美軍“低至零功率作戰(zhàn)”概念發(fā)展探析

陳軍燕，李 琪，廖龍文，曾 鵬

（西北核技術(shù)研究所，陜西 西安710024）

0 引言

現(xiàn)代戰(zhàn)爭高度依賴電磁頻譜,在任何沖突中都需要控制電磁頻譜才能制勝。為爭奪戰(zhàn)場電磁頻譜優(yōu)勢，破解反介入/區(qū)域拒止（A2/AD）困局、達(dá)成新的抵消戰(zhàn)略，美軍推出電磁頻譜戰(zhàn)新理念，從作戰(zhàn)理論到裝備技術(shù)進(jìn)行了深入探索，作戰(zhàn)系統(tǒng)和裝備的更新速度、質(zhì)量和規(guī)模均處于世界領(lǐng)先水平，迅猛發(fā)展成為引領(lǐng)新一輪軍事理論和技術(shù)創(chuàng)新的新寵。近年來，美國發(fā)布的多份公開報告均強(qiáng)調(diào)要重視發(fā)展直戳要害的電磁頻譜戰(zhàn)技術(shù)和能力。

1 電磁頻譜戰(zhàn)概述

電磁頻譜是現(xiàn)代戰(zhàn)爭最重要的作戰(zhàn)域之一，是指整個電磁輻射頻率范圍，由以頻率和波長為特征的振蕩電場和磁場組成，其特征主要有物理性、普遍性、約束性和動態(tài)性。從表1 可以看出，隨著電磁發(fā)射器越來越密集，手機(jī)和無線互聯(lián)網(wǎng)供應(yīng)商等無數(shù)利益集團(tuán)也在不斷擴(kuò)大電磁頻譜足跡，當(dāng)前美國軍用頻譜資源不斷受到蠶食；且民間和軍隊電磁頻譜的壞死用日漸增多、電磁作戰(zhàn)環(huán)境擁堵和電磁頻譜威脅也日漸增長，如圖1 所示[1]。

通過近10 年的努力，美軍基本建立了由“電磁頻譜戰(zhàn)-聯(lián)合電磁頻譜作戰(zhàn)-軍種電磁頻譜作戰(zhàn)-部隊電磁頻譜戰(zhàn)斗與管理”，從宏觀到微觀、從抽象到具體、從戰(zhàn)略戰(zhàn)役到技術(shù)的概念體系；也符合了美軍作戰(zhàn)概念研發(fā)的規(guī)律，首先是頂層作戰(zhàn)概念，其次是聯(lián)合作戰(zhàn)概念，下一層是軍兵種作戰(zhàn)概念，最低層是裝備作戰(zhàn)使用概念，逐級形成，提供支撐。

2 “低至零功率”作戰(zhàn)

在過去100 多年以來，電磁頻譜戰(zhàn)主要經(jīng)歷了3個階段，即有源網(wǎng)絡(luò)與無源對抗措施的競爭，有源對抗措施的競爭以及隱身和低功率網(wǎng)絡(luò)的競爭。在此基礎(chǔ)上，2015 年12 月，美國戰(zhàn)略與預(yù)算評估中心（CSBA）發(fā)布了名為《電波制勝：重拾美國在電磁頻譜領(lǐng)域的主宰地位》的研究報告，明確提出了“電磁頻譜戰(zhàn)”（EMSW）的概念，認(rèn)為今后的電磁頻譜戰(zhàn)將是“低至零功率作戰(zhàn)”[2]。

表1 美國138～4 500 MHz 電磁頻譜使用示意圖

圖1 擁塞和競爭的電磁頻譜

1）作戰(zhàn)思想

“低至零功率”作戰(zhàn)的核心思想有2 方面。第一，利用“低至零功率”手段對抗敵方無源和有源傳感器，即利用低功率或無源探測手段提高探測敵方目標(biāo)的可能性；第二，利用低截獲概率或低探測概率（LPI/LPD）的傳感器和通信方式降低被敵方探測的概率，即利用低功率手段降低被敵方探測的可能性，并最大化發(fā)揮“零功率”無源探測手段的探測效能。當(dāng)前，“低至零功率”電磁頻譜戰(zhàn)理念已經(jīng)滲透進(jìn)美軍正在研制的典型作戰(zhàn)系統(tǒng)，如美海軍集成火控-防控系統(tǒng)（NIFC-CA）、集群無人機(jī)作戰(zhàn)系統(tǒng)、穿透型協(xié)同制空系統(tǒng)（如：穿透型制空戰(zhàn)斗機(jī)、穿透型電子戰(zhàn)機(jī)）、防區(qū)外打擊系統(tǒng)（如：武庫機(jī)）。

2）作戰(zhàn)模式

美軍目前正采用“輻射控制”措施和隱身技術(shù)努力降低平臺的射頻特征，為了突防進(jìn)入拒止和對抗區(qū)域，還要降低平臺的光電和紅外特征，提高平臺的生存概率。重要的是，降低信號特征還應(yīng)由無源或低功率有源探測和對抗措施提供補(bǔ)充，進(jìn)一步從多手段上隱蔽信號特征或保證以低功率形成更加逼真的假目標(biāo)和其它有效的干擾?！暗椭亮愎β省彪姶蓬l譜戰(zhàn)正是基于這一思想設(shè)計的作戰(zhàn)模式。

①運用被動或多基地探測能力探測敵方部隊，同時規(guī)避敵方主動和被動傳感器的探測。

如圖2 所示，要驅(qū)使敵人（紅色飛機(jī)、艦船）主動向外輻射電磁波，從而對其進(jìn)行探測和定位，可通過使用己方的一次性或無人雷達(dá)輻射源向目標(biāo)輻射電磁信號，或使用激光雷達(dá)或多基地激光對其進(jìn)行照射，對其反射的電磁波進(jìn)行無源接收，通過三角測量隊輻射源進(jìn)行無源定位。

如圖3 所示，通過機(jī)會電磁輻射源，如通信系統(tǒng)、電視或無線電廣播，無源系統(tǒng)接收到目標(biāo)受到機(jī)會電磁輻射源照射后反射的信號，對目標(biāo)進(jìn)行監(jiān)視。由于敵方采取輻射控制（功率、頻譜管控），沒有明顯反射特征的目標(biāo)，可利用多部聯(lián)網(wǎng)的接收機(jī)來融合和評估潛在的目標(biāo)。

圖2 無源與多基地探測概念圖

圖3 無源定位概念圖

②在敵遂行“反介入/區(qū)域拒止”（A2/AD）作戰(zhàn)活動時，利用強(qiáng)輻射控制或低功率反制措施規(guī)避探測。

如圖4 所示，為降低敵無源傳感器的靈敏度，可以使用在射頻頻譜內(nèi)發(fā)射低功率干擾聲（可以采用數(shù)字射頻存儲技術(shù)）的無人裝置或投擲式載荷，或者使用低功率激光裝置來迷惑敵方光電/紅外傳感器。與低截獲概率/低探測概率通信鏈聯(lián)網(wǎng)后，這些無人裝置上的電磁頻譜戰(zhàn)系統(tǒng)將會覆蓋更廣泛的各種地理和電磁頻譜區(qū)域，并能自動適應(yīng)敵方傳感器的行為。

③無源定位引導(dǎo)攻擊。

2013 年，美海軍在“艦隊試驗-13”試驗中，利用EA-18G 在不使用雷達(dá)的情況下，通過電子偵察和數(shù)據(jù)鏈對移動戰(zhàn)艦實施精確跟蹤并引導(dǎo)導(dǎo)彈攻擊。美軍高度重視無源目標(biāo)瞄準(zhǔn)技術(shù)在射頻拒止環(huán)境中的應(yīng)用，在未來充滿強(qiáng)干擾的作戰(zhàn)環(huán)境中，電子戰(zhàn)無源系統(tǒng)將成為作戰(zhàn)平臺和武器系統(tǒng)的主導(dǎo)要素，成為目標(biāo)指示、攻擊引導(dǎo)的主要裝備。

如圖5 所示，2 架EA-18G 電子戰(zhàn)飛機(jī)和1 架E-2D預(yù)警機(jī)對敵方雷達(dá)輻射源進(jìn)行協(xié)同定位，利用EA-18G 機(jī)上的ALQ-218 接收機(jī)和E-2 的飛機(jī)上的ESM 系統(tǒng)測量信號到達(dá)的時差，精確解算出輻射源的位置，對輻射源形成武器級的跟蹤數(shù)據(jù)，并通過“戰(zhàn)術(shù)目標(biāo)瞄準(zhǔn)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)”（TTNT）或Link15 數(shù)據(jù)鏈分發(fā)給攻擊集群對目標(biāo)實施打擊。EA-18G 和E-2D 飛機(jī)具備的無源定位引導(dǎo)武器打擊的能力極大地拓展了雷達(dá)對抗系統(tǒng)的任務(wù)領(lǐng)域。

圖4 對付無源和有源傳感器的手段

圖5 EA-18G 無源定位攻擊示意圖

從以上作戰(zhàn)模式可以提煉出“低至零功率”電磁頻譜戰(zhàn)的關(guān)鍵環(huán)節(jié)有[3]：

①利用“低至零功率”手段對抗敵方無源和有源傳感器，降低敵方搜索與目標(biāo)瞄準(zhǔn)傳感器性能；

②利用低截獲概率或低探測概率傳感器和通信方式降低被探測概率；

③使用小型投擲式無人機(jī)、導(dǎo)彈和巡飛彈，提高美軍武器到達(dá)目標(biāo)的能力，進(jìn)行使能規(guī)模更小、更精確的攻擊齊射。

為了對抗“低至零功率”電磁頻譜戰(zhàn)，必須對其關(guān)鍵環(huán)節(jié)實施對抗：

①要對抗“低至零功率”探測手段，絕對不能實施電磁輻射，對抗的關(guān)鍵點是：具備“低至零功率”電磁戰(zhàn)斗管理/對抗能力、快速威脅目標(biāo)認(rèn)知能力；

②針對低截獲概率或低探測概率傳感器和通信方式，對抗的關(guān)鍵節(jié)點是：具備快速識別威脅并電子干擾的能力、通過擾亂局部電磁場降低傳感器性能能力、直接損壞傳感器能力；

③針對使能規(guī)模更小、更精確的攻擊齊射，對抗的關(guān)鍵點是：具備“無線彈藥”、同時多目標(biāo)快速攔截能力。

雖然“低至零功率作戰(zhàn)”的作戰(zhàn)設(shè)想比較理想，但是如果沒有完備的與之發(fā)展相適應(yīng)的作戰(zhàn)能力保障，就無法充分發(fā)揮其作戰(zhàn)效果。

3 下一步可能的發(fā)展計劃[4]

美國戰(zhàn)略與預(yù)算評估中心（CSBA）于2019 年11月發(fā)布了《制勝無形之戰(zhàn)：獲取美國在電磁頻譜的持續(xù)性優(yōu)勢》的報告，給出了美軍未來電磁頻譜戰(zhàn)的發(fā)展建議。

1）實施基于機(jī)動性和復(fù)雜性的新型作戰(zhàn)概念，實現(xiàn)對電磁頻譜作戰(zhàn)的充分利用，美國國防部應(yīng)該采用新的作戰(zhàn)方法，強(qiáng)調(diào)機(jī)動性來利用潛在對手力量設(shè)計和指控方面的漏洞。當(dāng)前的作戰(zhàn)概念主要是將電子戰(zhàn)用作提高生存能力的補(bǔ)救手段，而將電磁頻譜作戰(zhàn)用于實現(xiàn)協(xié)調(diào)和感知。

①美國國防部應(yīng)該尋求更加靈活、彈性的新型作戰(zhàn)概念來對抗中國軍隊的戰(zhàn)斗和指控方式；

②美軍可以利用電磁頻譜機(jī)動戰(zhàn)來實現(xiàn)跨域影響，提升美軍的自適應(yīng)性以及提升敵方應(yīng)對的復(fù)雜性，如圖6 所示；

③利用“殺傷網(wǎng)”概念來對抗敵方體系；

④通過“場景為中心”（Context-centric）指控與通信能力來替代傳統(tǒng)上以“網(wǎng)絡(luò)為中心”的指控與通信能力，進(jìn)而降低通信中斷帶來的影響，如圖7 所示。

2）更多地采用基于機(jī)遇的創(chuàng)新，而非基于需求的創(chuàng)新。

美國國防部應(yīng)尋求能力開發(fā)方法，提高引入民用技術(shù)的能力，加快新的電磁頻譜作戰(zhàn)技術(shù)向系統(tǒng)轉(zhuǎn)化，這種創(chuàng)新方法如圖8 所示。這可使美軍能夠挖掘認(rèn)知化、自適應(yīng)、網(wǎng)絡(luò)化和多功能電磁頻譜作戰(zhàn)系統(tǒng)的潛力。

圖6 電磁頻譜內(nèi)的機(jī)動方法

圖7 以場景為中心的指揮、控制和通信示意圖

圖8 國防部將研發(fā)的創(chuàng)新式流程

3）在電磁頻譜內(nèi)實施機(jī)動戰(zhàn)。

由于美軍的平臺具有移動性特點，因此缺乏用于大型高增益無源接收機(jī)的空間，美國平臺和部隊編隊使用有源雷達(dá)和干擾機(jī)來實現(xiàn)防空或快速發(fā)現(xiàn)和目標(biāo)敵軍所需的距離、精度和響應(yīng)能力。然而，主動輻射電磁信號會讓美軍更容易被敵方的廣域信號情報和電子支援系統(tǒng)感知到。美軍的遠(yuǎn)征性質(zhì)也使得中國和俄羅斯通過特定區(qū)域控守的方式來“守株待兔”。因此，美軍應(yīng)通過如下幾種方式來實現(xiàn)電磁頻譜內(nèi)的機(jī)動作戰(zhàn)。

①向高性能無源感知能力和多基地感知能力轉(zhuǎn)型。美軍應(yīng)打造一個框架，評估何時何地應(yīng)該使用有源、無源或多基地電子戰(zhàn)和電磁頻譜作戰(zhàn)能力，此時，美軍應(yīng)將實現(xiàn)電磁頻譜優(yōu)勢作為目標(biāo)，而不是將縮短個體能力差距為目標(biāo)。

②將電磁頻譜視作一個作戰(zhàn)域。為了獲得電磁頻譜優(yōu)勢，美國國防部應(yīng)該將電磁頻譜作為一個作戰(zhàn)域，與陸、海、空、天、賽博空間一樣，這種視角比單獨創(chuàng)造一個泛泛而談的“信息域”更合適。

③在電磁頻譜中實施機(jī)動戰(zhàn)。作為一個作戰(zhàn)域，電磁頻譜應(yīng)能夠支持機(jī)動戰(zhàn)而非消耗戰(zhàn)的實施，當(dāng)前電磁頻譜作戰(zhàn)就是一種消耗戰(zhàn)。

4 結(jié)束語

建立電磁頻譜優(yōu)勢是未來高技術(shù)戰(zhàn)爭中取得作戰(zhàn)優(yōu)勢的關(guān)鍵要素，美軍近年來采取了一系列實際行動，大力推進(jìn)電磁頻譜戰(zhàn)的發(fā)展。這些行動應(yīng)引起高度重視，迫切要求必須快速、有力地發(fā)展電磁空間的攻防作戰(zhàn)能力，在電磁空間這一關(guān)鍵作戰(zhàn)域取得優(yōu)勢地位，為在新世紀(jì)“能打仗、打勝仗”提供保障。■