美海軍艦機協同電磁拒止反電子偵察探析

中圖分類號：TN97 文獻標志碼：A DOI：10.3969/j.issn.1673-3819.2025.05.022

Abstract：Under the accelerated evolution of the Joint Electromagnetic Spectrum Operations（JEMSO）concept，，the U.S. Navyhasintensifieditsfocusontheoreticalresearchandpracticalimplementationofdistributedelectronicwarfaretoachieve ship-aircraftcollaborativeelectromagneticdenialandcounter-electronicreconnaissance.Thisincludesheightenedemphasis oncoordinatedcountermeasuresagainst electronicreconnaissance threats through collborationbetween surface veselsand maned/unmannedaircraft.Basedonfundamental methodologiesofship-aircraftcollborativeelectronic warfare，this study systematicallanalyzes theprimaryequipmentandoperational tacticsemployedbytheU.S.Navy.Itfurther explorespotentialapplicationscenariosandevaluatestheanticipatedefectivenessofcounter-electronicreconaissance.Simulationesults validatehatship-aircraftcolaborativeelectromagneticdenialsignificantlyreducesboththeinterceptionrangeandinterceptionprobabilityofelectronicreconnaissanceaircraft.Thesefindingsprovidecriticalinsightsfortheoreticalresearch，echno logical development，and combat applications of collaborative electronic warfare in China’s naval forces.

Key words：U.S.Navy；ship-aircraft colaboration；electromagnetic denial；counter-electronic reconnaissance

美海軍在聯合條令JP3-85《聯合電磁頻譜作戰》指導下，著力打造集“攻擊、利用、防護、管理”功能四位一體的電子戰體系，在戰術應用層面提出電磁拒正作戰方式，通過電子戰、定向能武器或電磁頻譜控制手段，在特定海域實施電磁信號壓制、干擾或阻斷，以奪取電磁頻譜優勢[1-2]。對于美海軍水面艦艇而言，艦機協同進行噪聲干擾以對抗電子偵察是電磁拒止的一種重要方法，其運用艦載直升機或無人機、無人艇前出，協同艦載大功率干擾機，對敵電子偵察系統實施噪聲干擾，能夠在主要威脅方向形成高噪聲區域，降低敵電子偵察體系效能，從而削弱敵偵察探測能力、掩護己方兵力行動。

文獻[1-5]闡述了美海軍電磁頻譜相關作戰概念，分析了美海軍電磁頻譜作戰概念的發展和電子戰裝備能力建設情況，但尚未對美海軍艦機協同電磁拒正反電子偵察的可能作戰方式及應用場景展開深入研究。

本文基于艦機協同電子戰基本方法，梳理了美海軍艦機協同電磁拒止反電子偵察的主要裝備和運用方式，對其可能的運用場景及預期效能進行了研究，仿真結果驗證了艦機協同電磁拒止反電子偵察的效果，對我海軍協同電子戰理論研究、裝備技術發展和作戰應用具有啟發和借鑒意義。

1美海軍艦機協同電磁拒止反電子偵察基本情況

1. 1 主要裝備

美海軍艦機協同電磁拒止反電子偵察，主要依靠軟殺傷協調系統（SoftKillCoordinationSystem，SKCS）和艦載 AN/SLQ-32（V）6/7、直升機載AN/ALQ-248、機載AN/ALQ-99戰術干擾吊艙等電子戰設備來

實現[6-8] 。

（1）SKCS是嵌入美海軍艦載作戰系統協調框架的軟件系統，主要功能是協調多平臺軟殺傷手段，通過將艦載系統、空中平臺與無人集群的軟殺傷能力動態整合，實現分布式協同干擾與欺騙。

（2）AN/SLQ-32（V）系列裝備是美海軍艦載標準電子戰設備，目前“水面電子戰改進計劃”（SEWIP）最新型號分別是SLQ-32（V）6和SLQ-32（V）7，采取相控陣天線和新型干擾技術，可動態調整與集中功率應對多個目標，具備一體化電子攻擊能力。

（3）AN/ALQ-248采用有源電掃描陣列發射機、小型化高靈敏度接收機，具備協同工作能力。協同模式下，通過Link16數據鏈與艦艇共享威脅信息，通過SKCS與AN/SLQ-32（V）6/7、Nulka有源誘餌等協同工作。

（4）AN/ALQ-99采用電子掃描陣列、單波束固態 全向發射體制，具備瞄準式、掃頻式和噪聲干擾多種樣 式，干擾頻段覆蓋 0.064-18GHz ，單艙功率6.8—10 kW，可對敵方雷達實施寬帶壓制、窄帶瞄準、雙頻干 擾等。

（5）AN/ALQ-249是基于“下一代干擾機\"（NGJ）項目開發的干擾吊艙，采用先進的有源電子相控陣天線陣列（AESA）、捷變頻干擾技術，干擾頻段覆蓋0.03--40GHz ，輻射功率 50-100kW ，波束寬度低至5^° ，新增變極化、連續波等干擾樣式，具備多頻段同步干擾和網絡攻擊能力，未來將逐步成為美海軍機載電子戰主力裝備。

1.2 運用方式

基于戰場聯合偵察預警體系，美海軍水面艦艇利用“宙斯盾”基線10系統、Link16數據鏈實現威脅目標情報信息共享和指揮控制指令傳輸，運用艦載軟殺傷智能輔助決策系統整合可用干擾資源后自動生成初步方案，經優化綜合時間、成本等因素快速形成決策方案，通過SKCS引導艦載干擾機和前出的MH-60R/S直升機或無人機、無人艇等低成本載荷，協同對重點威脅方向或指定區域實施寬波束寬頻段高功率噪聲干擾，抬升噪聲能量基底，降低敵方被動傳感器的靈敏度和參數測量精度，破壞或削弱敵方偵察體系的效能，構建時域、頻域、空域上可控電磁屏障，營造單向透明的電磁拒止走廊，實現隱蔽兵力企圖、改變戰場態勢的目的。

2美海軍艦機協同電磁拒止反電子偵察效能分析

2.1 典型應用場景

美海軍艦機協同電磁拒止反電子偵察的一種典型應用場景如圖1所示。伯克ⅡA級驅逐艦、MH-60R直升機運用AN/SLQ-32（V）6、AN/ALQ-248設備構建網絡化分布式電子戰體系，對空域S內執行聯合偵察任務的 n 架電子偵察機實施噪聲干擾，以實現電磁拒止、掩護己方雷達。艦載、機載干擾機總數量為 N ，雷達、第 i 部干擾機與第 p 架電子偵察機之間的距離分別為 。

圖1典型應用場景

Fig.1Typical applicationscenario

綜合考慮偵察威脅方向、偵察接收機技術體制、掩護頻帶和相對位置關系等因素，艦載、機載干擾機在SKCS協調下，通過資源分配算法模塊自主生成干擾方案，動態分配干擾資源，實施協同噪聲干擾。美海軍新型電子戰裝備采用AESA和數字波束形成技術，干擾波束指向可靈活調整、快速切換，能夠同時干擾多個目標，因此，其在協同干擾資源分配和干擾策略上具有高度靈活性。主要協同策略為：

（1）面臨單方向偵察威脅時，采取多對一形式協同，多部干擾機分時、分頻段干擾同方向偵察接收機；面臨多方向偵察威脅時，采取一對多、多對多形式協同，每部干擾機分時干擾多方向偵察接收機，或多部干擾機分時、分頻段干擾多方向偵察接收機。

（2）針對全向天線寬帶偵察接收機，多部干擾機以頻率協同為主，面向偵察威脅來向分散部署；針對波束掃描或波束捷變天線窄帶偵察接收機，多部干擾機以空域協同為主，面向偵察威脅來向集中部署。

（3）當掩護頻帶較寬時，不同干擾機覆蓋不同頻段，采取阻塞式、掃頻式干擾方式，共同覆蓋被掩護雷達工作頻率；當掩護頻帶較窄時，多干擾機覆蓋同一頻段，干擾機采用瞄準式干擾，以提高干擾效率。

（4）當偵察接收機距離較近時，增大艦載干擾機功率、增加機載干擾機數量或縮短機載干擾機與偵察接收機距離，以提高有效干擾功率；當偵察接收機距離較遠時，根據反電子偵察需求和干擾效果，動態調整干擾功率。

2.2反電子偵察效能分析

對于艦機協同對抗電子偵察機而言，電磁拒止效果主要體現在降低其截獲能力上。信號截獲是電子偵察機發現輻射源并獲取情報信息的基礎和首要環節，必須同時滿足能量域、時域、空域、頻域的截獲條件。能量域條件要求電子偵察機收到的雷達信號功率要超過其靈敏度，通常可由截獲距離來表征。時域、空域、頻域截獲條件是一定條件下的概率事件，可采用截獲概率來表征。

2.2.1對電子偵察機截獲距離的影響

假設電子偵察機采用全向天線、頻率步進超外差接收機體制，且相互之間距離較遠，各干擾機在SKCS協調下，采取同時對準同一目標、逐個目標輪流干擾的方式協同工作。暫不考慮空域失配情況，第 i 部干擾機對第 p 架電子偵察機有效干擾功率為[9]

式中： P_ji 為干擾機發射功率； G_ji 為干擾天線增益； G_?t 為偵察天線增益； λ_ji 為噪聲信號波長； γ_ji 為噪聲信號對偵察天線的極化損失； L_jti 為綜合損耗系數； B_ι 為電子偵察機瞬時帶寬； B_ji 為干擾信號帶寬。

由于電子偵察機采用全向天線，偵察天線在各方向增益相同， N 部干擾機對第 p 架電子偵察機總有效干擾功率為

在噪聲干擾狀態下，電子偵察機截獲距離為[10]

式中： R_rmax 為無外部干擾時電子偵察機截獲距離， N_r0 為電子偵察機內部噪聲功率。

N_r0=kT₀B_t

式中： k 為波爾茲曼常數 ，k=1.38×10^-23J/K ： 為標準噪聲溫度（ 290K ）。

綜上分析可知，在艦機協同噪聲干擾條件下，干擾功率可有效縮小電子偵察機截獲距離，降低其截獲能力。

2.2.2對電子偵察機截獲概率的影響

截獲概率為典型的多維空間中幾何概率計算問題，通?？刹捎么翱诤瘮的Ｐ蛠矸治?。

若 R_n?R_rmax^′ ，此時無論干擾波束是否對準電子偵察機，其接收到的雷達信號功率均滿足能量域截獲條件，可視為干擾無效，同時滿足時域、頻域、空域對準條件時可以實現截獲，影響截獲概率的窗口包括雷達時域、雷達空域掃描、電子偵察機頻率搜索3個窗口。

若 R_rmax^′rtrmax ，此時干擾波束與偵察天線的地對準情況會直接影響電子偵察機截獲狀態。當干擾天線對準電子偵察機時，因不滿足能量域條件而無法截獲，當干擾天線未對準電子偵察機時才可能實現截獲。因此，截獲概率還要考慮干擾波束對準因素，為此增加干擾天線空域掃描窗口。

窗口函數及時間重疊見圖2，圖中 F₁（T₁，τ₁） 表示雷達脈沖發射活動， F₂（T₂，τ₂） 表示雷達天線掃描活動， F₃（T₃，τ₃） 表示電子偵察機頻率搜索活動，F₄（T₄，τ₄） 表示干擾天線波束掃描活動。

圖2窗口函數及時間重疊示意圖 Fig.2 Schematic diagram of window functionandtimeoverlap

（1） R_n?R_max^′ 時

① 雷達發射時域窗口函數 F₁（T₁，τ₁） ：

其中， T_PRI 和 τ_r 分別為雷達信號脈沖重復周期、脈沖寬度。

② 雷達天線空域搜索窗口函數 F₂（T₂，τ₂） ：

其中， T_s，Δθ_t，θ_t 和 τ₂ 分別為雷達天線掃描周期、波束寬度、掃描范圍、波位駐留時間。

③ 電子偵察機頻域搜索窗口函數 F₃（T₃，τ₃） ：

其中， T_rfL，B_r 和 |τ₃ 分別為電子偵察機頻率搜索周期、頻率搜索范圍、頻率駐留時間。

根據窗口函數理論可知[11]：

其中， τ₀P₀ 和 分別為窗口重合的平均時間、各窗口任意時刻重合的概率、各次重合之間的平均周期。

則 T 時間內至少出現一次截獲的概率為[1]

（2）R_max^′nmax 時

應增加干擾天線波束空域掃描窗口函數 F₄（T₄，τ₄） ：

其中， 和 τ₄ 分別為干擾波束空域掃描周期、對第 p 架電子偵察機干擾同時駐留時間、未對準第 p 架電子偵察機的時間。

電子偵察機通常一次截獲需要至少 ?_m 個連續脈沖才能完成參數測量、識別、分選等任務，因此重合時間應超過最小截獲持續時間 d（d=mT_PRI） 。此時，窗口函數應予以修正，無須考慮 F₁（T₁，τ₁） 的影響，用（τ_i-d） 代替 。此時：

則 T 時間內至少一次連續截獲 ?_m 個脈沖的概率為

2.3 反電子偵察效能仿真分析

為驗證艦機協同電磁拒止的有效性和可行性，具體研究干擾功率、干擾帶寬、拒止目標數量對反電子偵察效果的影響，本文進行仿真分析。假設1艘驅逐艦、1架直升機協同干擾敵方 n 架電子偵察機，共同掩護本艦AN/SPY-1雷達。假設AN/SLQ-32（V）6、AN/ALQ-248干擾機在SKCS協調下分頻段干擾，共同掩護雷達工作頻率，采取同時對準同一目標、逐個目標輪流干擾的協同方式；雷達天線波束扇掃覆蓋 60^° ，波位駐留時間 10ms ，波束寬度 1.5^° ，脈沖重復間隔 1ms ，脈寬1.2μs ;電子偵察機最大偵察距離 400km ，瞬時帶寬50MHz，頻率搜索范圍 0.25-18GHz ，頻率駐留時間10ms，連續截獲脈沖數為3個；艦載、機載干擾機等效發射功率分別為 200kW，50kW ，干擾信號波長 3cm ，干擾同時駐留時間 10ms ，極化損失 0dB ，信號損耗 6dB 。

當干擾帶寬均為 800MHz 時，噪聲干擾功率對電子偵察機截獲距離的影響如圖3所示，圖中交點對應的距離為電磁拒止臨界距離。當干擾距離大于臨界距離時，電子偵察機截獲距離小于目標距離，無法截獲雷達信號；當干擾距離小于臨界距離時，電子偵察機截獲距離大于自標距離，有可能實現截獲。由圖3可知，干擾功率對電子偵察機截獲距離影響很大，噪聲干擾功率越大，電磁拒止臨界距離越小。艦艇單獨干擾時，若艦艇與電子偵察機距離超過 265.5km ，電子偵察機即無法截獲雷達信號；直升機單獨干擾時，若要到達同樣的拒止效果，直升機需至少前出 105.3km ;艦機協同干擾時，臨界距離縮小至 219.4km ，對電子偵察機截獲距離的壓制效果更加明顯。

圖3噪聲干擾功率對截獲距離的影響 Fig.3The effect of noise jamming power on intercept range

艦載、機載干擾機噪聲干擾帶寬對電子偵察機截獲距離的影響如圖4所示。由圖4可知，干擾機噪聲干擾帶寬越窄，與電子偵察機瞬時帶寬匹配性越好，電子偵察機截獲距離下降越明顯，電磁拒止臨界距離越小。

當艦機協同拒止3架電子偵察機時，無干擾（干擾無效）噪聲干擾條件下電子偵察機截獲概率隨截獲時間變化情況如圖5所示。由圖5可知，電子偵察機截獲概率隨截獲時間的增加而增大，由于干擾天線波束空域掃描增加了窗口數量，同等截獲概率時干擾條件下截獲時間明顯增長。若截獲概率要達到 90% ，噪聲干擾條件下截獲時間是無干擾時的約1.5倍。

當拒止目標（電子偵察機）數量分別為2、3、5時，電子偵察機截獲概率隨截獲時間變化情況如圖6所示。

由圖6可知，干擾效果隨電子偵察機數量增多而變差，電子偵察機數量越多，干擾天線波束空域掃描周期越長，對同一電子偵察機干擾間隔時間越長，相同時間下雷達被截獲的概率就越高。當主要威脅方向或重點威脅區域電子偵察機數量較多時，應增加干擾機數量、減小雷達輻射功率和掃描周期，以降低被截獲概率。

3 結束語

隨著電子對抗偵察裝備技術的迅速發展，輻射控制、低截獲概率等傳統反電子偵察技術手段面臨效果下降、靈活性不足等挑戰，雷達及其搭載平臺面臨的電子偵察威脅越來越嚴峻，反電子偵察需求也越來越緊迫。在美軍電磁頻譜作戰概念深度實踐情況下，美海軍勢必更加重視艦機協同電磁拒止的理論研究和實踐運用，更加注重水面艦艇與有人機/無人機協同對抗電子偵察威脅。艦機協同電磁拒正反電子偵察作為一種分布式協同電子戰的典型應用，能夠有效拓展電子干擾運用范疇，為提升水面艦艇反電子偵察效能提供了新的方法手段，必將在未來海上協同電子戰中得到廣泛運用。

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（責任編輯：許韋韋）