從美軍艦載電子戰裝備發展看電磁頻譜戰的發展脈絡

顏雨 余剛 劉波

（1.海軍裝備部 北京市 100036 2.中國電子科技集團公司第二十九研究所 四川省成都市 610036）

1 引言

艦載電子戰系統已成為現代海上作戰系統重要組成部分，是衡量海軍作戰能力強弱的重要標志。美國海軍為其海上艦隊均配備了能實時探測、識別和對抗雷達等威脅的電子戰系統。隨著系統日益復雜，美軍為更好的發揮各用頻設備能力，基于電子戰是戰場電磁頻譜管控發端的認識，從傳統電子戰系統開始轉型，系統架構向多功能綜合一體化邁進，成為電磁頻譜戰的使能因素。本文從美軍艦載電子戰裝備的發展入手，主要圍繞電子戰系統的能力演進過程來剖析電磁頻譜戰這一新的作戰概念形成脈絡，并從中獲得節點裝備和電磁頻譜戰體系建設等工作的重要啟示。

2 電磁頻譜戰發展脈絡

AN/SLQ‐32(V)電子戰系統由美國雷聲公司研制生產，70年代開始裝艦，后經不斷改進，是目前美海軍裝備水面艦艇的主要電子戰(EW)系統。當時，美國海軍之所以迫切需要開發一種新的主戰艦用電子戰系統的主要原因是反艦導彈對水面艦艇構成的威脅日益嚴重，前蘇聯開始使用10GHz～20GHz 頻段的導彈制導雷達，而當時的艦載電子戰裝備已無力提供有效的電子防御。當時與雷聲公司形成激烈競爭的主要是休斯公司，其設計和制造的系統樣機被命名為AN/SLQ‐31，它的主要特點是采用單波束相掃覆蓋作戰空域。AN/SLQ‐32 則采用了透鏡饋電的多波束系統，用多個波束同時覆蓋作戰空域。后來的試驗證明了AN/SLQ‐32 這種多波束體制在應對多目標攻擊時具有明顯優勢。同時多波束體制的設計在電子戰系統中一直沿用至今，多采用數字波束形成（DBF）的方式實現。

AN/SLQ‐32(V)的發展主要分為兩個階段：第一階段為2000年之前，AN/SLQ‐32 共衍生出5 個型號，不同的型號提供不同等級/組合的信號探測、分析、威脅告警、電子攻擊（EA）功能——(V)3、(V)4 和(V)5 型系統具備EA功能；第二階段從2002年7月開始，美國海軍啟動“水面電子戰改進項目”(SEWIP)對AN/SLQ‐32 進行升級，其SEWIP Block 2 服役后的裝備代號為AN/SLQ‐32(V)6，Block 2 服役后的裝備代號為AN/SLQ‐32(V)7。

2.1 AN/SLQ-32(V)電子戰系統

AN/SLQ‐32(V)1 工作在B3 波段（6～20GHz），功能上能實現對臨近的雷達制導反艦導彈提供告警、識別和測向，可引導艦載箔條發射系統，但(V)1 型系統僅具備偵察功能，不具備無干擾功能。

AN/SLQ‐32(V)2 在(V)1 型系統的基礎上通過增加接收孔徑，使得系統增加了B1 波段（0.25～2GHz）和B2 波段（2～10GHz）的偵察功能，但(V)2 系統仍然不具備無干擾功能。

AN/SLQ‐32(V)3 是在(V)2 型系統的基礎上增加了干擾功能，可施放噪聲干擾、欺騙（轉發式/應答式）干擾。因此，(V)3 型系統是AN/SLQ‐32 系列中一種較為完善的電子戰系統，也現役的主戰艦載電子戰系統。

AN/SLQ‐32(V)4 是(V)3 改進型，主要改進是為了適用于航母，在左右舷采用了光纖連接。

AN/SLQ‐32(V)5 型系統主要是對已經裝備(V)2 型系統的艦艇進行改進，使之具有有效的艦載有源電子干擾能力。該型系統主要是由(V)2 型系統和“伙伴”干擾機組成。

AN/SLQ‐32(V)電子戰系統從服役至21世紀初，先后經過300余次大大小小改進，之所以能進行這種“小步快跑”式的能力升級，關鍵的因素是系統的研制過程中預測了事后的性能改善前景，采用了一種所謂“預先設計、生成、完善”的管理方法。進入21世紀后，美國海軍啟動了“水面電子戰改進項目”（SEWIP），該項目基于統一的系統架構，以螺旋漸進的方式對SLQ‐32（V）進行低風險、革命性的系列改進，逐步引入先進的電子監視與電子攻擊能力，被認為是電磁頻譜戰的基石。

2.2 水面電子戰改進項目（SEWIP）

SEWIP 項目對電子戰的改進目前主要分為Block1～Block5 五個階段：

Block1 是在現有基礎上通過低成本低風險的方式進行升級，增強現役電子戰裝備能力和改進反艦導彈防御、對抗目標以及對抗監視能力的新作戰系統。通過高增益天線和接收機的升級提升系統再目標識別和偵察靈敏度方面的能力。

Block2 通過新的接收機/發射機硬件和軟件對SLQ‐32 舊設備進行重大的改進。升級了天線、接收機和作戰系統接口，接收機和干擾機由模擬體制轉向數字體制，信號處理和管理能力大大提升。Block2 升級后型號名稱為SLQ‐32(V)6。2 洛克希德?馬丁公司2014年完成首批交付。

Block3 引入了InTop（集成桅桿）的科學技術成果，采用全新開放式架構對SLQ‐32 系統進行一次徹底的升級，采用收發分置，干擾頻段擴展到40GHz。其基于GaN 材料的有源陣列干擾機，側重電子進攻能力，配備軟殺傷協調系統（SKCS），可協調Nulka（納爾卡）舷外有源誘餌、箔條和AOEW（先進的外置電子戰）吊艙（AN/SLQ‐248）。該系統還集成通信功能。Block3 升級后型號名稱為SLQ‐32（V）7，預計2021年交付，AN/SLQ‐32(V)7 型具備的通信功能使得電子戰系統間的自組網協同作戰成為可能，區域態勢感知能力也大大提升，可以作為電磁頻譜戰的重要節點裝備。

特別值得一提的是BLOCK3 所開發的TEWM（便攜式電子戰模塊）可以為艦隊快速部署先進對抗終端的電子進攻能力。基于該模塊，美海軍在2013年授予ITT Exelis 公司緊急開發合同，開發AN/SLQ‐59 系統，并于2014年部署于第七艦隊。

TEWM 在功能上包括電子支援能力和基于寬帶數字式射頻存儲器（DRFM）的電子攻擊能力。其電子攻擊能力：可提供標準的噪聲干擾；可制造高分辨率、逼真幅度和多普勒調制特征的假目標；可同時接戰多個目標；可產生假目標與隱蔽干擾相結合的多向干擾。同時，TEWM 系統還具備便捷組網能力，可實現多個TEWM 間的通信和共享數據。TEWM 具有快速響應能力，又便于快速部署，比傳統構形的AN/SLQ‐32 更靈活，因此發現了AN/SLQ‐32 尚不能對付的威脅時，最快的方法是增加一個專一用途的AN/SLQ‐59，而非耗時過多去升級AN/SLQ‐32。

Block4 和Block5 未來計劃為SLQ‐32(V)提供先進光電和紅外能力，設計組合的光電紅外監視和響應系統，目前還處于研發階段。

美海軍在進行SEWIP 的同時，也在嘗試解決另一個難題：隨著系統數量的增加，艦艇頂部天線數量也顯著增加，這帶來了包括天線擁擠、電磁干擾、艦艇雷達截面積增大和系統維護難度大等一系列問題。美軍首先從減少孔徑入手，提出了先進多功能射頻概念（AMRFC）。

2.3 綜合一體化架構

美軍從1999年開始多功能一體化方面的研究，相關項目包括先進多功能射頻概念（AMRFC）、集成桅桿（InTop）、電磁機動指揮與控制（EMC2）。相關的成果通過水面電子戰改進項目（SEWIP）應用到了型號當中，對其艦艇的作戰能力提升起到了至關重要的作用。

先進多功能射頻概念（AMRFC）計劃目標是用一套共用的寬帶陣列天線、信號處理與數據處理、信號發生和顯示硬件，實現包括雷達、通信和電子戰在內的多種艦載RF功能一體化，在統一的調度下各功能平等集成。從上世紀80年代到90年代，美國海軍艦艇頂部天線的數量幾乎增加一倍，帶來了射頻阻塞、電磁互擾電磁兼容上的沖突，同時由于安裝了大量的天線，也導致了艦船的射頻信號特征和雷達截面積難以管理。由此，美國海軍提出了AMRFC計劃，并于2004年在海軍研究實驗室切薩皮克灣分部測試場完成了演示驗證。

總的來說，AMRFC 項目通過“綜合孔徑、綜合處理、綜合顯示”解決設備級的綜合問題，目的是減少設備數量，改善電磁兼容問題。通過演示驗證，對雷達、通信、電子戰等功能實現一體化，證明了共用孔徑和處理硬件的可行性。

“集成桅桿”（Integrated Topside）項目旨在構建規模可調的裝備體系，其具備模塊化、開放式射頻架構、軟件自定義功能特征，為各級別的軍艦配備具備多波束、多頻段、多功能的超寬帶孔徑和射頻設備，優化頻譜利用，提升信號情報、電子戰、雷達和通信能力。該項目是AMRFC 的工程化實踐，繼承了AMRFC 架構的優點，2015年完成演示驗證。其原型機作為SEWIP Block3 技術開發階段產品交付美海軍，即AN/SLQ‐32（V）7 系統，于2018年夏進行了初始作戰測評（IOT&E），首裝伯克級Flight 3 型。

2015年《海軍項目指導》介紹集成桅桿“原型樣機能夠在X波段和Ku 波段同時進行4 個視距通信任務的同時，同時實施8 個電子攻擊交戰”。所開發的RAM（資源分配管理器）技術，應用到EMC2（電磁機動指揮與控制）項目。

“電磁機動與指揮控制”（EMC2）項目是美國海軍2016年開展的一項為期5年、投資達8 億美元的研究項目。EMC2 項目作為美國海軍電磁機動戰的使能因素，其目的是為戰斗群(跨平臺)實現電子戰、信息戰、通信和雷達在頻譜上的協同，從而讓美國海軍實現電磁頻譜敏捷性。EMC2 項目繼承了“集成桅桿”項目的已有成果，監視射頻頻譜并將功能分配到最佳的頻段，減輕射頻干擾的影響，從而實施電子戰、情報搜集、賽博戰、指揮與控制、態勢感知和作戰管理。

2.4 電磁頻譜戰概念的提出與發展

近年來，美軍及其智庫推出了電磁頻譜戰作戰概念，期望在電磁頻譜域獲得比對手更大的作戰優勢，打贏大國間的高端競爭。

2012年版《聯合電磁頻譜管理行動》（JP6‐01）條令給出了“聯合電磁頻譜作戰”的定義：包括電子戰和聯合電磁頻譜管理行動用于利用、攻擊、防護和管理電磁作戰環境，完成指揮官的目標。2012年版《電子戰》（JP3‐13.1）除了引述該定義外，進一步指出，聯合電磁頻譜作戰包括所有以成功計劃和執行聯合或多國作戰為目的，進而控制電磁作戰環境的軍事行動。可見，聯合電磁頻譜作戰的最初行動方式主要包括電子戰和頻譜管理，其目的是整合電磁頻譜控制和管理這兩種作戰要素，消除電磁作戰環境中的頻譜沖突。

2016年，美軍發布《聯合電磁頻譜作戰》(JDN3‐16)，將“聯合電磁頻譜作戰”定義調整為：由兩個或更多軍種參加，共同利用、攻擊、防護和管理電磁作戰環境的軍事行動。其目標是建立電磁作戰環境下高度一體化的行動模式，從而贏得電磁頻譜優勢，實現指揮官目標。

3 美軍電磁頻譜戰發展的啟示

電磁域的對抗是強國比拼信息化體系作戰能力的常態手段，是信息化時代“拼內功、校暗勁”的最佳方式，美軍將電磁域作為一個獨立的作戰域進行成體系的研究和建設，目的就是要通過統一視角、獲取電磁頻譜作戰域的優勢，從而獲得新的戰略制高點。

結合美軍推進電磁頻譜戰的節奏，節點裝備的綜合一體化是促進體系新質能力生成的關鍵。美軍的綜合一體化發展是和體系規劃的發展緊密耦合的。

美軍艦載電子戰系統一直以來是基于開放式基礎架構進行升級的，70年代的SLQ‐32 正在以綜合一體化為標志煥發第二春。開放式的系統架構，便于美軍根據威脅的發展和技術的創新，持續升級，一直保持充分的戰斗力。