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抢夺第六作战域,美国加速推进电磁频谱作战能力发展

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随着军用雷达、通信、测距等业务用频不断拓展,电磁频谱空间已成为对抗双方争夺的重点,并逐渐发展为继陆、海、空、天、网之后的第六作战域。

目前,美国军队正基于自身在科学技术和武器装备上的优势,并针对潜在对手用频武器装备及其运用特点,采取多种措施,加速推进其电磁频谱作战能力发展。

美国军队电磁频谱

作战关键技术的发展趋势

重点发展频率捷变技术,确保电磁频谱共享能力和对抗优势

美国军队正计划在整合现有电磁频谱作战系统已具备的改变波束大小、形状和方向等相关功能的基础上,将电磁频谱红外频段捷变技术作为未来的发展重点。

同时,美国国防部正着手在相关雷达上部署基于有源电扫阵列技术的射频系统。


着手研发多设备聚能技术,增强电磁频谱作战系统干扰功率

美国军队正尝试通过发展多干扰设备聚能技术,将多个可消耗武器发出的干扰信号集成为单一的合成干扰波束,以有效增强小型武器干扰功率,达到大型电子战系统的作战效果。

目前,美国海军已制定了“低成本无人机集群技术”计划,着手聚能式干扰技术研发。

其他相关项目还包括美国国防高级研究计划局的“相干传输回溯天线阵研究”项目,研发能够同时作用于多个系统的多功能控制器。


集成部署作战自适应技术,拓展电磁频谱作战系统感知决策能力

随着近10年自适应技术发展渐趋成熟,美国军队正加速将其集成到新型电磁频谱作战系统中。

未来,自适应电磁频谱作战系统可运用频谱感知能力,根据指挥官意图进行行动决策。

该系统可根据威胁目标的特性、地点和运行情况对其进行识别,并根据目标在当前电磁频谱环境下对己方部队实施探测和反制措施的概率决定攻击目标,同时使用建模和模拟技术,对己方相关行动方案进行分析

自适应电磁频谱作战控制系统还可运用频谱感知能力,评估上述系统对电磁环境和对方电磁频谱作战行动造成的影响。

美国军队电磁频谱

作战装备建设的发展趋势

美国军队近年来不断加大投入,以“小型化、网络化、多平台和认知控制”为重点,加速推进电磁频谱装备的研发、部署及实战运用。


发展小型武器装备,强化电磁频谱作战系统抵近干扰能力

美国军队正谋求通过小型化电磁频谱作战武器装备,利用其雷达特征不明显的优势,抵近对方目标实施近距齐射打击或干扰,减少大型攻击武器消耗。

正计划抓紧建设比现有作战系统体积更小、成本更低的电磁频谱作战系统,并将这类小尺寸、低成本、高隐匿和超灵活的作战实体命名为“可消耗武器”,主要包括小型导弹、巡飞弹和电子战无人机。


突破装备组网瓶颈,促进传感器数据实时共享与行动协调

通过组网,各设备可实现传感数据共享,还可共享电磁频谱作战方案,明确各设备执行的具体任务及其相应的部署位置,并能够使用低截获概率和低探测概率数据链,与相邻的电磁频谱作战系统进行通信并协调行动,从而实现电磁频谱作战行动的网络化。

美国军队目前正寻求两方面的突破:能够管理和协调分布式作战行动的控制系统及能够在对抗区域内为己方军队之间建立安全可靠的低可拦截和低可探测概率数据链。


研发认知控制系统,提升电磁频谱作战平台的自动化水平

美国军队正试图在小型干扰平台上嵌入认知控制系统,对感知的电磁态势进行分析与预测。

目前,美国国防高级研究计划局正在同时推进多个此类系统的研发,旨在使小型干扰平台能够自动评估电磁频谱环境,快速制定并测试不同脉冲下的对抗措施,采取有效方案对抗对方灵敏雷达和干扰机。


开发水下投放平台,提高消耗性武器投放的隐蔽性

与空中平台相比而言,水下平台载荷更大,而且可隐蔽接近对方海岸线及目标,因而是更为有效的投放平台。

美国海军目前正在积极发展大型无人水下航行器,用于执行消耗性武器投放任务,以支持联合部队的监视、瞄准、干扰、诱骗、通信或打击行动。

无人潜航器不仅造价成本比载人潜艇低得多,而且在遭受对方蓄意干扰压制或鱼雷以及深水炸弹攻击时无需逃离。

美国军队电磁频谱

作战战法运用的发展趋势

美国军队联合电磁频谱作战理论强调在不同作战阶段,必须根据战场形势和变化规律,灵活运用不同战法,以充分发挥电磁频谱作战武器平台的效能,配合其他作战行动,将“电磁赋能”的思想贯彻于作战行动的各个环节,最终以较小代价赢得“灰色地带冲突”的胜利。


情报侦察阶段,活用信号探测方式,获取广域战场态势

美国军队联合电磁频谱作战概念下的情报侦察,充分利用有源无源探测平台和新型探测手段,以更加高效和隐蔽的方式,感知作战对象,确定对方目标类型与位置,为后续打击提供指引。

无源和多基地探测概念

1)分布式无源探测

首先,针对对方防区范围,从 多个方位分散部署各类有人或无人平台 。

这些平台利用装备的无源探测设备,以被动的方式获取对方电磁活动信号。不同方向的无源探测平台接受到这些信号后进行分析,确定目标位置、速度、类型等信息。

多基地探测平台的组网连用,能够弥补单一平台视野和精度局限。

2)多平台协同探测

与分布式无源探测类似,需要在多个方向部署大量探测平台,但需要一个平台(一般采用成本不高的无人电子战平台)先向可疑目标发射特定的射频或红外电磁能

由于这个信号的特征及辐射源位置已知,因此很容易从背景电磁环境中分辨出这个信号,并根据各平台信号接收的强度和时间差等确定目标信息。

3)低截获有源探测

激光探测是以低截获概率/低探测概率(LPI/LPD)实现高精度探测的有效方法。

激光探测设备发射激光信号扫描目标区域,遇到目标后形成“回波”,被激光传感器接收,并对回波进行分析,进而确定目标的位置、类型等信息。

在工作方式上,激光探测既能独立运行,也可以分开运行。与雷达相比,激光探测发射的波束聚焦性更好,能够通过精确调整功率实现最大效能。


部队机动阶段,重视无人平台运用,加强对对方欺骗伪装

美国军队 强调使用易于大量投放和使用的小型低功率无人电子战平台,利用其雷达特征不明显的优势,实施聚能式干扰,以降低对方接收传感器灵敏度,或利用低功率激光设备,迷惑对方光电/红外传感器。

这些无人平台借助LPI/LPD通信形成地理上广域分布的电磁频谱作战网络,利用认知控制技术,自适应电磁频谱环境,以最大效能对对方实施干扰与欺骗。

同时,主力部队采取电磁频谱管制策略,限制或禁止使用无线电发射设备和辐射无线电波的非用频设备,对无线电波的发射、辐射和传播实施强制管理,严格控制电磁环境。

另一方面, 利用舰船和水下无人潜艇携带的低功率电磁频谱作战平台 发射电磁波进行遮蔽和伪装,掩护主力部队机动

这样通过干扰欺骗、伪装遮蔽和辐射控制,为对方呈现虚假的战场态势,而真正的主力部队在掩护之下,按预定计划向对方区域拒止范围机动。


空中突袭阶段,防区内外多法并举,致盲对方防空系统

美国军队正一方面 大力发展新型高功率电磁能武器 以提升远距离防区外干扰能力,另一方面正不断 加强小型电磁频谱作战平台在防区内的运用 。

在防区内,充分利用小型电磁频谱作战平台优势,通过隐身飞机、潜艇,甚至水下无人装置,抵近目标区域,投放大量可消耗的无人干扰机或诱饵,在防区内干扰破坏对方防空系统。

利用联网的诱饵和低功率实施传感器干扰

在防区外,美国军队强调运用高功率电磁能武器对目标区域进行打击,破坏对方防空系统各类探测设备和通信系统,致盲对方情报侦察网络,切断防空阵地间的联系,为后续空中打击奠定基础。

美国军队在对抗区域实施打击行动的新方式

总体上看,美国军队的技术发展主要以频率捷变技术、聚能技术和自适应技术为重点,装备建设主要致力于小型化、网络化、认知控制和多平台等方向,而在战法上则强调在不同作战阶段,根据战场形势和变化规律灵活运用,以充分发挥电磁频谱作战效能,使能其他作战行动。

本文作者:孟凡松,陈俊,徐芳作者简介:孟凡松,国防科技大学信息通信学院,副教授,研究方向为科技情报;陈俊,国防科技大学信息通信学院,副教授,研究方向为科技情报。

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