多功能一體化對抗系統發展思考及展望

【摘要】面對作戰目標單一平臺載荷多樣化和多平臺網絡化協同的發展趨勢，提升我方單裝多功能能力是必然趨勢，本文據此開展多功能一體化對抗系統研究，分析了多功能一體化對抗系統的應用需求、國外發展情況和需要解決的關鍵問題，并對未來發展方向進行了思考和展望。

【關鍵詞】多功能|一體化|網絡化|智能

隨著信息技術的快速發展，作戰對手的技術能力不斷增強，衛星、飛機、艦船等作戰平臺往往搭載有多種電子載荷，如雷達、GPS、ELINT、IFF、數據鏈等，要求我方對抗系統需要同時對抗多種類型目標。傳統的功能單一的電子裝備難以適應協同作戰需求，為了實現對單一平臺多載荷或多個平臺多載荷的對抗，需要將雷達對抗、通信對抗、雷達探測、通信等多型功能單一的系統在多個陣地分散部署，通過網絡實現協同工作，實時性難以保證；在不同陣地，有效的指揮控制和準確的操作難度加大，進一步降低了協同作戰的效果。同時，分散獨立部署的電子裝備戰時保障困難，戰場適應能力有限。有源探測和干擾都是大功率有源電子設備，電子偵察是高靈敏度無源電子信息系統，再加上配套的通信系統，整個陣地上電磁頻譜的協調和管理難度極大，系統間的電磁兼容問題可能成為多型裝備能否協同工作的關鍵。

一、國外發展現狀

一體化系統的出現以20世紀70年代美國空軍數字式航空電子信息系統（DAIS）為標志，并陸續產生了美國陸軍的一體化通信導航和識別計劃、空軍的綜合電子戰系統、Pave Pace計劃、綜合傳感器系統概念研究和演示驗證計劃等多個項目。1985年開始，美國海軍開展了一系列有關雷達/電子戰設備一體化設計技術的研究[1]。1996年，美國海軍研究辦公室（ONR）開展了先進多功能射頻系統（AMRFS）研究[2]。AMRFS后進一步發展成為AMRFC項目，AMRFC通過一個共用的孔徑來實現雷達、電子戰和通信系統的同時工作，基于軟件無線電技術，用軟件模塊在共用的硬件結構上實現多種功能[3]。AMRFC的設計思想，將電子系統的一體化推向更高的水平，代表了一體化電子系統的發展方向。

2008-2016年，ONR推出InTop計劃，構建了一系列的用于處理多功能綜合射頻系統的演示驗證項目，先后研發了多波束電子戰/信息戰/視距內通信樣機、靈活分布陣列雷達、潛艇和水面艦船的聯合衛星通信系統、LLRAMID模塊、固態電子器件、綜合射頻功能的寬頻帶水面艦艇通信陣列和其他管理器或相參雷達網絡化控制系統。

其他的一體化設計研究還包括：低成本機載多功能傳感器系統、美國陸軍研究實驗室（ARL）的多功能多波束電掃天線（ESA）、英國的多平臺綜合電子戰系統（EWCS）、德國海軍F125級護衛艦上的多探測器桅桿（IMSEM）、俄羅斯20385型護衛艦上使用的多用途海景雷達系統等項目和系統。

二、需要解決的關鍵問題

多功能一體化對抗系統與傳統單一功能電子裝備相比，功能更多、模式更加豐富、系統集成度更高，需要針對其架構、寬帶天線、收發前端、一體化信號處理、高效干擾樣式等多個關鍵問題進行分析并開展方案設計，本文重點從以下三個關鍵問題展開思考。

（一）一體化系統架構設計技術

一體化系統架構設計應進行系統功能需求分析，針對偵、干、探、通、協同等多種應用，對各種工作模式（偵察引導探測、探測引導干擾等）、技術體制（模擬陣列、數字陣列等）和資源分配（目標分配、時間分配等）進行分析和優化，對軟硬件系統的通用化、模塊化、可重構、可定義問題進行分析；在各種功能的不同指標要求之間合理折中，對戰術指標和技術指標如何更有效地結合、系統的指標如何合理分解等問題進行深入分析和計算；對系統多種功能的能力發揮進行平衡，在針對不同應用時突出某一方面的資源使用策略，如態勢感知應用時以偵察為主、探測為輔，空情獲取應用時以探測為主、偵察為輔等，對系統的戰術應用和作戰效能進行分析。

（二）寬帶通用射頻收發前端技術

電子偵察、電子干擾需要超寬帶寬角掃描天線、寬帶收發通道、連續波工作，系統瞬時帶寬大；有源探測使用窄帶天線、窄帶收發通道、脈沖工作，系統瞬時帶寬窄，但需要好的改善因子；通信使用窄帶天線、窄帶收發通道、脈沖或連續波工作，但需要較高的線性度，滿足多種調制波形的使用。如何將寬帶、低相噪、高線性、脈沖/連續波均適應的高效率功放等需求有機結合，使系統共用的天線、收發通道同時滿足多種功能的要求，需要深入研究。對于大功率陣列系統，發射通道熱設計方面尤為需要關注。

（三）干擾策略和高效干擾樣式研究

多功能一體化對抗系統需要對抗的載荷種類多，需要考慮在多載荷同時存在時，如何調度系統資源以適應不同的對抗載荷，同時需要考慮對于同一個載荷對抗時，因目標參數變化帶來的偵察干擾問題，需要針對干擾策略進行研究，使得系統能夠自動調整和匹配載荷參數的變化。同時，對于不同的載荷，需要研究各種干擾樣式，對于雷達對抗時，重點需要研究噪聲調制、卷積等相干干擾；對于GPS干擾重點研究掃頻干擾、偽白噪聲干擾等；對于ELINT干擾重點研究雜亂脈沖等。建立對抗仿真環境，針對各種不同的作戰對象的體制特點、工作方式、信號形式，分析不同干擾樣式的干擾效果，并對各種干擾方法的干擾性能進行評估，確定最佳干擾樣式。

三、未來發展展望

多功能一體化對抗系統通過獲取目標位置信息、運動信息和偵察的電磁信號信息等并進行綜合判斷來實現對目標的快速發現和識別，當前在目標識別能力、系統自主工作能力和體系協同能力方面已有一定的基礎。未來，面對日益復雜的電磁作戰環境，多功能一體化對抗系統必然會向著智能化、網絡化方向發展，需要具備基于機器學習的自適應算法更新能力、網絡化協同與智能決策能力，同時從系統實用性角度出發，還需要具備高效的電磁頻譜規劃能力，針對上述三方面的能力需要重點開展研究。

（一）基于機器學習的自適應算法更新能力

作戰對手的電子載荷能力在快速地提升，傳統的基于采集、分析、仿真、驗證、應用的對抗算法研究過程周期太長，不能適應當前電子對抗快速變化的戰場需求。未來在陸海空天一體化多維度信息獲取的背景下，多功能一體化對抗系統將能夠實時獲取時、頻、空、能量、極化等多維度數據，利用機器學習算法針對不同目標快速生成新的對抗算法。同時，要求多功能一體化對抗系統具備自適應算法更新能力，在硬件上支持新算法便捷、靈活的在線更新，從而滿足對新目標變化的快速對抗響應。

（二）網絡化協同與智能決策能力

由于作戰對手載荷向著網絡化協同作戰方向發展，作戰區域內的作戰目標數量會越來越多，多功能一體化系統在對抗這類情況時，需要多個一體化系統通過網絡連接，實現協同對抗的能力。單個一體化系統針對截獲的雷達偵察數據、通信偵察數據、雷達探測點跡、通信數據等多元數據信息，通過一體化數據處理進行關聯融合后，進行智能化決策，形成對目標的識別和干擾策略的生成，最后通過發射天線輸出干擾信號。

（三）高效電磁頻譜規劃能力

相比于單一功能的電子對抗系統，多功能一體化對抗系統工作模式多、不同模式使用的頻率可能不同，在面臨外部復雜電磁環境和同陣地其他電子裝備頻率干擾時，更容易出現工作性能下降，因此需要系統具備高效的電磁頻率規劃能力，滿足多場景、多模式工作情況下的應用需求。如當外界存在通信頻段干擾信號時，傳統的單一電子對抗系統只需要考慮通信干擾對電子偵察功能的影響即可，而多功能一體化系統在面臨上述情況時，還需要考慮通信干擾對雷達探測及通信等多種功能的影響，電磁兼容問題變得更加復雜。

四、結語

在現代電子信息作戰中，面對作戰目標單一平臺載荷多樣化和網絡化協同的發展趨勢，提升己方單裝多功能一體化能力是必然趨勢。一體化作戰系統應具備自適應算法更新能力、網絡化協同與智能決策能力、高效的電磁頻譜規劃能力等核心能力，在面對不同目標時能夠實時自適應升級，遇到單個多功能一體化系統無法應對的情況，還能實現分布式智能組網協同，這對于實現系統快速部署、信息智化處理、決策迅速響應具有重要意義。中國軍轉民

參考文獻

[1]李勁.綜合射頻傳感器的開放式系統結構[J].電訊技術，2006（1）：21-25.

[2]林志遠.多功能綜合射頻系統的發展與關鍵技術[J].電訊技術，2006（5）：1-5.

[3]徐艷國，胡學成.綜合射頻技術及其發展[J].中國電子科學研究院學報，2009（6）：551-559.

（作者簡介：邱志剛，中國電子科技集團公司第三十八研究所系統工程師，碩士，從事電子對抗裝備研制工作）