=1}{\overset{N}{\Σ}}\mathrm{\γ}(Y_j,X_i),$

则称电磁环境影响因素Y_l对所有装备性能的影响准优于电磁环境影响因素Y_j。若对于l≠j，上述结论成立，则称电磁环境影响因素Y_l为对所有装备性能的准优因素。