通信偵察在航空反潛作戰(zhàn)中的應(yīng)用

馬思強(qiáng)，彭 超

(中國(guó)電子科技集團(tuán)公司第三十六研究所，浙江 嘉興 314033)

0 引 言

潛艇由于具有良好的隱蔽性和強(qiáng)大的突擊威力，在近現(xiàn)代海戰(zhàn)中扮演著重要角色。當(dāng)今世界主要軍事強(qiáng)國(guó)無(wú)一不將潛艇作為其實(shí)施戰(zhàn)略、戰(zhàn)術(shù)威懾及執(zhí)行軍事打擊任務(wù)的戰(zhàn)略裝備，同時(shí)也把對(duì)敵反潛作戰(zhàn)放在優(yōu)先發(fā)展的重要方向[1]。作為反潛作戰(zhàn)的核心，對(duì)潛探測(cè)是世界上各強(qiáng)國(guó)海軍重點(diǎn)發(fā)展的技術(shù)領(lǐng)域。由于潛艇通信是確保潛艇有效接受作戰(zhàn)指揮和及時(shí)可靠進(jìn)行作戰(zhàn)信息與情報(bào)反饋的重要手段，潛艇通信的暴露是可能導(dǎo)致潛艇被發(fā)現(xiàn)的重要原因之一。鑒于此，針對(duì)潛艇對(duì)外輻射的通信信號(hào)進(jìn)行偵測(cè)，可以成為對(duì)潛探測(cè)領(lǐng)域中的重要實(shí)現(xiàn)途徑。相較于岸基和艦載裝備平臺(tái)，航空偵察平臺(tái)憑借其升空作戰(zhàn)優(yōu)勢(shì)，可使偵察區(qū)域大幅度擴(kuò)大，且可實(shí)現(xiàn)機(jī)動(dòng)部署，研究基于航空裝備平臺(tái)的對(duì)潛通信偵察技術(shù)具有重要的現(xiàn)實(shí)意義和軍事價(jià)值。

1 需求分析

目前在國(guó)內(nèi)外反潛裝備技術(shù)領(lǐng)域[2]，主要采用對(duì)海搜索雷達(dá)、聲納探測(cè)、磁異探測(cè)、紅外探測(cè)等為代表的常規(guī)探潛手段，盡管上述方式技術(shù)較為成熟，且行之有效，然而針對(duì)陌生且較大探測(cè)區(qū)域執(zhí)行探潛作業(yè)時(shí)，如何縮小探測(cè)區(qū)域，提升探潛效率始終是亟需解決的問(wèn)題。利用通信偵察技術(shù)，針對(duì)敵潛艇對(duì)外輻射的通信信號(hào)進(jìn)行偵察截獲、識(shí)別分析和測(cè)向定位可以為提升探潛作戰(zhàn)效率、開展應(yīng)招式反潛作業(yè)提供電子偵察情報(bào)支撐。

相較于岸基和艦載偵察監(jiān)視裝備，航空偵察平臺(tái)[3]利用載機(jī)平臺(tái)的高空機(jī)動(dòng)部署優(yōu)勢(shì)，可開展中遠(yuǎn)海機(jī)動(dòng)反潛偵察巡邏任務(wù)；通過(guò)在航空反潛作戰(zhàn)飛機(jī)上加裝專用通信偵察設(shè)備，對(duì)海面電磁頻譜及其變化情況的偵察，可以實(shí)現(xiàn)對(duì)領(lǐng)海及重點(diǎn)關(guān)注海域的監(jiān)視和情報(bào)收集工作；通過(guò)偵察截獲潛艇對(duì)外通信信號(hào)，可為反潛作戰(zhàn)力量發(fā)現(xiàn)并鎖定敵潛艇位置提供電磁情報(bào)支撐，提升重點(diǎn)海域的實(shí)時(shí)監(jiān)控能力。

2 潛艇通信方式研究

潛艇通信[4]一般旨在保障潛艇與岸基指揮所之間實(shí)施安全可靠的隱蔽通信，并保障潛艇與其它指揮、作戰(zhàn)平臺(tái)之間的戰(zhàn)術(shù)情報(bào)數(shù)據(jù)傳輸，以及提供有效的進(jìn)出港通信和救生通信手段。

2.1 潛艇通信方式

鑒于潛艇通信的特殊性，任何單一通信方式都難以滿足潛艇的所有通信要求。極低頻(ELF)/甚低頻(VLF)/低頻(LF)頻段通信可以穿透滿足潛艇潛航安全深度的海水，具有很強(qiáng)的隱蔽性，因而成為潛艇接收岸指信息的主要方式，然而其信息傳輸速率低，且為單向，很難滿足對(duì)潛指揮的需求。高頻(HF)/甚高頻(VHF)/超高頻(UHF)通信、衛(wèi)星通信可以實(shí)現(xiàn)雙向通信，且傳輸速率較高，通信天線主要安裝于潛艇桅桿上，并在潛艇處于潛望狀態(tài)或水面狀態(tài)時(shí)進(jìn)行通信，也可以通過(guò)浮標(biāo)完成通信，因而在使用上相對(duì)靈活，且在一定程度上增加了敵方的偵察探測(cè)難度。以目前美軍潛艇為例，其主要通信方式使用了多個(gè)射頻系統(tǒng)，覆蓋了長(zhǎng)波、短波、超短波、微波(衛(wèi)星)幾乎所有的軍事通信頻率。

2.2 潛艇猝發(fā)通信

潛艇通信是影響潛艇隱蔽性的重要因素，而潛艇通信暴露是導(dǎo)致潛艇被發(fā)現(xiàn)的重要原因之一。為使?jié)撏ㄐ烹y以被偵測(cè)，目前軍事大國(guó)基本采取縮短信號(hào)暴露時(shí)間、降低信號(hào)暴露范圍和延遲發(fā)信的方式進(jìn)行通信，其中潛艇猝發(fā)通信是主要的潛艇通信反偵測(cè)手段。

猝發(fā)通信也稱為瞬時(shí)快速通信，其特點(diǎn)是采用盡可能高的發(fā)信速率，在盡可能短的時(shí)間內(nèi)工作，以縮短通信信號(hào)的駐留時(shí)間，利用通信的隨機(jī)性與快速性來(lái)降低被偵測(cè)到的概率，因而是一種有效的反偵測(cè)通信方式。目前常見(jiàn)的潛艇猝發(fā)通信方式主要有短波猝發(fā)通信和衛(wèi)星猝發(fā)通信。短波猝發(fā)通信，主要利用潛艇桅桿上的短波天線與艦隊(duì)和基地進(jìn)行超視距、短信息的傳遞。傳輸速率低和信道不穩(wěn)定是制約短波猝發(fā)通信效能最主要的2個(gè)因素。衛(wèi)星猝發(fā)通信，主要利用潛艇桅桿上的衛(wèi)星天線以及通信浮標(biāo)實(shí)現(xiàn)潛艇與外界的信息傳遞。隨著衛(wèi)星通信的發(fā)展，其通信范圍大、傳輸速率高、通信效果好的優(yōu)勢(shì)越發(fā)顯現(xiàn)，因而成為潛艇超視距通信的重要手段。此外，其猝發(fā)通信特性和可通過(guò)浮標(biāo)進(jìn)行延遲發(fā)信的隱蔽使用方式也使得衛(wèi)星通信在潛艇通信方面的應(yīng)用越來(lái)越廣。鑒于此，目前在美軍現(xiàn)役潛艇上基本都裝備了衛(wèi)星通信設(shè)備。

2.3 潛艇衛(wèi)星通信

衛(wèi)星通信由于具有高傳輸速率、雙向、保密性好的優(yōu)點(diǎn)，且具備全天候通信能力，因而越來(lái)越成為目前潛艇通信的一種重要依賴手段。在作戰(zhàn)應(yīng)用上，衛(wèi)星通信既可以滿足潛艇例行性與岸基指揮所或艦、機(jī)指揮平臺(tái)的通信要求，也可以利用其高速傳輸特性及時(shí)地向后方匯報(bào)重要的軍事情報(bào)，同時(shí)也可以通過(guò)浮標(biāo)等手段滿足潛艇緊急救生通信的要求。

美軍目前已形成以UHF、超高頻(SHF)、極高頻(EHF)頻段軍用衛(wèi)星通信系統(tǒng)為主、以商用衛(wèi)星通信為輔的格局。在具體使用時(shí)，各頻段衛(wèi)星通信在潛艇通信中發(fā)揮著不同的作用。UHF頻段衛(wèi)星可為潛艇提供靈活的戰(zhàn)術(shù)組網(wǎng)通信，實(shí)現(xiàn)除極地等高緯度地區(qū)外的全球覆蓋，且該通信方式對(duì)終端天線方向性要求不高，是一種能很好滿足戰(zhàn)術(shù)靈活通信要求的通信方式；SHF頻段衛(wèi)星可以實(shí)現(xiàn)高數(shù)據(jù)速率通信，用于傳輸寬帶高速率數(shù)據(jù)信息。EHF頻段衛(wèi)星提供強(qiáng)方向性、高保密、低截獲概率的話音、電傳和指控通信，可用于指揮控制彈道導(dǎo)彈核潛艇執(zhí)行戰(zhàn)略核打擊任務(wù)，并可為被部署到高緯度地區(qū)執(zhí)行任務(wù)的潛艇提供通信服務(wù)。此外，包括海事星、銥星等其他商用衛(wèi)星系統(tǒng)也被應(yīng)用于美潛艇衛(wèi)星通信領(lǐng)域。

3 對(duì)潛通信偵察應(yīng)用研究

對(duì)潛通信偵察裝備搭載于包括反潛巡邏機(jī)在內(nèi)的航空平臺(tái)上，可對(duì)目標(biāo)海域執(zhí)行以反潛為目的的電子偵察任務(wù)。結(jié)合空海態(tài)勢(shì)支援信息，通過(guò)將偵察裝備給出的目標(biāo)識(shí)別結(jié)果與空海態(tài)勢(shì)支援信息進(jìn)行數(shù)據(jù)融合比對(duì)，可將篩選分析后的信號(hào)判定為來(lái)源于敵潛艇通信終端。考慮到潛艇對(duì)外通信[5]時(shí)必須依靠潛艇桅桿上的通信發(fā)射天線或投擲通信浮標(biāo)實(shí)現(xiàn)信息收發(fā)，下面以在反潛巡邏機(jī)上搭載反潛通信偵察裝備為例(見(jiàn)圖1)，分別針對(duì)信號(hào)來(lái)自于2種不同性質(zhì)輻射源的情況對(duì)偵察裝備的作戰(zhàn)效能進(jìn)行論述。

圖1 潛艇通信信號(hào)截獲示意圖

當(dāng)敵潛艇在潛望狀態(tài)或水面狀態(tài)使用桅桿上的無(wú)線電通信天線進(jìn)行發(fā)信時(shí)，偵察裝備所獲取的輻射源測(cè)向定位結(jié)果就可以反映敵潛艇的大致位置。

當(dāng)敵潛艇通過(guò)通信浮標(biāo)進(jìn)行發(fā)信，偵察裝備根據(jù)輻射源測(cè)向定位結(jié)果可發(fā)現(xiàn)通信浮標(biāo)所在方位，該情況下結(jié)合潛艇通信浮標(biāo)使用方式同樣可以判斷出敵潛艇的大致位置信息。不同性能的潛艇通信浮標(biāo)其使用方式存在著差異性，在眾多浮標(biāo)使用方式中，拋棄式延遲發(fā)信浮標(biāo)具備的隱蔽性最強(qiáng)。下面以這種對(duì)反潛通信偵察最不利的使用方式為例，對(duì)偵察裝備的作戰(zhàn)效果進(jìn)行說(shuō)明。假設(shè)敵潛艇投擲浮標(biāo)后以高達(dá)15 kn速度(美軍海浪級(jí)核潛艇速度)駛離浮標(biāo)，浮標(biāo)在潛艇駛離后1 h后開始發(fā)信，則通信浮標(biāo)發(fā)信時(shí)，其與敵潛艇間隔應(yīng)不大于15海里(約27 km)。基于上述情況，可以判斷敵潛艇在我偵察裝備所測(cè)出的輻射源方位結(jié)果周圍27 km以內(nèi)的大致區(qū)域處，這同樣可以為反潛力量體系執(zhí)行應(yīng)招式反潛作業(yè)提供重要的反潛輔助情報(bào)。

4 裝備技術(shù)發(fā)展建議

4.1 強(qiáng)化作戰(zhàn)對(duì)象研究，開展關(guān)鍵技術(shù)攻關(guān)

面向中長(zhǎng)期，應(yīng)圍繞敵潛艇主要依賴的通信手段、通信使用方式、通信使用規(guī)律進(jìn)行重點(diǎn)研究，在全面有效掌握作戰(zhàn)對(duì)象目標(biāo)的基礎(chǔ)上，開展專項(xiàng)技術(shù)攻關(guān)。鑒于潛艇通信的隱蔽性特點(diǎn)，未來(lái)我軍應(yīng)重點(diǎn)針對(duì)潛艇猝發(fā)通信信號(hào)截獲、信號(hào)參數(shù)提取、特征識(shí)別與測(cè)向定位等方面開展專項(xiàng)技術(shù)攻關(guān)。

4.2 加快技術(shù)成果轉(zhuǎn)化，打造航空反潛偵察體系

為滿足遠(yuǎn)海、大作戰(zhàn)區(qū)域內(nèi)反潛作戰(zhàn)的能力需要，應(yīng)加快對(duì)潛通信偵察技術(shù)成果向作戰(zhàn)裝備轉(zhuǎn)化，基于主力航空作戰(zhàn)裝備，開展裝機(jī)適應(yīng)性研究，可采用內(nèi)裝設(shè)備偵察或外掛專用對(duì)潛通信偵察吊艙等方式，實(shí)現(xiàn)在大中型航空反潛裝備上的有效搭載，構(gòu)建滿足遠(yuǎn)距離、伴隨空海作戰(zhàn)編隊(duì)、縱深抵近式的航空對(duì)潛通信偵察作戰(zhàn)裝備體系。

4.3 深化作戰(zhàn)使用研究，發(fā)揮裝備作戰(zhàn)效能

建設(shè)航空對(duì)潛通信偵察能力是實(shí)現(xiàn)多手段綜合反潛作戰(zhàn)能力躍升的重要途徑。目前國(guó)內(nèi)在對(duì)潛通信偵察領(lǐng)域的研究處于起步階段，尚有眾多空白需要深入研究，包括作戰(zhàn)理念、作戰(zhàn)使用方式、作戰(zhàn)效能分析等等，因而需要在發(fā)展裝備技術(shù)的同時(shí)開展作戰(zhàn)使用研究，爭(zhēng)取相關(guān)技術(shù)成果早日發(fā)揮作戰(zhàn)效能。

5 結(jié)束語(yǔ)

為了有效提升綜合反潛作戰(zhàn)能力，支持遠(yuǎn)海、大作戰(zhàn)區(qū)域內(nèi)的反潛作戰(zhàn)任務(wù)，有必要深入研究并挖掘通信偵察在支援反潛作戰(zhàn)領(lǐng)域中的獨(dú)特作用。本文從中長(zhǎng)期反潛作戰(zhàn)領(lǐng)域所面臨的威脅環(huán)境出發(fā)，在研究并疏理出新時(shí)期潛艇主要依賴的對(duì)外通信方式的基礎(chǔ)上，論述了發(fā)展航空對(duì)潛通信偵察技術(shù)與裝備的意義與軍事價(jià)值，并給出了裝備與技術(shù)建議。

[1] 屈也頻．反潛飛機(jī)搜索效能評(píng)估與決策建模[M]．北京：國(guó)防工業(yè)出版社，2011．

[2] 孫明太．航空反潛裝備[M]．北京：國(guó)防工業(yè)出版社，2012．

[3] 羅木生，侯學(xué)隆，王培源．反潛巡邏機(jī)與反潛直升機(jī)協(xié)同反潛建模[J].火力與指揮控制，2014(1)：51-56．

[4] 陶雯，陳鼎鼎，何寧寧．外軍潛艇通信關(guān)鍵技術(shù)與發(fā)展趨勢(shì)[J]．通信技術(shù)，2015(4)：375-381．

[5] 宋光明，陳大勇．潛艇桅桿通信天線發(fā)展研究[J].艦船科學(xué)技術(shù)，2016(12)：151-154．