李艷斌
(中國電子科技集團公司第五十四研究所,河北 石家莊 050081)
電子戰從誕生之日起,就伴隨著電子技術的發展不斷成長,與戰場的電子系統形成了相互促進與發展的局面,電子戰系統也逐漸成為了重要的作戰武器系統。然而,隨著電子技術的快速發展,戰場電磁環境變得異常復雜;同時,針對電子戰系統的打擊也成為了戰場上的重要作戰內容,這些都對電子戰系統的發展提出了嚴峻挑戰。總結面臨的主要難題,可以歸納為4個方面的挑戰:通信技術的發展、戰場環境的變化、戰場生存條件的改變以及技術發展的瓶頸。
通信與通信電子戰是一對矛盾,為了對抗通信電子戰帶來的威脅以及適應現代戰場對通信的要求,通信系統發展了很多新技術。這些新技術中,對通信電子戰帶來挑戰的主要通信技術有以下4類。
1.1 通信抗干擾技術
通信抗干擾技術的第一類是空域干擾抑制技術,主要包括窄波束控制技術和陣列處理干擾抑制技術,這一類技術將干擾信號在空域上進行抑制,極大地消耗干擾資源,減小干擾對通信系統的影響。
通信抗干擾技術的第二類是高增益擴頻技術主要包括密碼式高速跳頻、長序列擴碼擴頻等,針對電子戰系統已經能夠對低速跳頻和短碼擴頻進行攻擊的情況,通信方發展了密碼式圖案控制的超高速跳頻技術,發展了超長序列擴碼技術,使得電子戰系統無法基于偵察進行高效干擾,充分發揮了擴頻的增益,可以消耗大量的干擾資源。
通信抗干擾技術的第三類是突發通信技術,采用換頻與短突發結合的通信方式,一方面可以有效降低被截獲的危險,也可以有效避免干擾的威脅,但突發通信將極大降低通信的利用率,只在特殊的應用場合中使用,不是通信系統發展的主要方式。
通信抗干擾技術的第四類是基于通信系統特點的特殊抗干擾技術,如衛星通信的處理轉發技術、靈活多變的轉發關系以及信號體制,通過處理轉發后將使對下行的偵察失去對上行的引導能力,可以避開干擾的威脅。
總結抗干擾技術,其主要措施就是屏蔽信號偵察、破壞偵察引導、抑制干擾進入以及躲避干擾追蹤。
1.2 網絡化與網絡安全技術
通信系統的網絡化技術,使得通信得以實現多路由傳輸,網格狀路由的重要特點就是抗摧毀,無論對于硬摧毀還是軟殺傷,網格化可以通過路由的迂回,較好地完成端到端的信息傳輸,對于電子戰實施方,只是對幾條鏈路實施干擾,已經不能很好完成攻擊任務。
通信系統的安全認證技術用于鑒別是否合法的用戶,通過鑒權,允許合法用戶接入而拒絕非法用戶接入。對于實施電子戰的一方,其是非法接入方,需要突破鑒權認證,而雙向鑒權的新技術對此設置了極大的障礙。
防護和隔離是防止網絡攻擊的重要措施,防火墻、攻擊檢測、病毒查殺甚至物理隔離等是其重要的手段。
總結網絡化和網絡安全技術,其主要措施是抗毀以保證傳輸質量、防止非法信道接入、阻斷進入網絡、防止網絡攻擊和隔離網絡阻止攻擊。
1.3 通信新技術
以認知通信為代表的新通信技術對電子戰帶來了新的挑戰。認知通信是為了充分利用寶貴的頻譜資源,采取對環境等要素認知的方法實施智能通信的一種通信方式,而這一點,恰巧也具有了對電子干擾認知和規避的能力,即具有了與電子戰系統一樣的電磁態勢感知和智能決策能力,形成了與電子戰相對應的設備級對抗能力。
1.4 未來新體制
無纖光通信技術由于具有極窄的傳輸光徑和隱蔽性,抗干擾性極好,對電子戰提出了嚴峻的挑戰。
量子通信技術所具有的量子特性,使得其具有了非常好的安全性,電子偵察會破壞信息的傳輸,很容易被發現。
戰場環境是電子戰系統作戰必須面對的重要要素,隨著作戰的現代化,武器裝備從機械化發展到信息化階段,戰場從區域擴展到全球,使得戰場的環境發生了很大的變化,主要體現在:
(1)電磁環境復雜
造成電磁環境復雜的首要因素是武器裝備的信息化,在區域戰場上的電子系統眾多,電子信號頻段不斷擴展,各電子系統的信號樣式眾多,應用的方式也非常復雜。
另外一個因素是地形或物理環境,復雜的地形可能造成電磁信號傳播的盲區,給偵察和干擾帶來困難,復雜的物理環境可能造成多徑等,對測向定位及反輻射跟蹤造成嚴重的影響。
(2)戰場范圍擴大
隨著網絡向縱深延伸,電子戰所能觸及的目標也在不斷延伸,電子戰不僅能夠對電磁信號所達到的范圍發生作用,也能夠通過電磁信號達到網絡所能達到的范圍而發生作用。
隨著新型戰爭形態的不斷出現,戰爭已經不僅僅局限于區域戰場,不僅僅局限于軍事目標,各種能夠為戰爭機器提供支持的國民經濟目標甚至民意都成為了戰爭能力目標,戰場已經擴大到全球甚至太空,電子戰也必須適應戰場的擴大。
(3)防范意識增強
隨著電子對抗的廣泛應用,不僅各種信息系統加強了抗偵察干擾能力,作戰人員也加強了抗偵察和干擾的對策,電子誘騙手段可以消耗干擾方的資源;而在網絡防護方面,人員素質的不斷提升,極大地降低了攻擊的危害,對攻擊的準確性和隱蔽性等提出了嚴峻的挑戰。
隨著智能型武器彈藥的不斷發展,戰場上各種裝備的生存環境發生了根本性的改變,所謂巧妙的偽裝、安全的后方已經難以奏效,尤其電子戰裝備戰場生存堪憂。
(1)物理形態暴露,易受攻擊
電子戰裝備尤其是干擾裝備,其物理形態較大難于隱形,易被敵方發現,進而遭受各種火力打擊。
(2)電磁暴露,易受反輻射打擊
電子干擾需發射電磁信號,易受反輻射攻擊,易被敵方探知定位,遭受火力攻擊。
(3)無戰場后方
各種精確制導遠程打擊武器的運用,使得戰場已經沒有安全的后方。網絡攻擊可以瞬間直達敵方的縱深,網絡戰武器系統成為敵方重要的跟蹤攻擊目標。
電子戰的最基本支撐是電子技術基礎,而我國作為電子技術基礎相對薄弱的國家,受限于此,技術基礎成為了電子戰裝備發展的瓶頸。
(1)缺乏電子尖端技術
在各種電子元器件、電子設備工藝技術方面,遠遠落在主要競爭對手的后面。
(2)缺乏信息系統的核心技術
在信息系統的規則、標準和核心技術等方面,主動權在主要競爭對手手中。
(3)敵方基于我方能力設計的不可攻擊系統
電子戰的對象是對手的電子系統,對手基于我方與其技術能力上的差距,精心設計其電子系統,使我方的現有技術能力不可能達到對抗所需。
總之,我國的基礎技術、系統技術和綜合能力等方面與主要競爭對手存在相當的差距,技術瓶頸嚴重制約著裝備的發展。
面對各種挑戰,需要從3個方面采取必要的措施:扎實做精專業技術;勇于開拓技術創新;轉變思路解決問題。
專業技術方面,要從基礎理論與技術、系統技術、總體技術以及設備制造技術等方面精研深究。
技術創新方面,針對抗干擾技術,以超大功率干擾、分布式干擾和向波束內投送等方式對抗空域抑制;以相關碼型設計、頻點預測干擾等方式對抗頻譜擴展;以天地一體引導干擾方式對抗處理轉發;以關鍵路由節點干擾、網絡路由攻擊、網絡服務攻擊和越權接入攻擊等方式對抗網絡化系統;以感知欺騙、決策漏洞攻擊等方式對抗認知通信;以分布式智能感知、超分辨、個體識別和深層次感知等方式適應復雜電磁環境;以區域精確電子攻擊方式共用頻譜資源;以網電空間攻擊方式對應網電作戰環境;以云干擾、假目標誘騙等方式對抗反輻射攻擊等。
重要的是,要轉變解決問題的思路,以新的思維解決所遇到的難題。
(1)從傳統的連續波干擾向脈沖干擾轉變
脈沖型可以實現更大的峰值功率,相較于功率較小的連續波干擾,脈沖通斷式是對抗現代數字通信的有效手段,但應注意到,通信干擾脈沖需要寬脈沖和較大的占空比,這一點不同于脈沖雷達的要求。主要有:
大功率脈沖源:回旋行波管;
陣列合成脈沖源:固態、行波管;
連續波陣列源的空間脈沖產生:多頻疊加產生脈沖;
其核心技術是基于脈沖式的高效率靈巧攻擊技術、脈沖功放技術和功率合成技術等。
(2)從傳統的電磁干擾向電磁摧毀轉變
以高能電磁波或各種帶電粒子直接摧毀各種電子設備是戰場電子戰的一個發展方向,主要有:
電磁脈沖彈:近距離攻擊電子設備;
超強功率微波:遠距離攻擊電子設備;
靜電粉末彈:靜電附著摧毀電子設備;
其核心技術是小型化高功率電磁源、特殊粉末材料等。
(3)從電磁信號攻擊向信息攻擊轉變
從破壞其電磁信號使用轉變為利用其電磁信號,進行信息欺騙,直接基于作戰人員和裝備的弱點進行攻擊。主要有:
網絡攻擊:癱瘓整個網絡系統;
信息欺騙:影響其指揮決策和作戰控制;
武器裝備控制:影響其裝備使用和控制權;
其核心技術是網電空間探測和攻擊技術。
(4)從能力集中式向能力分布式集群轉變
將能力集中式的復雜單站,轉變為節點能力較弱、依靠集群作戰的分布式系統,解決對抗效果和生存性等難題。主要有:
分布式偵察:地域內全態勢感知;
分布式干擾:提升生存能力、提升對抗效果;
云對抗系統:將偵察干擾設備分解成像云一樣的一團,每個設備都很小,能力很弱,但組成的群體會形成極強的區域電磁遮蔽效果;
其核心技術是MEMS技術、分布式智能體集群決策技術等。
(5)從單獨電子作戰裝備向與火力和平臺結合轉變
將傳統的電子對抗作戰轉變為與各種火力或平臺結合,給各種火力植入聰明的大腦,給電子對抗插上飛翔的翅膀。主要有:
各種火力系統導引頭:炮彈、火箭彈等;
各種武器平臺對抗設備:地面車輛、微型升空平臺;
其核心技術是MEMS技術和一體化設計技術等。
本文僅是本人對電子戰的一點粗淺認識,在此提出與同行探討,錯誤和不妥之處在所難免,敬請批評指正。