電子對抗層級劃分及其特點分析

李 旻，戴少懷，楊革文，周宇泰，施裕升

（上海機電工程研究所，上海201109）

0 引言

電子對抗技術(shù)發(fā)展日新月異，但其基本組成仍然為電子支援、電子進攻、電子防御三大部分。其中，電子支援是為電子進攻（以電子干擾為主）和電子防御（以抗干擾為主）提供戰(zhàn)場電磁環(huán)境信息，電子干擾與抗干擾直接形成電子對抗的矛盾對立面。

為爭奪“制電磁權(quán)”，干擾方從干擾策略、干擾戰(zhàn)術(shù)、干擾樣式、干擾參數(shù)等方面發(fā)展新型干擾；抗干擾方從系統(tǒng)架構(gòu)、工作體制、工作流程、數(shù)據(jù)處理、信號處理等方面開發(fā)新型抗干擾措施，雙方圍繞時域、頻域、空域、極化域、能量域、調(diào)制域等6個維度進行對抗。一個多世紀的實戰(zhàn)表明，對抗雙方誰能找到對方的薄弱環(huán)節(jié)、擴展新的對抗域，誰就容易獲取對抗優(yōu)勢。總體而言，電子干擾與抗干擾的對抗技術(shù)與戰(zhàn)術(shù)水平都呈螺旋式上升，沒有一方能長期獲得壓倒性優(yōu)勢。

隨著作戰(zhàn)需求提升和技術(shù)發(fā)展，電子對抗所涉及的技術(shù)領(lǐng)域已從單一的無線電技術(shù)逐步拓展到網(wǎng)絡(luò)、自動化、人工智能、動態(tài)博弈、規(guī)劃決策等技術(shù)領(lǐng)域，成為一項多學(xué)科的綜合性技術(shù)。因此，對電子對抗進行層級劃分，有助于從更廣闊的視角理解電子對抗的本質(zhì)，從總體上指導(dǎo)新型干擾技術(shù)和抗干擾技術(shù)研究。

1 電子對抗層級劃分

對抗雙方實施的對抗行動，可分為技術(shù)對抗與戰(zhàn)術(shù)對抗2類。技術(shù)對抗圍繞著戰(zhàn)場空間所傳播的“信號”特征開展對抗，包含信號的存在性、信號的參數(shù)測量真實性、信號的信息含義等。戰(zhàn)術(shù)對抗圍繞著對抗作戰(zhàn)行動開展對抗，包含對抗措施、對抗策略。本文按上述分類方法將電子對抗劃分為5個層級，如圖1所示。

圖1 電子對抗層級劃分

1.1 能量層級對抗

能量層級對抗指對抗雙方圍繞接收信號能量進行的對抗。

其對抗焦點是“信號檢測門限”，本質(zhì)是圍繞“是否存在有用信號”這一判斷進行對抗（此處“信號”包含了真實目標回波信號、真實通信發(fā)射信號等）。干擾/抗干擾方的各項對抗措施都是基于提高干信比/信噪比來展開的。

干擾方的意圖是通過施放干擾信號增大干信比，降低有用信號在被干擾方雷達、通信設(shè)備接收機輸入端的信噪比，使得被干擾方由于接收信噪比過低而無法通過設(shè)定的信號檢測門限，從而誤判為沒有有效信號，丟失實際存在的目標回波信號或通信信號，導(dǎo)致無法發(fā)現(xiàn)目標或通信中斷。

抗干擾方的意圖是降低輸入噪聲干擾功率，或增大接收到的有用信號功率，通過這2種方式提升接收信號信噪比，使得雷達、通信設(shè)備在設(shè)定的信號檢測門限條件下能夠檢測到實際存在的目標回波信號或通信信號，重新發(fā)現(xiàn)目標或恢復(fù)通信。

1.2 參數(shù)層級對抗

參數(shù)層級對抗指對抗雙方圍繞接收信號參數(shù)測量值進行的對抗。

其焦點是“信號參數(shù)測量結(jié)果真實性”，本質(zhì)是圍繞“信號參數(shù)測量結(jié)果是否真實可信”這一判斷進行對抗。干擾/抗干擾方的各項對抗措施都圍繞是否存在假目標來展開。由于雷達是非合作處理、通信是合作處理，因此，通信系統(tǒng)一般不存在參數(shù)層級對抗。

干擾方的意圖是輻射多余信號，其所包含的調(diào)制信息體現(xiàn)干擾方企圖破壞的信號參數(shù)測量內(nèi)容（包含距離、速度、角度等），當(dāng)雷達接收到正常信號與干擾信號的混合體后，在信號參數(shù)有效測量范圍內(nèi)解算形成假目標，導(dǎo)致雷達無法發(fā)現(xiàn)真正目標。

抗干擾方的意圖是擴大信號參數(shù)測量范圍或拓展新的參數(shù)測量域，形成干擾信號尚未覆蓋的信號參數(shù)測量區(qū)間，確保對信號的正確處理；或減小信號參數(shù)測量范圍，使得干擾落在有效測量范圍之外，剔除干擾信號、減小干擾的影響，提高雷達對真實目標的發(fā)現(xiàn)和跟蹤概率。

參數(shù)層級對抗對能量層級對抗而言，其優(yōu)勢是不需要進行信號能量比拼，如相參干擾以較小的干擾功率（干信比3～5 d B）即可獲得較好的干擾效果，破解部分常規(guī)抗干擾措施（如捷變頻、脈沖壓縮、恒虛警等），對干擾設(shè)備的小型化設(shè)計、提高干擾設(shè)備的應(yīng)用范圍有很大好處；其劣勢是需要獲取被干擾對象的工作信號樣本才能實施干擾，在時域、頻域、空域上受到約束，不能隨意施放干擾。

1.3 識別層級對抗

識別層級對抗指對抗雙方圍繞接收到的信號的信息含義進行的對抗。

其對抗焦點是“目標或通信報文真實性識別準則”，本質(zhì)是圍繞“得到的目標信息和報文內(nèi)容是否真實可信”這一判斷進行對抗。干擾/抗干擾方的各項對抗措施都圍繞目標、通信報文的識別處理來展開。

干擾方的意圖是“制造一個真實的虛擬目標或虛假信息”，使得雷達、通信設(shè)備無法通過“信息真實性識別準則”判斷存在干擾。對雷達而言，該虛擬目標的距離、速度、航跡、RCS起伏等特征與真實目標近乎一致；對通信系統(tǒng)而言，該虛假信息的報文格式、行文邏輯與真實報文一致，但在關(guān)鍵信息上進行了篡改和欺騙。由此導(dǎo)致雷達輸出虛擬目標信息、通信設(shè)備傳輸虛假信息。

抗干擾方的意圖是通過多個信息獲取渠道綜合判斷目標或信息的真?zhèn)危壳爸饕姆椒ㄊ嵌嘣葱畔⑷诤稀?/p>

相對于參數(shù)層級對抗，識別層級對抗的優(yōu)勢是干擾信號能量可以進一步下降，干信比為0 d B甚至是負值（只要超過雷達或通信系統(tǒng)的信號檢測門限即可）也可獲得干擾效果，由于不需要在時域上如距離拖引干擾或假目標干擾那樣多次發(fā)射，容易實現(xiàn)對多個被干擾對象（如組網(wǎng)雷達）的干擾，破解部分常規(guī)抗干擾措施（如重頻參差、多通道跟蹤等），可進一步壓縮干擾設(shè)備的體積、質(zhì)量、功耗等指標，在無人機、飛艇等平臺上實現(xiàn)電子干擾支援；其劣勢是需要獲取雷達的目標識別準則或通信系統(tǒng)的報文協(xié)議才能實施干擾，對先驗情報信息的依賴程度較高。

1.4 措施層級對抗

措施層級對抗指對抗雙方圍繞對手所采用的對抗措施進行的對抗。

其對抗焦點是“對抗措施的有效性”，本質(zhì)是圍繞“使對方當(dāng)前所采用的對抗措施有效性下降”這一目的進行對抗。雖然干擾措施和抗干擾措施到目前為止都發(fā)展出了幾百種之多，但是尚不存在一種通用的干擾措施或抗干擾措施，能對抗對方所有的抗干擾措施或干擾措施，因此，存在“對抗措施有效性”的問題。對抗雙方通過降低對方對抗措施的效果，也能達到對抗的預(yù)期目的。

干擾方的意圖是針對抗干擾方所可能采用的抗干擾措施，選擇使其抗干擾效能最弱、使自身干擾效果最好的干擾樣式及干擾參數(shù)，使得雷達、通信設(shè)備因抗干擾措施無法發(fā)揮應(yīng)有的作用而在對抗過程中處于被動與劣勢地位。實現(xiàn)措施層級干擾，需要使用人工智能、最優(yōu)規(guī)劃、動態(tài)博弈等技術(shù)，擴展干擾樣式庫，構(gòu)建干擾資源調(diào)度策略，達到實時、自主、最優(yōu)的干擾效果。目前，國外研究的智能干擾技術(shù)，可根據(jù)未知雷達信號特征與工作狀態(tài)的變化自主選擇最優(yōu)干擾樣式，使得雷達的抗干擾措施無法起到應(yīng)有作用。

抗干擾方的意圖是針對干擾方所可能施放的干擾樣式，選擇使其干擾效能最弱、使自身抗干擾效果最好的一項或多項抗干擾措施，使得干擾設(shè)備因干擾力量被削弱而在對抗過程中處于被動與劣勢地位。實現(xiàn)措施層級抗干擾，同樣需要使用人工智能、最優(yōu)規(guī)劃、動態(tài)博弈等技術(shù)，擴展抗干擾措施庫，構(gòu)建抗干擾資源調(diào)度策略，實現(xiàn)實時、自主、最優(yōu)抗干擾。目前正在研究的認知雷達、認知通信系統(tǒng)，具備對電磁環(huán)境（包括干擾）的感知和分析能力，并自適應(yīng)決定最佳的工作參數(shù)，實現(xiàn)了措施層級的抗干擾。

1.5 策略層級對抗

策略層級對抗指對抗雙方圍繞對手的電子對抗作戰(zhàn)策略進行的對抗。

其對抗焦點是“電子對抗作戰(zhàn)策略的有效性”，本質(zhì)是圍繞“使對方當(dāng)前所采用的電子對抗作戰(zhàn)策略有效性下降、達不到預(yù)期的電子戰(zhàn)作戰(zhàn)目標”這一目的進行對抗。干擾措施和抗干擾措施都是為本方的電子戰(zhàn)作戰(zhàn)目標服務(wù)的，如果電子對抗作戰(zhàn)策略有效性下降，則再完美的干擾措施和抗干擾措施都無法達到預(yù)期的電子戰(zhàn)作戰(zhàn)目標，可以認為是對抗失敗。

干擾方的意圖是通過自己的干擾策略，使對手面臨錯誤的戰(zhàn)場干擾態(tài)勢認知，采用錯誤的抗干擾策略，實現(xiàn)最佳的電子干擾作戰(zhàn)效果。在伊拉克戰(zhàn)爭期間，美軍使用電磁干擾頻譜管控策略，在寬頻段內(nèi)故意遺留弱干擾的頻譜缺口，誘使伊拉克殘存的雷達采用捷變頻和干擾尋凹等抗干擾策略，在弱干擾頻譜缺口處開機工作，從而為美軍實施第二輪反輻射導(dǎo)彈攻擊提供了絕佳的目標信息。這是一種典型的策略層級干擾。

抗干擾方的意圖是通過自己的抗干擾策略，使對手面臨錯誤的戰(zhàn)場電磁輻射態(tài)勢認知，采用錯誤的干擾行動，使干擾方無法實施有效的干擾作戰(zhàn)。可用的決策層級抗干擾策略有電磁靜默作戰(zhàn)、示強欺騙、示弱欺騙等，將干擾方引入到錯誤的干擾策略中。

2 各層級對抗形式及特點

2.1 能量層級對抗

能量層級對抗是最傳統(tǒng)的電子對抗形式，目前已發(fā)展出了多種多樣的干擾樣式和抗干擾措施。

典型的能量層級干擾是各類有源壓制性干擾，不需要預(yù)先提供信號樣本，可實施長時間連續(xù)干擾，容易獲得大的干擾功率，起到良好的電磁壓制效果。箔條等無源干擾由于可以衰減目標回波強度、產(chǎn)生強反射信號，也屬于能量層級對抗干擾。

根據(jù)雷達信號檢測理論，為了在10-6的虛警概率下確保發(fā)現(xiàn)概率不小于0.9，信噪比必須大于14 d B。因此，傳統(tǒng)的能量對抗都是以提高干擾功率、盡量降低信噪比為發(fā)展方向。但是，由于各種干擾檢測技術(shù)的發(fā)展，單純提高干擾功率將誘導(dǎo)抗干擾方準確判斷出壓制性干擾源的存在，從而采用對抗措施，導(dǎo)致壓制性干擾效果下降。因此，在能量對抗中，干擾方還需要研究其它技術(shù)途徑。

目前美國提出的“低零功率干擾”，很可能是一種新的能量層級干擾。據(jù)分析，低零功率干擾是根據(jù)地面雷達分布位置情報，實時偵察接收地面雷達輻射信號強度，預(yù)測被保護平臺的目標回波信號強度，按照將信噪比從13～14 dB（常規(guī)雷達的信號檢測門限）下降到6～7 d B（估計）的要求，計算壓制性干擾所需功率。這樣，由于目標回波信號強度仍然大于干擾功率，干信比為負值，雷達的干擾偵察措施不一定起效，無法進行干擾告警；而由于目標回波信號信噪比僅有6～7 d B，將導(dǎo)致雷達不能正常發(fā)現(xiàn)目標，出現(xiàn)嚴重的漏警，無法形成目標點跡和航跡；若雷達降低信號檢測門限確保發(fā)現(xiàn)概率，則將導(dǎo)致虛警率增大，出現(xiàn)大量虛假目標點跡。相對傳統(tǒng)的大功率壓制干擾而言，這種施放小功率的壓制干擾特別適合于隱身突防、抵近偵察等戰(zhàn)術(shù)任務(wù)，是雷達的一種新威脅。

典型的能量層級抗干擾措施包含頻率捷變、旁瓣對消、脈沖壓縮、燒穿等。其基本目的都是提高信噪比，確保信號檢測門限保持不變，完成抗干擾任務(wù)。除此以外，雷達、通信設(shè)備還可通過檢測噪聲功率隨時空頻域的變化情況，從中發(fā)現(xiàn)壓制性干擾源的存在，從而在能量層級對抗中獲得主動。

2.2 參數(shù)層級對抗

典型的參數(shù)層級干擾是各類有源欺騙性干擾。

在雷達對抗領(lǐng)域，欺騙干擾信號與真實目標回波信號接近，從距離、速度、角度、目標數(shù)量等方面實施欺騙，使得被干擾方獲得的是錯誤的戰(zhàn)場目標參數(shù)信息，從而實施錯誤的目標跟蹤、威脅判斷，向?qū)椦b訂錯誤的目標參數(shù)、下達錯誤的作戰(zhàn)命令等，導(dǎo)致對抗失利。

在衛(wèi)星導(dǎo)航對抗領(lǐng)域，欺騙性干擾是指發(fā)射與衛(wèi)星導(dǎo)航信號具有相同信號參數(shù)但信息碼不同的假信號，干擾衛(wèi)星導(dǎo)航信號接收機，使其解算出錯誤的定位信息。干擾信號的產(chǎn)生可以采用產(chǎn)生式，也可以采用轉(zhuǎn)發(fā)式。

典型的參數(shù)層級抗干擾措施包含發(fā)射虛假信號、重頻參差、多重距離/速度/角度處理波門、多通道跟蹤等。其基本原理一是利用有源欺騙性干擾對被干擾信號樣本存在依賴性的弱點，將干擾信號誘導(dǎo)至錯誤的時域、頻域位置，為本方創(chuàng)造出一個短暫的時頻域上無干擾的“信號處理窗口”，完成抗干擾的任務(wù)；二是通過增加信號處理通道進行抗干擾，保持對真實目標的持續(xù)跟蹤。

2.3 識別層級對抗

識別層級干擾包含雷達航跡欺騙干擾和無線電通信冒充干擾。常用的雷達目標模擬器和通信調(diào)制信號源等設(shè)備就可以用于生成識別層級干擾。

由于雷達或通信系統(tǒng)總是按照某一識別準則進行目標數(shù)據(jù)處理或通信報文真實性判斷，因此，當(dāng)這一識別準則固化且被干擾方獲取后，干擾方就容易生成有針對性的識別層級干擾。由此可以預(yù)測，抗干擾方應(yīng)當(dāng)研究多源數(shù)據(jù)融合識別準則進行對抗。例如，多部雷達采用不同的工作體制、數(shù)據(jù)處理算法，實現(xiàn)多源數(shù)據(jù)融合，使得僅針對其中某一部雷達的航跡欺騙干擾失效。又如，通信系統(tǒng)采用并行多通道加密通信傳輸體制，將單條信息通過多個通道（至少為3個以上）從信源傳輸?shù)叫潘蓿⒃谛潘薅诉M行報文比對，剔除某一信道中存在的無線電通信冒充干擾。

2.4 措施層級對抗

措施層級對抗不是對抗對方單一的干擾樣式或抗干擾措施，而是對抗對方可能有的干擾樣式或抗干擾措施。其特點如下：

1）實現(xiàn)了“閉環(huán)對抗”

能量層級、參數(shù)層級、識別層級對抗都是“開環(huán)對抗”，即對抗雙方不關(guān)心本方對抗措施與對方對抗措施之間的對抗有效性關(guān)系，不自主評估本方對抗措施的對抗效果。

措施層級對抗實現(xiàn)了“閉環(huán)對抗”，即通過偵收對方當(dāng)前工作狀態(tài)、分析對方工作狀態(tài)歷史記錄、本方對抗措施歷史記錄，評估本方前一時刻對抗措施的對抗效果，并根據(jù)對方當(dāng)前工作狀態(tài)從本方對抗措施庫中選擇當(dāng)前最優(yōu)的對抗措施。由于對抗雙方都達到了“知己知彼”，從而能夠?qū)崿F(xiàn)動態(tài)最優(yōu)對抗。

2）實現(xiàn)了“認知對抗”

能量層級、參數(shù)層級、識別層級對抗，往往需要通過電子偵察手段建立雷達/通信信號數(shù)據(jù)庫、干擾環(huán)境樣本庫、抗干擾措施庫等先驗對抗信息，然后對納入庫中的雷達/通信輻射源或干擾輻射源實施干擾或抗干擾。因此，對抗行動是否成功，與敵方輻射源的先驗情報信息的真實性、完備性有很大關(guān)聯(lián)。對于對方輻射的新型雷達/通信信號、施放的新型干擾樣式、采用的新型抗干擾措施，由于未事先納入數(shù)據(jù)庫，往往被忽視或不知如何對抗，從而導(dǎo)致對抗失敗。

措施層級對抗由于具有對抗效果自主評估能力，可以對未知信號進行自主學(xué)習(xí)，通過短暫的試探性對抗，快速收斂到最好的對抗措施上。也就是說，干擾方基于一般性的雷達工作原理，無需知道雷達采用了什么抗干擾措施、發(fā)射的新信號的意圖是什么，就可以通過對雷達工作狀態(tài)的分析，判明干擾效果，明確下一步的干擾計劃。同樣，抗干擾方基于一般性的干擾原理，無需知道干擾方采用了什么新型干擾，通過對受干擾狀態(tài)的分析，判明抗干擾效果，明確下一步的抗干擾計劃。

由此，對抗雙方都能實現(xiàn)“認知對抗”，逐步擺脫對先驗對抗信息的依賴，更好地適應(yīng)戰(zhàn)場多變的電磁信號環(huán)境。認知對抗具備“敵變我變、快于敵變”的能力，將對未采用認知對抗的對手形成對抗優(yōu)勢。但是，如果對抗雙方都采用認知對抗手段，則對抗優(yōu)勢偏向變化更快、對抗資源更為豐富的一方。

3）實現(xiàn)了“自主對抗”

由于措施層級對抗有很高的實時性要求（例如，在一個雷達脈沖周期內(nèi)或一個波位駐留周期內(nèi)完成一個回合的閉環(huán)對抗），因此一般都是由機器自動完成。優(yōu)點是降低了對操作人員的要求，特別適用于各類無人值守的武器應(yīng)用環(huán)境；缺點是難以實時理解并監(jiān)控自主對抗結(jié)果，若對抗失效難以實現(xiàn)人工干預(yù)。

2.5 策略層級對抗

在策略層級對抗層面，對抗雙方主要是比拼“電子對抗作戰(zhàn)智慧與作戰(zhàn)心理”，即通過對對方電子對抗戰(zhàn)術(shù)特點的深入了解，根據(jù)對方對抗措施的局限性，創(chuàng)造一種使對手落入“自以為是”陷阱般的電子對抗作戰(zhàn)場景，誘使敵方按照本方的電子戰(zhàn)目的實施電子對抗行動，使本方獲得電子對抗作戰(zhàn)的主動權(quán)和對抗優(yōu)勢。

3 對抗層級的應(yīng)用

3.1 指導(dǎo)體系電子對抗技術(shù)研究

目前的武器裝備，都在體系環(huán)境下作戰(zhàn)。因此，對電子對抗的作戰(zhàn)需求已不是僅局限于“一對一”的對抗范圍，需要研究“一對多”、“多對多”的體系電子對抗架構(gòu)。除了傳統(tǒng)的技術(shù)對抗外，戰(zhàn)術(shù)對抗也成為必不可少的電子對抗要素。措施層級和策略層級對抗就是體現(xiàn)了對抗戰(zhàn)術(shù)。采用合適的戰(zhàn)術(shù)對抗措施，將在不改動現(xiàn)有裝備電子對抗技術(shù)能力的條件下提升整個作戰(zhàn)體系的電子對抗作戰(zhàn)能力。

3.2 提升戰(zhàn)場電子對抗環(huán)境適應(yīng)能力

實戰(zhàn)條件下的信號環(huán)境和干擾環(huán)境復(fù)雜多變，對抗雙方必將面對新的干擾、新的無線電信號環(huán)境，通過對電子對抗技戰(zhàn)術(shù)措施的層次劃分，有助于對戰(zhàn)場新信號進行快速分類識別，并快速尋找到有效的對抗手段，把握戰(zhàn)場電子對抗主動權(quán)，完成裝備的預(yù)定作戰(zhàn)任務(wù)。

3.3 指導(dǎo)新型電子對抗措施研究

以往的電子對抗技術(shù)研究，是要在某一干擾技術(shù)/抗干擾措施出現(xiàn)后，分析干擾/抗干擾機理、研究抗干擾措施/反抗干擾措施，從而形成一種螺旋式上升的技術(shù)發(fā)展過程。這一過程需要消耗大量的時間，往往新的對抗措施剛研究成熟，對方就出現(xiàn)了更新的對抗手段，使得新研究的措施尚未得到應(yīng)用就失去效果。通過電子對抗層級劃分，可以將新出現(xiàn)的干擾/抗干擾措施進行合理劃分，在同級或高級層面尋找合適的對抗手段，或整合現(xiàn)有的對抗手段進行綜合對抗。雖然不會改變電子對抗技術(shù)螺旋式上升的規(guī)律，但可以大大縮短對抗措施研究過程，跟上裝備更新?lián)Q代的節(jié)奏。

3.4 擴展電子對抗技術(shù)研究領(lǐng)域

以往的電子對抗技術(shù)研究，往往僅局限于無線電技術(shù)層面，圍繞“信號”做文章，而沒有從對抗的本質(zhì)和目的的角度開展研究。通過電子對抗層級劃分，可以看出，傳統(tǒng)的圍繞信號的對抗還是處于比較底層的能量層級和參數(shù)層級對抗。在目前自適應(yīng)處理、人工智能、動態(tài)博弈、對策規(guī)劃等新技術(shù)的驅(qū)動下，電子對抗技術(shù)研究完全可以深化到識別層級、措施層級和策略層級，將上述技術(shù)與無線電技術(shù)相結(jié)合，擴大電子對抗的技術(shù)研究范疇，有效提升電子對抗技戰(zhàn)術(shù)水平。

4 結(jié)束語

本文提出了對電子對抗技術(shù)層級的5種劃分方式，包含了現(xiàn)有的大部分干擾與抗干擾技術(shù)。電子對抗層級劃分有助于理解電子對抗的本質(zhì)，從總體上分析和認識戰(zhàn)場信號與干擾環(huán)境、啟發(fā)新型對抗理念、研究新型對抗措施，逐步提升裝備的電子對抗作戰(zhàn)能力。