高功率微波系统对抗无人机效果评估：基于概率天线传播框架及灵敏度分析

我们构建了一个概率性、面向天线与传播的框架，以量化高功率微波(HPM)系统对无人机(UAV)的作战效果。该模型耦合随机无人机运动学、波束定向抖动-增益映射关系，以及大气传播(自由空间衰减+气体损耗和雨雾损耗)，以获得接收脉冲能量的闭式统计分布。基于对数正态闭式解和高斯-赫尔米特求积，我们推导了可解析求值的单脉冲和累计中和概率，并在标准脉冲独立假设下提供了滞留时间表达式。分析预测在广泛参数范围内与大规模蒙特卡罗仿真结果高度吻合。对于代表性商业阈值 $E_{\mathrm{th}} = 10^{-2}\,\mathrm{J}$，模型预测单脉冲均衡概率 $\bar{P}_{\mathrm{kill}} \gtrsim 0.4$，在 kHz 脉冲重复频率下 $0.1\,\mathrm{s}$ 内总体击中概率 $P_{\mathrm{kill,tot}} > 99\%$；对于硬化平台 $E_{\mathrm{th}} = 10^{-1}\,\mathrm{J}$，则 $\bar{P}_{\mathrm{kill}} < 1\%$，$P_{\mathrm{kill,tot}} < 20\%$ 需持续 $1\,\mathrm{s}$。闭式灵敏度(弹性)分析表明性能由倾斜距离 $(S_{\bar{R}} \approx -2)$ 主导，次要依赖于孔径直径和发射功率；指向抖动和大气波动在评估区间影响相对较小。该框架提供了快速、准确且符合物理规律的性能预测，揭示了 HPM 系统规模化与风险感知任务规划中的明确天线/传播设计变量。