基于外軍典型便攜式電子戰裝備的單兵電子對抗發展

石 榮，徐劍韜，鄧 科(電子信息控制重點實驗室，四川 成都 610036)

0 引 言

單兵裝備，從字面上理解是特指單個士兵所使用的武器裝備；但從廣義上講，單兵并不只局限于一名士兵，也包含幾名士兵所組成的小團體[1]。單兵電子戰裝備是陸軍、海軍陸戰隊和空降兵等軍種中執行地面電子對抗任務的軍事人員所使用的裝備，其最主要的特性就是方便攜帶與使用，所以又稱為便攜式電子戰裝備，它與地面固定站、車載、艦載、機載、彈載和星載等其它承載平臺的電子戰裝備一起構成了完整的電子戰裝備體系。對于便攜式電子戰裝備來講，常見的攜帶方式包括背負式、手提式等，即裝備拆裝收折之后，放置于背包或手提箱中，由人員背負搬運或手提運輸。雖然已有部分文獻對地面固定站、車載[2]、艦載[3]、機載[4]、彈載[5]和星載等形式的電子戰裝備進行過介紹與分析，但目前對單兵便攜式電子戰裝備的關注較少，研究不多，這給電子戰裝備的體系化建設和創新性發展造成了一定的影響。

針對上述問題，本文以各類公開文獻資料為信息來源，以外軍便攜式電子戰裝備為研究對象，按照對抗的不同目標類型，從偵察與干擾等不同角度對外軍典型便攜式電子戰裝備進行了分類，簡要描述了其主要功能與性能，歸納總結了單兵電子對抗的主要任務與能力需求，以及單兵電子戰裝備的主要特點，展望了其未來發展趨勢，詳細闡述如下。

1 外軍典型便攜式電子戰裝備

當前對世界各國武器裝備進行公開報道的權威性文獻為簡氏防務系列資料[6]，同時世界各國對于出口型武器裝備也主動公開其功能與性能參數，除此之外，各類公開發行的期刊雜志也會對部分武器裝備進行介紹。電子戰裝備也不例外，通過對這些公開文獻報道的外軍典型便攜式電子戰裝備進行歸類分析，可以從中看到單兵電子對抗這一領域的發展情況。

為了便于闡述，首先按照偵察裝備與干擾裝備來對外軍典型便攜式電子戰裝備進行劃分，表1列出了外軍典型便攜式電子對抗干擾裝備，包含了雷達干擾、通信干擾等主要類型；在偵察裝備中再將雷達偵察與光電偵察等便攜式非通信偵察裝備歸為一小類，列于表2中；而剩下的便攜式通信偵察裝備列于表3中。從表1至表3，在列出各型裝備的名稱、類型、生產廠商與主要使用者之外，同時對裝備的主要功能與性能進行了概要描述，從而為后續的對比性分析提供了條件。

表2 外軍典型便攜式雷達偵察與光電偵察裝備列表

表3 外軍典型便攜式通信偵察裝備列表

續表

序號名稱類型廠商使用者主要功能與性能14“快測”測向系統通信偵察R&S公司美國重22 7kg，接收頻率范圍20～1000MHz，掃描速度10信道/s，調諧分辨率3kHz，電池使用時間12h，可對截獲的AM/FM信號進行測向。15TC?525，586，1200，5025系列測向機通信偵察技術通信公司美國(1)TC?525接收頻率范圍1 5～1300MHz(可擴展至10kHz～2000MHz)，可對AM/FM/CW/脈沖/單邊帶(SSB)信號解調，方位測向分辨率1°；(2)TC?586接收頻率范圍1 5～1300MHz，方位測向分辨率1°，由電池組供電；(3)TC?1200接收頻率范圍15～1000MHz；(4)TC?5025不包括電池時重3 5kg，方位測向分辨率1°。16WJ?8991背負式測向系統通信偵察沃特金斯·約翰遜公司美國重23kg，接收頻率范圍20～1200MHz，測向精度3°～5°rms，靈敏度優于10μV/m，由測向天線、接收機、手持式控制器、三腳架、耳機、羅盤等構成。17ZS?200尋的與測向系統通信偵察盧卡斯·澤塔公司美國重5kg，接收頻率范圍2～1000MHz(可擴展至0 1～2000MHz)，包括手持式尋的和測向天線、監視接收機、液晶顯示器，由電池供電。18ZS1850測向系統通信偵察盧卡斯·澤塔公司美國接收頻率范圍20～1000MHz(可擴展至0 1～2000MHz)，采用相關干涉儀，測向精度2°rms，測向響應時間10～200ms，測向速度500通道/s。19PRM?1?2000監測系統通信偵察IRAN電子工業公司伊朗重15kg，接收頻率范圍1～2000MHz，采用電池供電可連續工作3h，可對AM、CW、FM、LSB、USB等信號進行接收解調。20LEARAS系統通信偵察組合系統集團英國不含電池重15kg，掌上電腦PDA模式下功耗<16W，個人計算機(PC)模式下功耗<30W，接收頻率范圍2～2000MHz，測向精度5°rms，最小信號持續時間為2 5ms。

從上述外軍典型便攜式電子戰裝備來看，干擾裝備的種類極其有限，在8型便攜式干擾裝備中雷達干擾裝備只占1型；通信干擾裝備占6型；剩余的1型為引信干擾裝備；而沒有光電干擾裝備。在便攜式偵察裝備中，雷達偵察與激光告警各占2型，而剩余的20型全部為通信偵察裝備，而且絕大部分都具有通信偵察/測向功能。之所以在單兵電子戰裝備的種類分布上會出現上述“以通信、偵察、測向為絕對主力”的特點，這實際上與單兵電子對抗的任務需求與裝備使用條件是相吻合的。

2 單兵電子對抗任務分析

從針對的作戰目標類型來劃分，單兵電子對抗的作戰任務雖然覆蓋了傳統的雷達對抗、通信對抗和光電對抗三大類型，但其中的任務量占比是極不均衡的，其中通信對抗，特別是通信、偵察、測向，占據了單兵電子對抗任務的絕對主流，外軍典型電子對抗裝備的類型分布也反映出了這一特點。實際上從單兵電子對抗的任務需求分析中也可窺見一斑。

(1) 對戰場特定雷達的對抗

便攜式地面監視雷達又稱為戰場監視雷達，是一種對人員、車輛、低空飛行物和旋翼飛機等移動小目標進行探測與識別的便攜式雷達，在世界各國陸軍中廣泛應用。其典型代表為圖1(a)所示的美國陸軍裝備的AN-PPS-15地面監視雷達，以及圖1(b)所示的俄羅斯的“前燈-1”地面監視雷達[7]。

圖1 美俄兩國典型的便攜式地面監視雷達

上述地面監視雷達是單兵雷達對抗的重要目標對象之一，在戰場上及時發現并定位此類目標，對于引導干擾與火力打擊都具有十分重要的意義，所以便攜式雷達偵察裝備也應運而生。除了偵察，當然還有干擾。表1中所列的便攜式“獾”戰場雷達干擾機除了對此類雷達實施干擾之外，還可以對部分防空雷達和火炮或炮擊炮定位雷達實施干擾，通過雷達天線主波束和旁瓣波束來注入干擾信號。該便攜式干擾機要實現對上述雷達目標的有效干擾，首先要求其工作地點與上述雷達之間有直視距離，但又不能距離目標太近，要有一定的隱蔽性，否則會被發現而遭到火力摧毀，所以該類便攜式裝備在設計中也采用了一個可折疊拼裝的口徑約0.6 m的反射面天線，通過點波束高增益天線來確保干擾機能夠在離目標足夠遠的距離上實施干擾作戰任務，如圖2所示。

圖2 便攜式“獾”戰場雷達干擾機

(2) 對戰場通信設備的對抗

現代戰爭中，士兵除了配備的武器彈藥之外，使用最多的設備就是戰術無線電臺[8]，士兵之間的協同、班排之間的聯絡、戰斗命令的下達、戰場狀態的回傳等都需要無線通信設備來保障，這也決定了戰場單兵通信設備不僅用量大，而且重要性高。如果能夠在雙方士兵交戰過程中，針對對方的戰術無線電臺實施有效干擾，削弱其協同作戰能力，將會獲得巨大的戰場信息優勢，再加上便攜式通信干擾裝備攜帶方便，而且在作戰中還可以通過近距離干擾來提高干擾效能，所以干擾發射機的輸出功率一般都在幾W至幾十W范圍內。例如在如圖3所示的“瑞奧特”擺放式電子戰系統中，干擾發射機輸出僅有5 W。這也使得在單兵干擾裝備中便攜式通信干擾裝備的種類和數量遠大于雷達干擾裝備。

圖3 “瑞奧特”擺放式干擾機

另一方面，近年來在反恐作戰中針對遙控式簡易爆炸裝置(IED)的干擾也是單兵通信干擾裝備發展中的一個熱點，而且該裝備的數量在最近幾年不斷攀升，其干擾對象包括了各式手機、各種遙控器、業余無線電臺等，相關的單兵便攜式干擾機如圖4所示。關于此方面的討論可見參考文獻[9]，在此就不再重復展開贅述了。

圖4 對抗遙控式簡易爆炸裝置的便攜式干擾機

除了干擾之外，采用便攜式通信偵察裝備對戰場無線電臺實施偵察測向，并且通過測向交叉來進行定位，這對于戰場態勢的準確獲取、引導對目標實施火力打擊都具有重要的戰術意義，所以便攜式通信偵察測向裝備占據了單兵電子戰裝備的絕對主力，而且大部分測向設備收折之后采用背包裝載，由單兵背負式搬運，在使用時通過獨立支架展開天線進行工作，如圖5、圖6所示。

圖5 AN-PRD-13便攜式通信偵察測向系統

圖6 TC-525背負式通信偵察測向機

除此之外，還有更加簡易的手持式通信測向裝備，在近距離通信偵察中使用也十分方便，更適合單兵在城市巷戰中應用，如圖7所示[6]。

圖7 手持式通信偵察測向機

(3) 對戰場激光瞄準器的告警

隨著現代戰爭中激光瞄準器的廣泛使用，射擊的準確度和精度都得到了極大的提升，由于激光瞄準器在使用過程中會向被瞄準的目標發射波束極窄的激光，所以被攻擊者采用激光告警可以告知其危險狀態，以便及時采取應對措施，例如快速移動、脫離瞄準區等。這使得單兵便攜式激光告警器也得到了一定范圍的應用。

3 單兵電子戰裝備的特點

從外軍典型便攜式電子戰裝備的功能與性能中可以歸納總結出單兵電子戰裝備具有如下主要特點：

(1) 單兵電子戰裝備在設備的體積、重量和功耗上都有極其嚴格的限制。

傳統的單兵裝備主要包括隨身攜帶的武器、彈藥、各類器具等，一般情況下單兵負荷量不超過20 kg。但信息化單兵裝備與傳統單兵裝備相比，一方面在功能上發生了質的飛躍；另一方面其自身重量也不斷增大，往往在20～45 kg范圍。例如：著名的美軍“陸地勇士”單兵作戰系統，主要由綜合頭盔、探測器、便攜式計算機、無線電臺、武器、多用途服裝、微氣候調節裝置等多種部件構成，這樣的全套單兵裝備的總重量達到了42.3 kg[1]，比傳統的單兵負荷量標準增加了1倍還多。以表1中的幾款便攜式干擾機為例，較輕的是2.1 kg的“干擾吊錨”和2.8 kg的“瑞奧特”通信干擾機，較重的是20.5 kg的“獾”雷達干擾機和29.6 kg的PACJAM通信干擾機，重量的增加主要來自干擾功率的增大，即便如此，也基本滿足單兵的攜帶要求。對于單兵偵察裝備來講，在重量上同樣也是嚴格受限的。

如前所述，單兵電子戰裝備一般采用背負式與手提式攜帶，所以在裝備體積上也有嚴格限制，通常通過部件展開組裝方式使裝備處于工作狀態，采用拆卸折疊方式使裝備處于運輸狀態，以此來滿足裝備工作時體積大而運輸時體積小的要求。

單兵電子戰裝備通常采用電池供電，所以便攜式干擾裝備的工作時間通常在2～5 h范圍，例如“獾”戰場雷達干擾機在100%占空比條件下連續干擾僅能持續工作2 h，因此便攜式干擾裝備只能在特定時刻配合其它作戰系統協同使用。而對于便攜式偵察裝備，其工作時間相對較長，但大多不會超過24 h。

(2) 單兵電子戰裝備中的偵察裝備在種類與數量上都遠遠超過干擾裝備。

從前面的單兵電子對抗任務需求分析可知，無論是雷達對抗、通信對抗，還是光電對抗，對情報偵察的任務需求量遠大于干擾任務的需求量。甚至在光電對抗中，完全沒有光電干擾裝備，一方面是由于在體積、重量、功耗嚴格受限條件下，光電干擾設備的性能很弱；另一方面從戰術使用上講單兵光電干擾的效能也十分有限，所以在光電對抗中僅有2型激光告警裝備。對于便攜式雷達對抗與通信對抗裝備，偵察任務需求也遠高于干擾任務需求，再加上功耗上的限制，便攜式干擾裝備的應用也更加受限。

(3) 最常用的單兵電子戰裝備是通信偵察測向裝備。

由前面的外軍典型便攜式電子戰裝備種類列表可知，大部分單兵電子戰裝備是通信偵察裝備，而且絕大部分具有通信信號測向功能。這實際上是與單兵作戰任務緊密關聯的，關于這一點在前一小節中也進行了歸納總結。另一方面，隨著電子裝備多功能一體化的發展，通信裝備與通信對抗裝備的一體化融合也是未來的重要發展趨勢之一。實際上從1904年電子戰誕生之時就已經為通信對抗埋下了“多功能綜合一體化”的種子，那時俄軍通信員就是采用通信接收機作為偵察接收機，采用通信發射機作為干擾發射機，對日軍的無線電通信實施偵察干擾，這實際上就是一體化最初的表現與反映。100多年過去了，時至今日，隨著軟件無線電、認知無線電的出現，以及電子設備硬件通用化和功能軟件化的發展趨勢，單兵通信對抗裝備與通信裝備的融合發展將勢不可擋，關于這一點后續還會更加詳細地分析。

(4) 在單兵電子戰裝備設計中都十分注重人機工程的應用。

在單兵電子戰裝備研發過程中，對人機交互接口的設計非常關注。通常會考慮到單兵運輸、組裝、操作、拆卸等各個方面，對人機工程中的各個要素進行專業化設計，不僅適合于各種體型和體格的作戰人員，同時對于人機交互信息傳遞也經過了精心的考慮。例如通常簡化操控鍵盤，采用小型化超薄液晶顯示屏，同時還通過麥克風和耳機來實施語音人機交互，極大地提高了人機交互的便捷性與友好性，減輕了單兵使用便攜式電子戰設備的負擔。從圖8所示的典型便攜式通信偵察測向設備即可反映出這一特點[6]。

圖8 便攜式通信偵察測向設備

另外，在便攜式單兵電子對抗裝備中通常都設計有遠程遙控操作模式，這使得設備工作的隱蔽性更強，同時也更好地保護了操作人員的安全。

4 單兵電子戰裝備的未來發展趨勢

根據前述對外軍典型便攜式電子戰裝備的分析，結合當前的新技術研發與應用特點，可以預見未來單兵電子戰裝備具有如下發展趨勢：

(1) 向多功能綜合一體化方向發展。

如前所述，單兵通信對抗裝備與單兵通信裝備的綜合一體化是近期必然的發展趨勢；從長遠來看，高集成度綜合射頻技術的進步將會把單兵各種電子設備的綜合一體化推向極致。一套單兵電子設備將具有通信、通信偵察、通信干擾、雷達偵察與雷達干擾等各種功能，而這些功能都通過在一個公共的硬件平臺上加載不同應用軟件的方式來實現，這也是功能軟件化、功能可重構的重要體現。只有這樣，才能在體積、重量和功耗都嚴格受限的條件下來完成單兵電子戰裝備與其它單兵電子裝備的多功能一體化。

(2) 高集成度帶來體積、重量、功耗的進一步縮減，可穿戴式電子對抗將成為單兵電子戰裝備發展的重要方向。

隨著大規模微波集成電路與數字集成電路的發展，電子設備芯片化集成趨勢十分迅猛，目前微波上下變頻、基帶數字處理等都已有比較成熟的芯片，從而使得電子設備在保持原有功能與性能的前提下，體積、重量和功耗都得到了極大的降低。在單兵電子對抗中隨著可穿戴天線技術、高效電池技術、人機交互增強現實技術的發展，可穿戴式單兵電子戰設備將會成為一種常見的裝備形態，而廣泛應用于未來戰場[10-12]。

(3)人機合一的電子對抗將在單兵電子對抗中發揮更大的作用，裝備的智能化程度也會不斷提升。

人機合一的電子對抗不僅僅體現在電子對抗操作員與電子對抗裝備所涉及的友好人機交互與高效的人機工程上，而且也體現在人機智能互助、有效協同的人工智能上。當前人工智能的技術進步推動了認知電子戰的發展，而在單兵電子對抗設備中人的智慧與裝備中的人工智能軟件的智慧可以互補，通過人機結合的方式提升整個人機系統的效能，甚至可造就出智能可穿戴的單兵電子戰裝備，這一點也將是未來單兵電子對抗的重要發展方向。

(4) 具有網絡化特點的單兵協同電子對抗將得到大力發展。

根據網絡中心戰的思想，一群士兵的戰斗力并不是單個士兵戰斗力按照其組群數量的簡單疊加，當他們通過網絡而連接在一起協同作戰時，其戰斗力將會發生成倍的提升，電子戰同樣也不例外。通過智能可穿戴綜合一體化電子戰裝備，由其中的通信功能完成多名士兵的自組織組網，由其中的電子對抗功能完成多套組網裝備的協同電子偵察與干擾，其對抗效能將會得到極大的提升。所以單兵電子戰裝備的未來并不僅僅局限于單兵個體，組網協同的群組化發展同樣是重要方向之一。

5 結束語

便攜式電子戰裝備是陸軍、海軍陸戰隊和空降兵等軍種中單兵遂行電子對抗任務的重要裝備。本文歸納整理了公開文獻中報道過的外軍典型便攜式電子戰裝備，對其主要功能與性能進行了簡要介紹，對單兵電子對抗任務進行了分析，總結了單兵電子戰裝備所具有的特點，對其未來發展趨勢進行了展望，從而為單兵電子對抗裝備的設計與研制提供了重要參考，同時也為電子對抗裝備的體系化建設提供了重要牽引。

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