美國電磁頻譜戰發展分析

蔡亞梅，趙 霜，陳利玲

(中國航天科工集團8511研究所，江蘇 南京 210007)

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美國電磁頻譜戰發展分析

蔡亞梅，趙 霜，陳利玲

(中國航天科工集團8511研究所，江蘇 南京 210007)

從單平臺擴展到多平臺，從電子戰裝備擴展到所有用頻設備，從電磁空間擴展到賽博空間，是電磁頻譜控制發展的必然，也正是電磁頻譜戰的實踐。簡要講述了電磁頻譜戰的定義和內容，列出幾個典型的電磁頻譜戰項目，最后對電磁頻譜戰未來發展趨勢進行了分析。

電磁頻譜;電磁頻譜戰;電磁頻譜管理

0 引言

現代戰爭是在陸、海、空、天、電(網)五維戰場進行的軍事斗爭，貫穿于現代戰爭全過程的電子戰、光電對抗，就是奪取電磁頻譜控制權和使用權的斗爭，占優勢的一方往往能夠掌握戰斗的主動權，取得作戰的勝利。21世紀，圍繞電磁頻譜展開的爭奪戰將成為軍事斗爭的焦點。

近年來，美軍不斷進行電子戰戰斗管理試驗，其發展正從單平臺擴展到多平臺，從電子戰裝備擴展到所有用頻設備，從電磁空間擴展到賽博空間，這是電磁頻譜控制發展的必然，也正是電磁頻譜戰的實踐。2013年，美國防部擬定了《聯合電磁頻譜作戰》條令。2014年12月，美海軍提出“電磁機動戰”新概念。2015年發布的《關于國家安全的突破性技術》戰略指南中明確指出“未來幾年DARPA的研究重點是確保制電磁權”。美國國防系統網2015年12月10日報道，國防部正在考慮將頻譜作為陸地、空中、海洋、太空和網絡空間之外的第六個作戰領域。2015年12月2日，美國戰略與預算評估中心(CSBA)發布了《電波制勝：重拾美國在電磁頻譜領域的主宰地位》研究報告，提出了“零至低功率電磁頻譜戰”，重點闡述對美國未來電磁頻譜戰中如何重拾霸主地位的一些建議。據媒體報道，美國空軍研究人員正在創建一個仿真頻譜戰的戰場，用于測試新型電子戰和光電對抗系統，幫助美國空軍在未來沖突中控制電磁頻譜。美第三次抵消戰略中關注領域之一就是電磁頻譜——空中電子威脅，提出了“頻譜戰持久性挑戰”(SWEC)。美國防部啟動動態頻譜管理項目，正在積極尋求解決方案，實現對整個電磁頻譜的態勢感知，為各作戰域和任務領域遂行進攻性和防御性電磁頻譜作戰進行指揮與控制。

1 電磁頻譜戰定義及內容

電磁頻譜戰，如圖1所示，即交戰雙方圍繞制電磁權展開的爭奪，目的是限制或剝奪敵方有效使用電磁頻譜，保障己方有效使用電磁頻譜。電磁頻譜戰涉及的內容包括：電磁頻譜管理、頻率分配、電磁頻譜策略、主盟國協調等。涉及所有C4ISR、傳感器、數據鏈、防空系統、空間飛行器互聯性等，還包括電磁攻擊(如高能激光、電磁脈沖武器、高功率微波武器等)。

圖1 21世紀的電磁頻譜戰

從電磁頻譜應用方面分，電磁頻譜戰包括三部分：電磁頻譜攻擊(EMSA)、電磁頻譜利用(EMSE)、電磁頻譜保護(EMSP)。

EMSA指的是利用電磁能量、定向能或反輻射武器攻擊人員、設備或裝置，目的是降低或損壞敵方的戰斗能力，或者是使敵方的戰斗能力失效。

EMSE指的是采取措施搜索、攔截、識別、確定或定位有意或無意輻射電磁能量源，目的是立即識別威脅、挽救、瞄準、規劃并實施未來的行動。EMSE主要是為了立即作戰應用，而不是為了之后的分析。

EMSP指的是技術和過程屬性，目的是為了保護人員、設備或裝置不受任何可能會降低、失效或損壞友方戰斗能力的電磁能量使用的影響。

CSBA《電波制勝：重拾美國在電磁頻譜領域的主宰地位》的研究報告，主要提出了如下幾方面的建議：

1)將電磁頻譜戰視作一項長期的競爭活動，并對該領域未來構想有明確規劃；

2)開發新型電磁頻譜戰作戰概念；

3)提出電磁頻譜戰的新能力需求；

4)加速開發新型電磁頻譜戰技術；

5)實現電磁頻譜戰系統采購的集成；

6)演示新型電磁頻譜戰能力。

該報告首次提出了“低功率乃至零功率”作戰理念。即，將來在戰場上將盡量少使用或不使用主動發射電磁信號的系統，以確保己方各類資產不會暴露自己。總之，未來美軍在戰場上作戰時，將盡可能不主動發射電磁信號。“低功率乃至零功率”作戰理念中主要涉及以下幾類系統：低功率電子對抗系統，如利用網絡化低功率誘餌對敵方傳感器實施抵近式干擾；低截獲概率/低檢測概率(LPI/LPD)傳感器，如無源雷達與多基地雷達、無源相干定位系統。

2 典型電磁頻譜戰項目

DARPA將頻譜控制和復用作為“改變戰場游戲規則”的重要技術，并立項支持了多個頻譜共享和復用研究計劃。美軍電磁頻譜戰方面的發展思路包括電磁頻譜管理理論模式、電磁頻譜戰裝備計劃及其進展、電磁頻譜行動未來規劃。

美海軍正在研究一種新型的電子戰戰略——電磁機動戰(EMW)，旨在探索電磁域中的機動戰術。該項工作獲得了美國防部高層的關注。在美海軍2015年1月發布的《美海軍科技戰略》中，電磁機動戰被作為海軍未來九大重點科技領域之一而重點發展。

美海軍戰略文件《信息優勢路線圖2013—2028》概述了海軍未來的三個基本能力域：有保障的指揮控制、戰斗空間感知以及綜合火力。保密通信；定位、導航與授時(PNT)；賽博、信號與圖像情報以及非動能武器在這三個領域中發揮著重要作用，并且都嚴重依賴于電磁頻譜。顯然，無障礙地接入電磁頻譜與信息優勢能力一樣都是美國的重心。其基本原理是在電磁作戰環境(EMOE)中獲得機動自由以及對變化環境的適應速度，以保持己方的信息優勢，以此作為電磁敏捷(EMA)措施。高度電磁敏捷將為部隊在嚴密防護或復雜電磁地形中提供機動能力，使部隊能夠選擇與敵交戰的最佳時間、地點和手段。此外，還能使部隊的反應比敵方更快，迫使敵方在不利的電磁地形中進入防御狀態。

美空軍研究實驗室的三個項目凸顯了頻譜戰日益增長的重要性和軍方的重視程度：

1)頻譜戰評價和評估技術工程研究(SWEATER)項目，旨在開發傳感器評估技術，涉及使用基于軟件定義或RF認知技術的數字射頻存儲器(DRFM)和器件的AESA雷達和干擾系統；

2)頻譜戰評估技術(SWAT)項目，目的是在先進的模擬器上集成傳感器和電子戰技術來確定開發機遇和風險；

3)先進新穎的頻譜戰環境研究(ANSWER)項目，有七個承包商參與。ANSWER尋求開發自適應頻譜戰技術，以保持在對抗和拒止環境中的作戰能力。

美空軍的SWEATER、SWAT和ANSWER三個新的軍用技術研究項目說明了兩件事： “頻譜戰”術語快速發展，得到廣泛認可并成為主流用法；頻譜戰迅速成為美國軍方的重中之重。

近年來，為了充分利用新的電子戰系統能力，美國電磁頻譜戰作戰概念將使用大量干擾機和誘餌，如將MALD聯網以在電磁頻譜中形成假目標、“對綜合傳感器的多元素信號特征”(NEMESIS)等，即利用電磁頻譜戰作戰概念和技術來混淆或欺騙這些傳感器，從而實施電磁頻譜戰。美軍還先后開展了認知電子戰、軍事信息系統體系架構、先進電子戰組件等一系列新技術研究計劃，并在下一代干擾機、定向能武器等裝備技術方面取得了里程碑進展。

3 電磁頻譜戰發展趨勢分析

《電波制勝：重拾美國在電磁頻譜領域的主宰地位》報告中闡述了電磁頻譜戰領域未來的幾種關鍵技術與能力，包括網絡化、靈活性、多功能、小型化、自適應，這些其實也是電子戰領域近幾年的主要發展趨勢。

1)網絡化、抵近式電子攻擊系統有望成為典型的下階段電磁頻譜戰(低功率到零功率作戰)系統。

根據電磁頻譜戰相關闡述，下階段電磁頻譜戰(低功率到零功率作戰)將主要依賴如下三類系統：低功率電子對抗系統、低截獲概率/低檢測概率傳感器、低截獲概率/低檢測概率通信系統。這三類系統中，最犀利、最具攻擊性的無疑是低功率電子對抗系統，如網絡化低功率抵近式電子攻擊系統。其實，美軍已經擁有類似系統。從最初的“狼群”系統到最近DARPA正在開發的“小精靈”系統都屬此類，它們具備共同的特點——網絡化、小型化、低功率、抵近式運作。

“小精靈”電子戰無人機項目是DARPA于2015年9月提出的，旨在開發一種小型、網絡化、集群作戰電子戰無人機，如圖2所示。該無人機屬于一種“半一次性”(semi-expendable，即，盡可能回收并重復使用)偵察與電子戰無人機，可以由C-130運輸機攜帶至防區外并發射出去，無人機之間通過網絡化來實現壓制敵方導彈防御系統、切斷敵方通信乃至向敵方數據網絡中注入惡意代碼等功能。

圖2 “小精靈”無人機作戰應用示意圖

2)基于無線注入的賽博攻擊系統有望成為典型的頻譜戰系統。

作為電子戰與賽博戰融合的產物，頻譜戰可以視作“具備賽博戰能力的電子戰”，亦可視作“具備電子戰能力的賽博戰”。從技術層面來講，可以簡單地稱之為“基于無線注入的賽博戰”。

除了“舒特計劃”(Project Suter)，下一代干擾機據稱就具備向敵方戰場網絡注入惡意代碼的能力。最近美軍正在研究的賽博攻擊吊艙則進一步體現了其對于“基于無線注入的賽博攻擊”這種典型頻譜戰作戰樣式的堅持。據2015年3月17日的報道，美國正在為F-35“聯合攻擊戰斗機”研制一種吊艙形式的賽博攻擊系統。

3)未來電磁頻譜作戰，需要從體系架構設計、作戰協同和系統融合層面開展研究。

對技術上實現通信、雷達、電子戰頻譜共享、完全可重構的射頻系統，新型感知電子系統與平臺等的研發是當務之急，這為未來實現頻譜控制提供了可行的解決方法。

4 結束語

隨著電子戰技術的突飛猛進，在未來日益復雜的電磁環境中，網絡化、自適應、靈活捷變、多功能、小型化的電磁頻譜戰系統已經成為可能。采用新型電磁頻譜戰作戰概念并部署相應的能力，即可在未來作戰中取得致勝先機。■

[1] 朱松.電磁頻譜戰構想[J].國際電子戰，2010(11)：26-29.

[2] Bryan C，Mark G. Winning the airwaves[R].CSBA,2015.

[3] 羅金亮，王雷，楊健,等.美“電磁頻譜戰”作戰概念解析[J].中國電子科學研究院學報,2016,11(5):474-477.

[4] 呂躍廣，等.對電磁頻譜戰的認識與思考[J].外軍信息戰，2016(3)：2-7.

Development analysis of electromagnetic spectrum warfare programs in USA

Cai Yamei, Zhao Shuang, Chen Lilin

(No. 8511 Research Institute of CASIC, Nanjing 210007, Jiangsu, China)

It is necessary for electromagnetic spectrum control development from single platform to multi-platforms, from electronic warfare devices to all frequency-dependent devices, from electromagnetic space to cyberspace, also it is practice of electromagnetic spectrum warfare (EMS). Definition and content of EMS are described briefly. Several typical EMS programs are introduced. Future development of EMS is analyzed.

electromagnetic spectrum; EMS; electromagnetic spectrum management

2017-06-05；2017-07-20修回。

蔡亞梅(1971-)，女，高工，主要研究方向為電子對抗。

TN973

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