大型機(jī)載SIGINT系統(tǒng)的任務(wù)、設(shè)計(jì)原則及技術(shù)體制探析

方加云，蔣盤林

(中國(guó)電子科技集團(tuán)公司第三十六研究所，浙江 嘉興 314033)

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大型機(jī)載SIGINT系統(tǒng)的任務(wù)、設(shè)計(jì)原則及技術(shù)體制探析

方加云，蔣盤林

(中國(guó)電子科技集團(tuán)公司第三十六研究所，浙江 嘉興 314033)

簡(jiǎn)要敘述了大型機(jī)載SIGINT飛機(jī)在現(xiàn)代戰(zhàn)爭(zhēng)中的主要任務(wù)，歸納給出了機(jī)載SIGINT系統(tǒng)的設(shè)計(jì)原則，并在分析外軍現(xiàn)役機(jī)載SIGINT系統(tǒng)技術(shù)特點(diǎn)的基礎(chǔ)上，提出了大型機(jī)載SIGINT系統(tǒng)的功能結(jié)構(gòu)和技術(shù)體制，為深入研究提供參考。

信號(hào)情報(bào)偵察；機(jī)載SIGINT系統(tǒng)；功能結(jié)構(gòu)；技術(shù)體制

0 引言

大型機(jī)載SIGINT系統(tǒng)是未來(lái)戰(zhàn)爭(zhēng)中的關(guān)鍵情報(bào)資源，擔(dān)負(fù)著為戰(zhàn)略、戰(zhàn)役(戰(zhàn)區(qū))各級(jí)指揮決策、軍事和非軍事行動(dòng)提供及時(shí)而又準(zhǔn)確的情報(bào)支援任務(wù)，是未來(lái)數(shù)字化戰(zhàn)場(chǎng)上奪取全譜戰(zhàn)斗空間信息優(yōu)勢(shì)的核心組成之一。近年來(lái)經(jīng)過(guò)網(wǎng)絡(luò)使能能力的升級(jí)改進(jìn)以及模塊化開放式系統(tǒng)結(jié)構(gòu)的采用，并不斷地根據(jù)作戰(zhàn)需求的發(fā)展變化插入現(xiàn)代化技術(shù)，這些大型機(jī)載SIGINT系統(tǒng)已能夠直接用于支援各類戰(zhàn)術(shù)作戰(zhàn)行動(dòng)，極大地縮短了殺傷鏈的響應(yīng)時(shí)間，提高了對(duì)數(shù)字化戰(zhàn)場(chǎng)上機(jī)動(dòng)目標(biāo)、時(shí)敏目標(biāo)和高威脅目標(biāo)的精確打擊作戰(zhàn)效能。

本文簡(jiǎn)要敘述了大型機(jī)載SIGINT飛機(jī)在現(xiàn)代戰(zhàn)爭(zhēng)中的主要任務(wù)，歸納給出了機(jī)載SIGINT系統(tǒng)的設(shè)計(jì)原則，并在分析外軍現(xiàn)役機(jī)載SIGINT系統(tǒng)技術(shù)特點(diǎn)的基礎(chǔ)上，提出了大型機(jī)載SIGINT系統(tǒng)的功能結(jié)構(gòu)和技術(shù)體制，以為深入研究提供一定的參考。

1 大型機(jī)載SIGINT系統(tǒng)的主要任務(wù)

大型機(jī)載SIGINT系統(tǒng)一般都用于執(zhí)行下列三大主要任務(wù)：

1)戰(zhàn)略情報(bào)收集任務(wù)

大型機(jī)載SIGINT系統(tǒng)必須充分利用其平臺(tái)的長(zhǎng)航時(shí)和持久特性，將戰(zhàn)略情報(bào)收集任務(wù)的覆蓋范圍向戰(zhàn)略縱深乃至全球范圍拓展，形成以遠(yuǎn)為主，遠(yuǎn)、中、近兼顧的戰(zhàn)略預(yù)警與情報(bào)、監(jiān)視、偵察(ISR)體系格局。大型機(jī)載SIGINT系統(tǒng)的情報(bào)收集重點(diǎn)是與國(guó)外人員、位置、事件和活動(dòng)有關(guān)的源情報(bào)信息、癥候情報(bào)信息、站點(diǎn)位置信息、新威脅情報(bào)信息和個(gè)體特征信息等，用以為國(guó)家戰(zhàn)略、政策和規(guī)劃計(jì)劃的制定提供相對(duì)廣度和深度的情報(bào)支援，通過(guò)提供精確、及時(shí)和預(yù)兆性的情報(bào)信息，使得高層決策者能夠在危機(jī)發(fā)生之前或者在危機(jī)發(fā)生之時(shí)作出正確的決策并采取恰當(dāng)?shù)男袆?dòng)。

2)實(shí)時(shí)戰(zhàn)區(qū)全譜態(tài)勢(shì)感知任務(wù)

大型機(jī)載SIGINT系統(tǒng)的另外一個(gè)重要任務(wù)就是要實(shí)時(shí)地提供戰(zhàn)區(qū)范圍內(nèi)統(tǒng)一的全譜戰(zhàn)斗空間電磁態(tài)勢(shì)和戰(zhàn)場(chǎng)作戰(zhàn)態(tài)勢(shì)，通過(guò)掌握敵方所依賴的關(guān)鍵作戰(zhàn)要素的部署使用情況及其薄弱環(huán)節(jié)的支援作戰(zhàn)任務(wù)，為作戰(zhàn)指揮中心、作戰(zhàn)指揮官的指揮決策、作戰(zhàn)計(jì)劃制定和作戰(zhàn)部隊(duì)有效實(shí)施各類作戰(zhàn)行動(dòng)提供所必需的情報(bào)信息和統(tǒng)一作戰(zhàn)圖像，以最終達(dá)成“先知、先覺、先行和制勝”的作戰(zhàn)目標(biāo)。

自從海灣戰(zhàn)爭(zhēng)以來(lái)，戰(zhàn)場(chǎng)上各類作戰(zhàn)行動(dòng)對(duì)戰(zhàn)術(shù)情報(bào)的要求愈來(lái)愈迫切，對(duì)情報(bào)信息質(zhì)量的要求也越來(lái)越高。因此，對(duì)威脅目標(biāo)精確跟蹤與標(biāo)定的戰(zhàn)術(shù)戰(zhàn)場(chǎng)監(jiān)視任務(wù)已經(jīng)成為大型機(jī)載SIGINT系統(tǒng)又一個(gè)核心任務(wù)。當(dāng)它們被用于直接支援戰(zhàn)術(shù)戰(zhàn)場(chǎng)作戰(zhàn)行動(dòng)時(shí)，大型機(jī)載SIGINT系統(tǒng)必須能夠?yàn)閼?zhàn)術(shù)作戰(zhàn)指揮員、作戰(zhàn)部隊(duì)乃至作戰(zhàn)人員提供戰(zhàn)術(shù)作戰(zhàn)任務(wù)計(jì)劃制定或更新、戰(zhàn)術(shù)威脅告警、目標(biāo)跟蹤與標(biāo)定(特別是對(duì)時(shí)敏目標(biāo)、運(yùn)動(dòng)目標(biāo)和高威脅目標(biāo)的發(fā)現(xiàn)、跟蹤和標(biāo)定)、精確火力引導(dǎo)等提供實(shí)時(shí)情報(bào)支援，以及實(shí)時(shí)的威脅評(píng)估或作戰(zhàn)效果評(píng)估等情報(bào)信息。這是下一代SIGINT飛機(jī)的主要作戰(zhàn)使命任務(wù)，也是開發(fā)和研制下一代SIGINT飛機(jī)的最根本目標(biāo)。

2 大型機(jī)載SIGINT系統(tǒng)的主要設(shè)計(jì)原則

在現(xiàn)代化作戰(zhàn)環(huán)境、威脅環(huán)境和電磁環(huán)境條件下，大型機(jī)載SIGINT系統(tǒng)的設(shè)計(jì)首先應(yīng)該考慮滿足各種各樣的作戰(zhàn)需求，適應(yīng)各種各樣的環(huán)境，以面向多樣化作戰(zhàn)任務(wù)、面向動(dòng)態(tài)變化和新興威脅以及面向作戰(zhàn)效果和能力為最根本的設(shè)計(jì)目標(biāo)，研究并開展機(jī)載SIGINT系統(tǒng)的設(shè)計(jì)，使得所設(shè)計(jì)的機(jī)載SIGINT系統(tǒng)具有先進(jìn)的技術(shù)水平、功能性能和生存力。根據(jù)以上對(duì)大型機(jī)載SIGINT系統(tǒng)作戰(zhàn)任務(wù)的簡(jiǎn)要描述，其設(shè)計(jì)必須遵循以下設(shè)計(jì)原則：1)互操作性達(dá)最大化的原則；2)重復(fù)開發(fā)達(dá)最小化的原則；3)采用軟件重構(gòu)結(jié)構(gòu)以適應(yīng)新作戰(zhàn)需求的原則；4)采用模塊化開放式系統(tǒng)體系結(jié)構(gòu)來(lái)提高和擴(kuò)展系統(tǒng)能力的原則；5)面向服務(wù)的多傳感器異構(gòu)數(shù)據(jù)與關(guān)聯(lián)情報(bào)融合處理的原則；6)能夠充分利用民用、貨架化先進(jìn)技術(shù)和標(biāo)準(zhǔn)的原則；7)按照具體的任務(wù)和平臺(tái)類型優(yōu)化功能配置的原則；8)能夠向上兼容以及與傳統(tǒng)系統(tǒng)相互接口工作的原則；9)采用合適的交叉域傳感器插入提示機(jī)理，最大化提高系統(tǒng)整體能力的原則；10)多平臺(tái)組網(wǎng)、協(xié)同與同步工作的原則。

3 外軍現(xiàn)役機(jī)載SIGINT系統(tǒng)的技術(shù)特點(diǎn)

外軍現(xiàn)役空間、機(jī)載、地面和海上(包括水下)SIGINT資源已經(jīng)形成了一個(gè)功能完善且全球覆蓋的網(wǎng)絡(luò)，多平臺(tái)、多系統(tǒng)、多網(wǎng)絡(luò)立體交叉、有源、無(wú)源多種偵察手段復(fù)合的遠(yuǎn)距離、大縱深、全天候的綜合SIGINT系統(tǒng)已經(jīng)成為現(xiàn)代化戰(zhàn)場(chǎng)上奪取信息優(yōu)勢(shì)的核心保障。在這個(gè)體系中，空基已經(jīng)成為構(gòu)建網(wǎng)絡(luò)中心作戰(zhàn)能力的重點(diǎn)平臺(tái)(包括有人與無(wú)人)和重要節(jié)點(diǎn)。其中最為典型的代表就是美軍現(xiàn)役RC-135系列信號(hào)情報(bào)飛機(jī)(如RC-135 S/U/V/W/X型)、RC-12“護(hù)欄”通用傳感器信號(hào)情報(bào)飛機(jī)、EP-3E“白羊座”II電子偵察飛機(jī)、ES-3A“影子”電子偵察飛機(jī)、RQ-4“全球鷹”一體化ISR無(wú)人機(jī)、HAV304長(zhǎng)航時(shí)多情報(bào)偵察飛艇(LEMV)等。下面將以美軍RC-12、RC-135和EP-X三型信號(hào)情報(bào)偵察飛機(jī)為例來(lái)說(shuō)明大型機(jī)載SIGINT系統(tǒng)的技術(shù)特點(diǎn)。

美軍新型RS-12S信號(hào)情報(bào)飛機(jī)，它是在原有RC-12“護(hù)欄”飛機(jī)任務(wù)載荷系統(tǒng)的基礎(chǔ)上通過(guò)執(zhí)行一項(xiàng)現(xiàn)代化系統(tǒng)集成計(jì)劃(GMSI)而產(chǎn)生的。其中最主要的新增設(shè)備和能力包括小型化通信高精度定位子系統(tǒng)(CHALS-C)、包含新型通信情報(bào)傳感器子系統(tǒng)的增強(qiáng)型態(tài)勢(shì)感知設(shè)備(ESA)、旨在提高低截獲概率信號(hào)等特殊信號(hào)偵察能力的改進(jìn)型特種信號(hào)接收設(shè)備、新型短波通信情報(bào)設(shè)備、X-MIDAS信號(hào)處理應(yīng)用軟件、新型空對(duì)地?cái)?shù)據(jù)鏈、電子飛行儀表系統(tǒng)座艙(EFIS)等。經(jīng)過(guò)這樣徹底的升級(jí)改造之后，該型飛機(jī)執(zhí)行信號(hào)情報(bào)偵察任務(wù)的整體性能得到了極大提升，能夠更好地發(fā)揮信號(hào)截獲與情報(bào)分析設(shè)備、輔助決策工具的作用，并可經(jīng)由衛(wèi)星數(shù)據(jù)鏈路，為地面站和戰(zhàn)場(chǎng)用戶實(shí)時(shí)地傳輸分發(fā)各種情報(bào)產(chǎn)品或原始數(shù)據(jù)信息。

RC-135屬于特種戰(zhàn)略偵察機(jī)，主要裝備第14空軍師第55戰(zhàn)略偵察機(jī)聯(lián)隊(duì)、阿拉斯加空軍司令部第6戰(zhàn)略偵察機(jī)聯(lián)隊(duì)和駐日本、沖繩的第82戰(zhàn)略偵察機(jī)中隊(duì)。所有RC-135飛機(jī)機(jī)尾都有0F字樣。RC-135有多種改進(jìn)型，包括A、S、U、V、W、X等型，最新型號(hào)為RC-135X，作用各不相同。目前主要使用的是S、U、V、W、X五種型號(hào)，RC-135A為照相偵察型，RC-135S為彈道情報(bào)搜集型，RC-135U為電子通信情報(bào)收集型，RC-135V為電子情報(bào)收集型，RC-135W為電子通信情報(bào)收集型，RC-135X為彈道導(dǎo)彈再入大氣層監(jiān)視型。

從20世紀(jì)60年代末至今，在太平洋地區(qū)，RC-135的主要偵察目標(biāo)是中國(guó)大陸和俄羅斯(前蘇聯(lián))的太平洋海岸。由于性能方面的原因，RC-135通常不深入它國(guó)領(lǐng)空腹地，只在沿海周邊區(qū)域進(jìn)行監(jiān)視活動(dòng)，在外圍搜集雷達(dá)性能、制導(dǎo)系統(tǒng)和通信數(shù)據(jù)，以及輻射情報(bào)，包括探測(cè)和分析來(lái)自電力線和運(yùn)輸汽車的射頻輻射等。最近幾年，為了適應(yīng)信息戰(zhàn)爭(zhēng)的要求，RC-135的偵察能力和情報(bào)傳遞速度都有了較大提高，而且正在從戰(zhàn)略偵察向戰(zhàn)術(shù)偵察轉(zhuǎn)型，已能夠向全球范圍內(nèi)的戰(zhàn)區(qū)指揮官提供實(shí)時(shí)戰(zhàn)略戰(zhàn)術(shù)偵察數(shù)據(jù)。它還可同空軍的E-3、E-8及海軍的指揮艦建立數(shù)據(jù)傳輸網(wǎng)絡(luò)，實(shí)現(xiàn)了偵察機(jī)、預(yù)警機(jī)與空間衛(wèi)星的一體化組網(wǎng)偵察，被美國(guó)空軍視為與新一代軍事偵察衛(wèi)星和遠(yuǎn)程無(wú)人駕駛飛機(jī)并駕齊驅(qū)的美軍21世紀(jì)最重要的信息戰(zhàn)工具。RC-135X是在RC-135S的基礎(chǔ)上改良而成的最新機(jī)種。它除擁有RC-135S類似的任務(wù)和偵察設(shè)備外，還加裝了電子光學(xué)系統(tǒng)，包括更精密更先進(jìn)的遠(yuǎn)距離紅外偵察內(nèi)冷式傳感器、遠(yuǎn)距離激光距離測(cè)量系統(tǒng)和任務(wù)檢驗(yàn)軟件，并且具有在敵方導(dǎo)彈發(fā)射后15s內(nèi)迅速引導(dǎo)己方導(dǎo)彈進(jìn)行攔截的能力，為美國(guó)實(shí)施戰(zhàn)區(qū)導(dǎo)彈防御計(jì)劃提供必要的情報(bào)服務(wù)。

另外一個(gè)典型例子就是美國(guó)海軍正在開展的EP-X項(xiàng)目，其全稱為“岸基多任務(wù)、多情報(bào)/監(jiān)視/偵察和目標(biāo)指示有人駕駛飛機(jī)”，這種新一代大型信號(hào)情報(bào)飛機(jī)既能夠用于戰(zhàn)略情報(bào)的收集，也能夠用于戰(zhàn)場(chǎng)實(shí)時(shí)監(jiān)視與時(shí)敏目標(biāo)的跟蹤和標(biāo)定。雖然在該型飛機(jī)的發(fā)展過(guò)程中遇到重重技術(shù)難題和風(fēng)險(xiǎn)而推遲了進(jìn)度，但是其計(jì)劃發(fā)展目標(biāo)仍然沒有發(fā)生變化。原計(jì)劃要用B737或A320飛機(jī)來(lái)替代現(xiàn)役EP-3E“白羊座-II”渦槳飛機(jī)，并增加“多情報(bào)”能力、增加光電探測(cè)設(shè)備和輔助雷達(dá)(遠(yuǎn)期規(guī)劃將增加合成孔徑雷達(dá)或有源電掃陣列(AESA))，使之具備精確的輻射源和威脅目標(biāo)截獲、定位和目標(biāo)標(biāo)定能力，增強(qiáng)實(shí)時(shí)機(jī)上信號(hào)情報(bào)融合、綜合處理與戰(zhàn)術(shù)分發(fā)能力，以期更好地為航母戰(zhàn)斗群和艦隊(duì)指揮官提供情報(bào)偵察、戰(zhàn)場(chǎng)監(jiān)視和目標(biāo)指示等戰(zhàn)場(chǎng)情報(bào)支援。

概括起來(lái)說(shuō)，上述這些大型機(jī)載SIGINT系統(tǒng)的最主要技術(shù)特點(diǎn)就是：已經(jīng)或正在采用多傳感器綜合、多功能射頻一體化和模塊化開放式體系結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，基本上實(shí)現(xiàn)了軟硬件綜合集成、任務(wù)功能可重構(gòu)、異構(gòu)數(shù)據(jù)可融合及數(shù)據(jù)信息與情報(bào)服務(wù)可共享的目標(biāo)，具備了在戰(zhàn)斗空間中實(shí)時(shí)或準(zhǔn)實(shí)時(shí)全頻譜連續(xù)覆蓋以及快速響應(yīng)新威脅目標(biāo)的先進(jìn)功能性能，確保了為各級(jí)(戰(zhàn)略、戰(zhàn)役和戰(zhàn)術(shù))作戰(zhàn)指揮和作戰(zhàn)行動(dòng)及時(shí)地、準(zhǔn)確地提供所需情報(bào)產(chǎn)品的情報(bào)支援能力，從而極大地提升了作戰(zhàn)部隊(duì)遂行計(jì)劃作戰(zhàn)行動(dòng)和應(yīng)急任務(wù)的作戰(zhàn)能力，換句話說(shuō)，就是增強(qiáng)了機(jī)載SIGINT在現(xiàn)代化戰(zhàn)爭(zhēng)中的核心地位，使得機(jī)載SIGINT系統(tǒng)成為了未來(lái)戰(zhàn)爭(zhēng)真正不可或缺的作戰(zhàn)力量倍增器。

項(xiàng)目片區(qū)選擇要充分考慮對(duì)生態(tài)環(huán)境的影響，嚴(yán)禁在水資源開發(fā)接近限值的地區(qū)規(guī)劃灌溉面積，水資源條件難以滿足或取水對(duì)生態(tài)環(huán)境有明顯影響的項(xiàng)目區(qū)要在論證階段及時(shí)調(diào)整。水資源論證要重點(diǎn)分析項(xiàng)目實(shí)施對(duì)濕地、湖泊和河流等生態(tài)環(huán)境敏感的地區(qū)和生態(tài)環(huán)境脆弱區(qū)的影響，科學(xué)評(píng)價(jià)同一水文地質(zhì)單元內(nèi)長(zhǎng)期取水后的累積影響和連續(xù)枯水年份地下水的保證程度和風(fēng)險(xiǎn)分析，按照水功能區(qū)納污能力控制管理要求，合理分析項(xiàng)目退水可能引發(fā)的地表水體和地下水體污染以及面源污染威脅等，防止出現(xiàn)生態(tài)環(huán)境問題和生態(tài)災(zāi)難。

4 大型機(jī)載SIGINT系統(tǒng)的功能結(jié)構(gòu)和技術(shù)體制

4.1 大型機(jī)載SIGINT系統(tǒng)的現(xiàn)狀

機(jī)載SIGINT系統(tǒng)最主要也是最大量使用的傳感器就是射頻傳感器，另外還有針對(duì)各種特定目標(biāo)的專用傳感器，如SAR雷達(dá)、運(yùn)動(dòng)目標(biāo)指示器(MTI)雷達(dá)等。射頻傳感器主要用來(lái)收集信號(hào)情報(bào)(包括通信情報(bào)和非通信電子情報(bào))，而專用傳感器指的是在作戰(zhàn)環(huán)境中能夠探測(cè)、分類、識(shí)別并定位軍用監(jiān)視系統(tǒng)、武器系統(tǒng)和通信鏈路中射頻輻射源所發(fā)射信號(hào)或通道中傳輸數(shù)據(jù)流以及輻射源地理位置的系統(tǒng)。

現(xiàn)代化機(jī)載SIGINT系統(tǒng)實(shí)際上是由傳統(tǒng)的、功能獨(dú)立的多種功能子系統(tǒng)有機(jī)地組合在一起形成的一個(gè)綜合系統(tǒng)，其中主要包括通信情報(bào)、雷達(dá)情報(bào)、光電/紅外情報(bào)和近年來(lái)新出現(xiàn)的賽博情報(bào)等功能子系統(tǒng)。應(yīng)特別指出的是，在實(shí)際應(yīng)用時(shí)，賽博情報(bào)偵察子系統(tǒng)的大部分功能都與通信情報(bào)偵察子系統(tǒng)的差不多，只是在重點(diǎn)提取的數(shù)據(jù)、采用的處理方法、獲得的情報(bào)結(jié)果等方面存在明顯不同。例如，通信情報(bào)的重點(diǎn)就是要檢測(cè)和獲取目標(biāo)信號(hào)的頻率、波形以及通信輻射源的地理位置數(shù)據(jù)等技術(shù)參數(shù)，以便為后續(xù)實(shí)施的電子信息作戰(zhàn)行動(dòng)提供支援，或者通過(guò)解譯這些信號(hào)中所包含的實(shí)際信息而獲取真實(shí)情報(bào)，為指揮決策提供支持；除了上述獲取威脅目標(biāo)信號(hào)的技術(shù)參數(shù)和特征參數(shù)等功能之外，賽博情報(bào)還有一個(gè)不同的重點(diǎn)功能就是通過(guò)采用新型的目標(biāo)模型和算法對(duì)所截獲和檢測(cè)到的威脅目標(biāo)信號(hào)進(jìn)行關(guān)聯(lián)處理，以獲取和識(shí)別與這些威脅目標(biāo)信號(hào)相關(guān)聯(lián)的網(wǎng)絡(luò)的關(guān)鍵節(jié)點(diǎn)、網(wǎng)絡(luò)拓?fù)?、?shù)據(jù)傳輸協(xié)議、業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)流、網(wǎng)絡(luò)運(yùn)行與管理等技術(shù)參數(shù)或情報(bào)信息，從而為后續(xù)實(shí)施的電子攻擊、信息攻擊、網(wǎng)絡(luò)攻擊或精確火力打擊提供支援。但是，這些功能基本上與通信情報(bào)的功能相同。正是基于這一理由，本文將機(jī)載賽博情報(bào)偵察子系統(tǒng)歸入通信信號(hào)情報(bào)偵察子系統(tǒng)的主要功能中一并描述。

4.2 大型機(jī)載SIGINT系統(tǒng)的功能結(jié)構(gòu)與技術(shù)體制

由于機(jī)載SIGINT系統(tǒng)的主要作戰(zhàn)對(duì)象——雷達(dá)輻射源和通信輻射源在所發(fā)射的信號(hào)波形特征方面還存在本質(zhì)區(qū)別，所以，機(jī)載SIGINT系統(tǒng)使用的射頻傳感器和接收機(jī)無(wú)論是在技術(shù)體制還是在使用的接收技術(shù)、采用的操作方式等方面都存在很大的不同。比如，傳統(tǒng)的雷達(dá)偵察接收機(jī)有雷達(dá)告警接收機(jī)(RWR)、雷達(dá)電子支援措施(ESM)接收機(jī)和電子情報(bào)(ELINT)接收機(jī)，這些接收機(jī)可以采用超外差(SH)、瞬時(shí)測(cè)頻(IFR)、晶體視頻(CVR)、信道化等技術(shù)體制；而傳統(tǒng)的通信偵察接收機(jī)則包括通信電子支援測(cè)量(CESM)或通信情報(bào)(COMINT)接收機(jī)，同樣也可以采用不同的技術(shù)體制，如超外差、信道化等技術(shù)體制。但是，一系列新興技術(shù)成果的日益廣泛應(yīng)用，如射頻數(shù)字化、高速信號(hào)處理、軟件無(wú)線電等新技術(shù)成果，使得機(jī)載SIGINT平臺(tái)同時(shí)截獲、接收通信輻射源和非通信輻射源(如雷達(dá)、敵我識(shí)別)所發(fā)射、輻射、反射的各種電磁信號(hào)，精確地檢測(cè)其特征技術(shù)參數(shù)，進(jìn)而形成一種基于模塊化和開放式系統(tǒng)體系結(jié)構(gòu)的新型綜合一體化射頻頻譜傳感器和陣列接收與處理技術(shù)體制成為可能。

圖1 美軍和北約的新一代ISR飛機(jī)的情報(bào)收集傳感器一體化體系結(jié)構(gòu)系統(tǒng)視圖

圖2 現(xiàn)代化機(jī)載SIGINT系統(tǒng)的技術(shù)體制和功能結(jié)構(gòu)框圖

長(zhǎng)期以來(lái)，空中信號(hào)情報(bào)偵察平臺(tái)搭載的SIGINT系統(tǒng)一般都是獨(dú)立功能的專用電子偵察設(shè)備，如通信信號(hào)、雷達(dá)信號(hào)、非通信信號(hào)等偵察設(shè)備及輻射源測(cè)向定位設(shè)備。隨著數(shù)字化技術(shù)的飛速發(fā)展和寬帶、高速信號(hào)處理器件的廣泛應(yīng)用，如高精度ADC/DAC、FPGA、DSP等，上述信號(hào)情報(bào)偵察功能能夠有機(jī)地綜合在一個(gè)平臺(tái)上或一個(gè)多功能系統(tǒng)中，形成一個(gè)完全能夠適應(yīng)現(xiàn)代化戰(zhàn)場(chǎng)電磁信號(hào)環(huán)境的綜合一體化信號(hào)情報(bào)偵察系統(tǒng)。這種新型的綜合信號(hào)情報(bào)偵察系統(tǒng)通過(guò)產(chǎn)品的升級(jí)換代，或者通過(guò)新一代產(chǎn)品的全新設(shè)計(jì)，已經(jīng)成為當(dāng)今航空電子偵察的主要裝備。圖1所示即為美軍和北約的新一代ISR飛機(jī)的情報(bào)收集傳感器一體化體系結(jié)構(gòu)系統(tǒng)視圖[1]，圖2所示即為當(dāng)今世界上最先進(jìn)的機(jī)載SIGINT系統(tǒng)的技術(shù)體制和功能結(jié)構(gòu)框圖[2-3]。

研究結(jié)果表明，采用圖1所示的多傳感器一體化體系結(jié)構(gòu)，可以比使用單一傳感器的信噪比性能提高4～8dB，其數(shù)據(jù)匯聚和識(shí)別所需的時(shí)間降低到原來(lái)的1/10，而其地理位置定位精度則可以提高100多倍。當(dāng)然，這還要依賴于安全保密的寬帶通信系統(tǒng)并采用美國(guó)國(guó)防部的網(wǎng)絡(luò)中心數(shù)據(jù)策略，將數(shù)據(jù)、應(yīng)用、事務(wù)處理加以區(qū)分，并對(duì)所有單元的元數(shù)據(jù)加以標(biāo)識(shí)，以確保這些數(shù)據(jù)在需要時(shí)都是可以看到、可以使用和正好有用。除此之外，還要考慮快速地處理海量傳感器數(shù)據(jù)的能力。

從圖2可以看出，機(jī)載SIGINT系統(tǒng)一般分為三大部分，即天線與射頻前端、超寬帶接收、預(yù)處理與數(shù)字化以及核心處理與情報(bào)生成，根據(jù)需要，可能還會(huì)有一些其它輔助設(shè)備，如系統(tǒng)外的存儲(chǔ)設(shè)備、操作員工作站、時(shí)標(biāo)、導(dǎo)航與輔助數(shù)據(jù)發(fā)生器(在技術(shù)成熟時(shí)，也可以采用嵌入式組件)等。下面將簡(jiǎn)要介紹這三大組成部分的主要功能。

4.2.1 天線與射頻前端

眾所周知，不同類型的電子設(shè)備所使用的電磁頻譜各不相同。例如，戰(zhàn)術(shù)或戰(zhàn)略短波通信頻段為1.5～30 MHz，陸軍戰(zhàn)術(shù)通信頻段為30～88 MHz，地空、空空戰(zhàn)術(shù)通信頻段為225～400 MHz，JTIDS系統(tǒng)工作于UHF頻段，衛(wèi)星通信的主要工作頻段為UHF、C、X、Ku、Ka等波段，戰(zhàn)場(chǎng)偵察雷達(dá)和合成孔徑雷達(dá)大多工作在L、X、Ku、Ka等波段，敵我識(shí)別器的工作頻段是L波段低端，“羅蘭”-C陸基無(wú)線電導(dǎo)航系統(tǒng)的工作頻率為100kHz，衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)的工作頻段為L(zhǎng)波段高端，飛行器測(cè)控系統(tǒng)工作在S、C、Ku、Ka等波段，遙控制導(dǎo)系統(tǒng)工作在S、Ku等波段，主動(dòng)式無(wú)線電尋的制導(dǎo)系統(tǒng)工作在X、Ku、Ka等波段。因此，航空電子偵察所使用的天線與射頻前端必須寬開工作，采用有源相控陣或有源電掃陣列天線及相應(yīng)的寬帶射頻前端覆蓋所有這些射頻頻譜，而且在必要時(shí)，還應(yīng)設(shè)計(jì)有一些專用接收天線專門接收敵我識(shí)別、無(wú)線電導(dǎo)航、測(cè)控鏈路等射頻信號(hào)。所有這些天線或天線陣列可以是全向或定向工作方式，也可以采用波束校準(zhǔn)、干涉儀和旋轉(zhuǎn)式校準(zhǔn)工作方式；射頻前端則主要包括射頻分配轉(zhuǎn)換電路、高、低波段調(diào)諧器等。圖3所示即為機(jī)載高、中波段有源相控陣天線，圖4所示為英國(guó)QinetiQ公司的機(jī)載COMINT/DF任務(wù)載荷系統(tǒng)[4]。

圖3 機(jī)載高、中波段有源相控陣天線

圖4 英國(guó)QinetiQ公司的機(jī)載COMINT/DF偵察載荷系統(tǒng)

4.2.2 超寬帶接收、預(yù)處理與數(shù)字化

現(xiàn)代化機(jī)載信號(hào)情報(bào)偵察載荷系統(tǒng)中的超寬帶接收、預(yù)處理與數(shù)字化部分主要包括可調(diào)式本振頻率合成器、主振蕩器、1-N路下變頻器、中頻分配轉(zhuǎn)換電路、數(shù)字化窄帶/寬帶接收機(jī)/處理器、數(shù)字化中帶寬接收機(jī)/處理器以及時(shí)標(biāo)、導(dǎo)航與輔助數(shù)據(jù)產(chǎn)生器等，也可以使用1-N路超寬帶接收機(jī)構(gòu)建一條直通路徑。這里的接收機(jī)一般由子頻段調(diào)諧器、信道化器和中頻數(shù)字化電路所組成，用以完成射頻信號(hào)的檢測(cè)、解調(diào)和技術(shù)參數(shù)的測(cè)定，最終輸出表征目標(biāo)信號(hào)的結(jié)果數(shù)據(jù)流，作為執(zhí)行后續(xù)多源數(shù)據(jù)綜合、融合與關(guān)聯(lián)處理運(yùn)算任務(wù)的核心處理器的輸入。還應(yīng)該特別指出的是，在這種新型超寬帶接收、預(yù)處理與數(shù)字化電路中，同時(shí)采用了數(shù)字化窄帶、中帶寬和寬帶接收機(jī)/處理器，其目的就是要適應(yīng)動(dòng)態(tài)變化的威脅信號(hào)環(huán)境和不同的信號(hào)情報(bào)偵察任務(wù)，提高頻譜覆蓋率和提取信號(hào)特征技術(shù)參數(shù)的精確性。ELbit系統(tǒng)公司的TSR 2300全數(shù)字化寬帶COMINT接收機(jī)[5]，可搭載在陸(車載)、海(艦載)、空(有人機(jī)和無(wú)人機(jī)載)平臺(tái)上使用，工作頻率范圍20～6000MHz，16個(gè)偵聽信道同時(shí)工作，瞬時(shí)帶寬為40MHz，可選用34個(gè)中頻帶寬。圖5所示為利用D -TA公司標(biāo)準(zhǔn)模塊構(gòu)建的超寬帶SIGINT接收系統(tǒng)。

圖5 利用D -TA公司標(biāo)準(zhǔn)模塊構(gòu)建的超寬帶SIGINT接收系統(tǒng)

4.2.3 核心處理與情報(bào)生成

信號(hào)情報(bào)偵察載荷系統(tǒng)中的核心處理與情報(bào)生成部分主要包括數(shù)據(jù)分配轉(zhuǎn)換電路、核心處理器、系統(tǒng)控制器、數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器、圖形存儲(chǔ)器、情報(bào)產(chǎn)品庫(kù)、服務(wù)器和高速數(shù)據(jù)流網(wǎng)絡(luò)。核心處理器主要承擔(dān)多源、多傳感器數(shù)據(jù)的融合與關(guān)聯(lián)處理，其中包括雷達(dá)情報(bào)、通信情報(bào)、圖形情報(bào)和目標(biāo)情報(bào)的專業(yè)處理部件，它們所生成的情報(bào)產(chǎn)品再經(jīng)融合與關(guān)聯(lián)處理，可以生成目標(biāo)區(qū)域的綜合電磁態(tài)勢(shì)圖像和統(tǒng)一作戰(zhàn)圖像。這些情報(bào)產(chǎn)品可以存儲(chǔ)在情報(bào)產(chǎn)品庫(kù)中，也可以通過(guò)服務(wù)器及其配備的信息分發(fā)網(wǎng)絡(luò)(高速數(shù)據(jù)流網(wǎng)絡(luò))向相關(guān)用戶分發(fā)，或者直接輸送給武器系統(tǒng)，插入提示并引導(dǎo)武器精確打擊。

5 結(jié)束語(yǔ)

大型機(jī)載SIGINT系統(tǒng)必須具備如下能力：一是覆蓋整個(gè)戰(zhàn)區(qū)范圍(有時(shí)甚至?xí)U(kuò)展至更廣域范圍)，提供從技術(shù)情報(bào)到戰(zhàn)術(shù)情報(bào)、從支援情報(bào)到?jīng)Q策情報(bào)的情報(bào)信息支援；二是利用機(jī)載多傳感器獲取的信號(hào)情報(bào)、圖像情報(bào)和其他情報(bào)源，通過(guò)融合與綜合處理，建立整個(gè)戰(zhàn)區(qū)戰(zhàn)斗空間態(tài)勢(shì)感知優(yōu)勢(shì)，并提供威脅目標(biāo)識(shí)別、跟蹤與目標(biāo)標(biāo)定信息支援；三是提供增強(qiáng)的作戰(zhàn)效果評(píng)估能力。大型機(jī)載SIGINT系統(tǒng)只有采用多傳感器一體化體系結(jié)構(gòu)，才能應(yīng)對(duì)日益復(fù)雜的戰(zhàn)場(chǎng)電磁環(huán)境及對(duì)情報(bào)信息越來(lái)越高的作戰(zhàn)需求，從戰(zhàn)略、戰(zhàn)區(qū)和戰(zhàn)術(shù)各個(gè)層面為作戰(zhàn)指揮和作戰(zhàn)行動(dòng)提供及時(shí)而又準(zhǔn)確的情報(bào)支援?！?/p>

[1] Schneider W. Integrating sensor-collected intelligence[R].the Joint Defense Science Board and Intelligence Science Board Task Force, 2008.

[2] 蔣盤林.共享孔徑且可用于賽博戰(zhàn)的下一代干擾機(jī)體系結(jié)構(gòu)[J].通信電子戰(zhàn)，2015(1):13-17.

[3] Northrop Grumman Systems Corporation.Common SIGINT system 4000[EB/OL].2016-06-07.http:∥www.northropgrumman.com.

[4] QinetiQ Ltd.. AS5——ASX airborne SIGINT strategic collection system[EB/OL].2016-06-05.http:∥ www.QinetiQ.com.

[5] Elbit Systems Ltd..TSR 2300——fully digitized wide band COMINT receiver[EB/OL].2016-06-07.http:∥www.elbitsystems.com/elisra.

The missions，design principles and technical architecture of the large airborne signal intelligence reconnaissance system

Fang Jiayun, Jiang Panlin

(No.36 Research Institute of CETC, Jiaxing 314033, Zhejiang, China)

The missions of the airborne signal intelligence (SIGINT) reconnaissance aircrafts in the modern warfare are described first. And then its design principles are summarized. Based on the analysis of the technical features for the foreign airborne SIGINT systems, the functional configuration and technical architectures of the large airborne signal intelligence system are provided. It is a useful reference for the in-depth study.

signal intelligence (SIGINT)；airborne SIGINT system；functional configuration；technical architecture

2016-06-08；2016-09-12修回。

方加云(1966-)，男，研究員，主要研究方向?yàn)橥ㄐ艑?duì)抗系統(tǒng)總體技術(shù)。

TN971+.5

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