美軍典型衛(wèi)星通信干擾裝備發(fā)展概況

滿莉 史西斌 王瑛 （32039部隊）

自2019年7月美國政府宣布成立天軍以來，相關(guān)太空力量整編與管理機構(gòu)調(diào)整部署一直穩(wěn)步推進。2020年2月，美國國防部公布2021財年預(yù)算，提出重點發(fā)展核武和太空戰(zhàn)力。而后，美國天軍先是批評俄羅斯空間檢視衛(wèi)星頻繁變軌機動、接近美偵察衛(wèi)星，其行為不可接受；后又鮮有少見地公開論及美國進攻性太空武器——反通信系統(tǒng)（CCS）的最新研發(fā)部署情況，其統(tǒng)籌軍商合力，武備太空意圖明顯。衛(wèi)星通信系統(tǒng)是太空戰(zhàn)力生成的基準(zhǔn)孵化單元與重要支撐，隨著電子戰(zhàn)向太空作戰(zhàn)空間滲透，以通信電子戰(zhàn)達成有效進攻反制，已成為當(dāng)前奪取太空主動權(quán)的有效手段。相比于使用動能武器直接攻擊通信衛(wèi)星的方式，運用現(xiàn)有成熟技術(shù)對上行和下行鏈路進行干擾，則具有難以被探測和追溯的優(yōu)勢，更適合隱蔽攻擊。為此，美軍一方面大力研發(fā)部署各類新體制通信衛(wèi)星，強化衛(wèi)星通信抗擾能力，另一方面積極發(fā)展衛(wèi)星通信干擾武器裝備并加緊推進相關(guān)技術(shù)儲備。

陸基衛(wèi)星通信干擾裝備原理示意圖

1 引言

美軍衛(wèi)星通信對抗技術(shù)發(fā)達，太空作戰(zhàn)資源豐富，具備衛(wèi)星通信干擾作戰(zhàn)的顯著優(yōu)勢。當(dāng)前，美軍大力發(fā)展集偵察、測向、干擾三位于一體的通信對抗設(shè)備，以有效地支援一體化聯(lián)合作戰(zhàn)，建構(gòu)機群突防作戰(zhàn)的支援干擾掩護，充分實現(xiàn)情報資源共享，提高通信對抗系統(tǒng)的快速反應(yīng)能力和整體作戰(zhàn)能力。依據(jù)搭載平臺及運用方式的不同，衛(wèi)星通信干擾裝備主要包括陸基、空基、天基以及綜合電子對抗系統(tǒng)等多種，本文將主要介紹美軍陸基、空基、天基相關(guān)裝備。

2 陸基系統(tǒng)

已知美軍已列裝部署的地基通信干擾典型裝備為反通信系統(tǒng)。2003年，美空軍轉(zhuǎn)型飛行計劃提出了保護己方重要空間資源并阻止敵方利用太空的需求。為此，列舉了6個2010年前部署的系統(tǒng)，其中之一就是反通信系統(tǒng)。據(jù)稱，該系統(tǒng)也是目前美國天軍武器庫中唯一的進攻系統(tǒng)，依據(jù)公開研制項目計劃推測，美軍目前至少已完成13套反通信系統(tǒng)系統(tǒng)的部署應(yīng)用，其用戶包括加利福尼亞、科羅拉多和佛羅里達州的空軍國民警衛(wèi)隊，以及空軍第4太空控制中隊等作戰(zhàn)單元。

反通信系統(tǒng)為地基移動式系統(tǒng)，可全球機動部署，以支持全球和戰(zhàn)區(qū)戰(zhàn)役，可終止在美軍作戰(zhàn)司令部責(zé)任區(qū)內(nèi)敵方衛(wèi)星通信能力，其作用是暫時、可逆、非毀滅性的，且干擾不會影響友方和中立方通信服務(wù)。盡管，目標(biāo)關(guān)于反通信系統(tǒng)的技術(shù)特點和頻率范圍、功率電平、波形等性能參數(shù)尚無公開可用信息。然而，依據(jù)陸基衛(wèi)星通信干擾裝備技術(shù)原理及美軍相關(guān)作戰(zhàn)應(yīng)用，可合理推斷反通信系統(tǒng)以地球同步軌道通信衛(wèi)星上行鏈路為目標(biāo)，其干擾能力可覆蓋部分的主要商業(yè)頻率（尤其是C和Ku頻段），以及最常用的軍事頻率（X頻段），也可能干擾使用日益增多的Ka頻段。隨著商業(yè)通信衛(wèi)星越來越多投入軍事應(yīng)用，如指揮控制、情報和作戰(zhàn)數(shù)據(jù)中繼、無人機控制等，戰(zhàn)區(qū)內(nèi)反通信系統(tǒng)的運用也可能非常有效。

反通信系統(tǒng)由美國諾格公司（Northrop Grumman）和哈里斯公司（Harris）共同研制，初始研發(fā)成本為 2200萬美元。系統(tǒng)從概念研究到2003年12月首次交付給位于彼得森空軍基地第76太空控制中隊使用，歷時近3年。截至2005年底，美軍已投入使用7套反通信系統(tǒng)一代系統(tǒng)，具備了初始作戰(zhàn)能力。此后，美空軍于2006財年第二季度啟動了反通信系統(tǒng)二代系統(tǒng)（Block 2.0）的研究與風(fēng)險降低工作，并于2009年底陸續(xù)展開部署，其中3套部署于新墨西哥州霍羅曼空軍基地的第4空間控制中隊，還有一套用于人員培訓(xùn)。同時，美軍還啟動了反通信系統(tǒng)后續(xù)系統(tǒng)的研制與升級，以彌補現(xiàn)有系統(tǒng)的不足，以提高頻率覆蓋范圍與同步干擾能力。2014年，由哈里斯公司開發(fā)的反通信系統(tǒng)10.1推出，由7個分系統(tǒng)組成。2018年4月25日，美國空軍太空與導(dǎo)彈防御中心（SMC）向哈里斯公司追加4460萬美元合同，內(nèi)容是將反通信系統(tǒng)10.1升級至10.2并提供倉庫備件。在歷經(jīng)為期一年的測試驗證后，反通信系統(tǒng)10.2已具備實戰(zhàn)應(yīng)用能力，并已于2020年3月12日移交至科羅拉多州彼得森空軍基地的第4太空控制中隊。新系統(tǒng)包含16個功能模塊，并通過軟件可升級的方式進行必要的功能升級和系統(tǒng)更新，可干擾更多的頻段，為美軍干擾破壞對手衛(wèi)星通信提供了更多選擇。

美軍典型衛(wèi)星通信干擾裝備

3 空基系統(tǒng)

反通信系統(tǒng)10.2移交儀式（左為美空軍第4空間控制中隊指揮官威廉·桑德斯；右為美國空軍太空與導(dǎo)彈系統(tǒng)中心戰(zhàn)斗系統(tǒng)部門物資負(fù)責(zé)人斯蒂芬·布羅根）

美軍認(rèn)為，機載衛(wèi)星通信干擾系統(tǒng)對于壓制地面（艦載）通信干擾系統(tǒng)作用不到的敵方通信設(shè)施，保護攻擊機群，支援地面和海上作戰(zhàn)方面具有重要作用，因此美國空軍、海軍及其陸戰(zhàn)隊和陸軍都具有一定的空基衛(wèi)星通信干擾能力。空基干擾系統(tǒng)通常對地面作戰(zhàn)區(qū)域的雷達、導(dǎo)航、通信設(shè)備進行大范圍、全頻段壓制，其實施簡便、干擾效果明顯，相關(guān)干擾裝備大多搭載在電子戰(zhàn)飛機等平臺上。典型裝備包括“徘徊者”、“咆哮者”、“羅盤呼叫”（EC-130H）等電子戰(zhàn)飛機，其中“咆哮者”是目前世界現(xiàn)役最先進、綜合作戰(zhàn)能力最強的電子戰(zhàn)飛機，其強大的電子戰(zhàn)能力主要源自以“徘徊者”EA-6B ICAP-3為基礎(chǔ)改進的電子戰(zhàn)系統(tǒng)，目前美軍“徘徊者”已于2019年3月退役，以下將主要介紹“咆哮者”電子戰(zhàn)飛機。

“咆哮者”是美國海軍具有全頻段電子監(jiān)視能力且能夠干擾壓制敵方雷達和通信網(wǎng)絡(luò)的超音速飛機，最大速度可達1.8倍音速，飛行半徑為2346km，其基于美海軍主力戰(zhàn)機F/A－18F“超級大黃蜂”的改造設(shè)計，使其具備全方位對敵方防空系統(tǒng)壓制能力，既能夠完成防區(qū)外干擾任務(wù)，也可以與攻擊機群一道深入到敵方防區(qū)內(nèi)執(zhí)行伴隨干擾任務(wù)。

“咆哮者”機載電子戰(zhàn)任務(wù)系統(tǒng)主要包括AN/ALQ-99戰(zhàn)術(shù)干擾系統(tǒng)、AN/ALQ-218戰(zhàn)術(shù)偵察告警接收機系統(tǒng)、AN/ALQ-227通信對抗系統(tǒng)等。其中，AN/ALQ-99F是其核心部件， 也 是AN/ALQ-99的最新型號。作為一種全新寬頻帶的電子干擾裝備，AN/ALQ-99F系統(tǒng)包含高低頻2個干擾吊艙、1個用于冷卻的沖壓空氣渦輪和1個通用功率激勵單元，頻率工作范圍64MHz～40GHz，主要用于對敵方雷達設(shè)備實施壓制干擾。AN/ALQ-218電子戰(zhàn)接收機由安裝在翼尖掛架的天線陣列吊艙以及前機身兩側(cè)和機翼后緣內(nèi)側(cè)的干涉儀天線等設(shè)備組成，主要任務(wù)是對敵方輻射源進行測向和定位，為有源干擾機和機載任務(wù)傳感器提供目標(biāo)指示，并為“哈姆”（AGM-88）反輻射導(dǎo)彈提供目標(biāo)瞄準(zhǔn)。AN/ALQ-227通信對抗系統(tǒng)則主要對敵方通信設(shè)備實施阻塞式干擾，其處理單元也安裝在原機炮艙內(nèi)，發(fā)射部分使用AN/ALQ-99F低頻干擾吊艙，覆蓋頻段更寬，干擾能力更強。需要說明的是，該機電子戰(zhàn)系統(tǒng)通過分時技術(shù)保證AN/ALQ-218、AN/ALQ-99F和AN/ALQ-227同時工作，前者可以通過監(jiān)測接收到的敵方電磁波頻率變化，向后兩者發(fā)出干擾波頻率調(diào)整指令，從而有效應(yīng)對頻率捷變雷達和通信系統(tǒng)。此外，機載通信系統(tǒng)中采用了干擾對消技術(shù)，能夠保證在對敵方實施干擾時，本機依然可以與外界進行超高頻段（UHF）通信。

迄今為止，由于該機電子戰(zhàn)組件服役時間己接近50年，在性能上己經(jīng)越來越難以達到美軍的任務(wù)要求。為此，美軍于2008年2月正式啟動了“下一代干擾機”（NGJ）方案的分析研究，項目由美海軍航空系統(tǒng)司令部下屬的EA-6B/AEA項目辦公室負(fù)責(zé)。“下一代干擾機”是美軍當(dāng)前有效輻射功率最強的干擾吊艙，該項目采用增量升級方式，分別針對中、低、高頻段干擾吊艙進行設(shè)計研制。在該項目基礎(chǔ)上進行性能升級的“咆哮者”，預(yù)期將具有全頻段的輻射源探測、識別、定位、干擾能力和部分認(rèn)知電子戰(zhàn)能力。

“咆哮者”機載電子戰(zhàn)設(shè)備示意圖

4 天基系統(tǒng)

考慮到天基平臺在衛(wèi)星通信干擾方面具有天然距離優(yōu)勢，并可依據(jù)加裝載荷的不同，成為靈活、機動的綜合性對抗單元，具備衛(wèi)星通信干擾潛力。本文也將當(dāng)前美軍典型的高軌電子偵察與信號情報衛(wèi)星列入研究范疇，以期擴展對美軍衛(wèi)星通信干擾能力的認(rèn)知與理解。

“地球同步軌道空間態(tài)勢感知計劃”衛(wèi)星

“地球同步軌道空間態(tài)勢感知計劃”（GSSAP）衛(wèi)星是一系列工作在近GEO軌道的偵察衛(wèi)星，它作為美軍太空監(jiān)視網(wǎng)絡(luò)的天基傳感器，為戰(zhàn)略司令部太空監(jiān)視行動提供支撐。該計劃的內(nèi)部名稱可能為“大黃蜂”，它充分汲取了美空軍從先前的“徘徊者”、“微衛(wèi)星技術(shù)實驗”（MiTEx）衛(wèi)星任務(wù)中所獲的經(jīng)驗。

目前，GSSAP星座有4顆衛(wèi)星在軌。其首對衛(wèi)星于2014年7月28日發(fā)射，2015年9月29日美軍宣稱其具備初始作戰(zhàn)能力；第二對衛(wèi)星于2016年8月19日發(fā)射，2017年9月12日進入工作狀態(tài)；第三對衛(wèi)星預(yù)計在2020年第4季度發(fā)射。GSSAP衛(wèi)星由美空軍衛(wèi)星控制網(wǎng)地面站提供測控通信支持，其日常運行由第50太空聯(lián)隊的第1太空操作中隊負(fù)責(zé)。2017年，該中隊開始對GSSAP地面系統(tǒng)進行軟件升級。升級后的系統(tǒng)已于2019年12月完成試驗，2020年2月12日通過作戰(zhàn)驗收。

GSSAP衛(wèi)星工作示意圖

GSSAP一直處于高度保密狀態(tài)，直到2014年初才美空軍才承認(rèn)該計劃的存在，但詳細(xì)技術(shù)指標(biāo)和細(xì)節(jié)仍處于保密之中。該衛(wèi)星通常采用成對漂移偵察的工作方式，一顆略高于GEO軌道，另一顆略低于GEO軌道，在檢視駐留太空目標(biāo)方面具有明顯的優(yōu)勢。此外，GSSAP衛(wèi)星能夠執(zhí)行交會與抵近操作，目標(biāo)接近距離可達10km。當(dāng)前，GSSAP表征太空目標(biāo)的特性已達到非常精細(xì)的程度，所獲取相關(guān)數(shù)據(jù)可用于精確和及時的軌道預(yù)報，可在增強對GEO環(huán)境的基礎(chǔ)上，進一步強化太空飛行安全監(jiān)控，如衛(wèi)星碰撞規(guī)避。

由俄羅斯科學(xué)院管理的“國際科學(xué)光學(xué)監(jiān)測網(wǎng)”（ISON）的數(shù)據(jù)表明，2014年以來“地球同步軌道空間態(tài)勢感知計劃”衛(wèi)星已經(jīng)實施了數(shù)百次機動，并對十幾顆GEO衛(wèi)星實施了近距離靠近或抵近操作。其中，靠近行動的一些涉及GSSAP衛(wèi)星在較短時段內(nèi)實施多次小型調(diào)相機動，或者在2顆衛(wèi)星通過地球陰影區(qū)時實施靠近操作，因而地面光學(xué)望遠鏡無法跟蹤且難以判明其真實意圖。據(jù)悉，GSSAP衛(wèi)星平臺能力主承包商是軌道-ATK公司、衛(wèi)星由德爾他－4 運載火箭發(fā)射。考慮到德爾他－4運載火箭的GEO漂移軌道運載能力為1550～1650kg，扣除有效載荷適配器和次要有效載荷的質(zhì)量，那么2顆GSSAP衛(wèi)星的質(zhì)量應(yīng)為1300～1400kg，即每顆衛(wèi)星的質(zhì)量為650～700kg量級，這意味著每顆衛(wèi)星可以攜帶大量的推進劑，由此可推測該星具備頻繁的軌道調(diào)整和位置保持機動能力，能夠在作戰(zhàn)需要時進行漂移或停留在新位置上。

GSSAP靠近的衛(wèi)星

“克萊奧”衛(wèi)星

“克萊奧”（CLIO）衛(wèi)星于2014年9月17日發(fā)射入軌。該衛(wèi)星由洛馬公司（LM）制造，采用A2100平臺，衛(wèi)星應(yīng)隸屬于美國國家偵察局（NRO），其任務(wù)類似于復(fù)仇女神－1（NEMESIS－1），即“夜晚守護神”（PAN）。結(jié)合斯諾登所公開2013財年美國國家偵察局預(yù)算文件，分析推斷“克萊奧”衛(wèi)星應(yīng)該是該預(yù)算文件中提到的復(fù)仇女神－2。

“克萊奧”衛(wèi)星極為保密，難以獲得更多公開信息，基于對“夜晚守護神”衛(wèi)星在軌運行和任務(wù)的初步分析，可初步判定“克萊奧”是負(fù)責(zé)收集通信衛(wèi)星上行鏈路信號，并就其頻譜特征進行分析的信號情報類偵察衛(wèi)星。可通過對在軌通信衛(wèi)星實施抵近偵察，核實定位輻射源精確位置，截獲、解碼無線電傳輸信號，竊聽指揮通信情報，并確定其頻段、發(fā)射機和較詳細(xì)的性能參數(shù)，以從中推斷對方作戰(zhàn)意圖、力量部署、作戰(zhàn)能力和局限性等內(nèi)容，為采取相關(guān)行動提供支援。

“試驗衛(wèi)星系統(tǒng)”

美國空軍“試驗衛(wèi)星系統(tǒng)”（XSS）可用于阻斷對手在太空中的通信鏈路，系統(tǒng)由1顆微衛(wèi)星和1臺衛(wèi)星干擾儀組成，目前該項目處于試驗驗證階段。2003年1月29日，美國空軍在使用德爾他－2火箭發(fā)射GPS衛(wèi)星時，搭載發(fā)射試驗衛(wèi)星系統(tǒng)－10作為輔助載荷。在德爾他－2火箭上面級鈍化燒蝕后，試驗衛(wèi)星系統(tǒng)－10被釋放。試驗衛(wèi)星系統(tǒng)－11于2005年4月11日發(fā)射，并成功在其軌道附近與幾個空間物體進行了近距離逼近觀測。但是，由于美國軍方未公布該衛(wèi)星的軌道位置信息，因此無法核實這些活動是否發(fā)生以及其是否訪問過任何非美國空間物體。

5 小結(jié)

目前，美軍將其衛(wèi)星通信干擾裝備歸于太空攻防裝備范疇，相關(guān)技術(shù)指標(biāo)與性能參數(shù)高度保密，但從其發(fā)展路線與組織運用不難看出，美軍衛(wèi)星通信干擾力量平臺分散部署與多功能集成的趨勢愈加明顯，其技術(shù)體制也正逐漸由單一大功率壓制向綜合、分布式靈巧干擾方向發(fā)展。未來衛(wèi)星通信對抗已不再是局限于敵對雙方在無線頻譜控制權(quán)而展開的“信號”爭斗，更多的是深入到包括有線通信媒介在內(nèi)的整個信息網(wǎng)絡(luò)體系對抗。因此，衛(wèi)星通信對抗必須及早實現(xiàn)從信號層對抗為主向信息層對抗為主的過渡轉(zhuǎn)型，注重提高信息網(wǎng)絡(luò)體系的內(nèi)質(zhì)對抗能力，這些決定了未來衛(wèi)星通信干擾裝備和技術(shù)的發(fā)展趨勢和走向。