關(guān)于電磁頻譜作戰(zhàn)的思考

張澎，張成，管洋陽，楊珂

航空工業(yè)沈陽飛機(jī)設(shè)計(jì)研究所，沈陽 110035

未來戰(zhàn)爭快速走向體系化、信息化、智能化，體系化作戰(zhàn)[1]中通過信息優(yōu)勢(shì)和智能手段加速觀察、判斷、決策和行動(dòng)(OODA)環(huán)運(yùn)行而獲得戰(zhàn)場(chǎng)主動(dòng)權(quán)是戰(zhàn)場(chǎng)博弈的核心?？v觀近代經(jīng)歷的5代戰(zhàn)爭史，如圖1所示，前3代戰(zhàn)爭屬于機(jī)械化戰(zhàn)爭，第4代戰(zhàn)爭是信息時(shí)代的戰(zhàn)爭，第5代戰(zhàn)爭是信息中心戰(zhàn)[2]，而電磁頻譜作為信息的載體是實(shí)現(xiàn)信息化的核心。在第1、2代戰(zhàn)爭中，受制于通信水平，戰(zhàn)場(chǎng)環(huán)境感知與指揮控制能力十分有限，作戰(zhàn)行動(dòng)整體呈現(xiàn)出指控單線式從上到下、作戰(zhàn)空間不廣、兵力分布集中等特點(diǎn)。第3代戰(zhàn)爭中，隨著通信技術(shù)的發(fā)展，戰(zhàn)爭節(jié)奏不斷變化，戰(zhàn)術(shù)的靈活性逐步體現(xiàn)出來。第4代戰(zhàn)爭中，向信息優(yōu)勢(shì)概念的轉(zhuǎn)變是最重要的變革，信息優(yōu)勢(shì)帶來的是作戰(zhàn)行動(dòng)的不可預(yù)測(cè)性與分布式的交戰(zhàn)形態(tài)；第5代戰(zhàn)爭中，信息將成為整個(gè)戰(zhàn)爭爭奪的核心，戰(zhàn)爭的方式將是滲透并破壞敵方的信息網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)，以及如何防護(hù)己方網(wǎng)絡(luò)并在降級(jí)的網(wǎng)絡(luò)下如何繼續(xù)進(jìn)行信息傳遞。幾代戰(zhàn)爭表明，獲取了單向透明的信息優(yōu)勢(shì)就是獲取了戰(zhàn)場(chǎng)的絕對(duì)優(yōu)勢(shì)，傳統(tǒng)的物理打擊、動(dòng)能打擊取得的戰(zhàn)爭收益將不斷減小，聚焦的核心將是破壞、控制和主宰對(duì)手的信息交互系統(tǒng)?？傮w來看，軍事戰(zhàn)爭正處于并將長期處于信息主宰的時(shí)代，“信息化+智能化”將是未來軍事戰(zhàn)略的發(fā)展方向，軍事理論、裝備系統(tǒng)發(fā)展也將圍繞“信息化+智能化”[2]發(fā)生重大變革。

圖1 戰(zhàn)爭手段發(fā)展演變Fig.1 Development and evolution of means of war

信息時(shí)代的戰(zhàn)爭下，網(wǎng)絡(luò)技術(shù)、信息技術(shù)的快速發(fā)展給戰(zhàn)場(chǎng)態(tài)勢(shì)感知、指控關(guān)系帶來了巨大的變革，武器裝備的形態(tài)(無人化)[3]和戰(zhàn)場(chǎng)組織部署(分布式)發(fā)生了重大的改變，戰(zhàn)場(chǎng)空間不斷擴(kuò)展，作戰(zhàn)平臺(tái)不斷分散，殺傷/防御距離越來越遠(yuǎn)。從戰(zhàn)爭形態(tài)的演變發(fā)展可以看出，單個(gè)作戰(zhàn)域的優(yōu)勢(shì)生成模式依托單項(xiàng)能力的發(fā)展，作戰(zhàn)一方能夠率先發(fā)現(xiàn)并利用新的作戰(zhàn)域是獲取非對(duì)稱優(yōu)勢(shì)的重要基礎(chǔ)，而跨作戰(zhàn)域高維度的協(xié)同與融合才是掌控戰(zhàn)爭的終極制勝目標(biāo)。

未來的戰(zhàn)爭是以信息為中心開展的作戰(zhàn)行動(dòng)，電磁頻譜域是獲取信息優(yōu)勢(shì)的核心作戰(zhàn)域，將成為信息爭奪的最重要戰(zhàn)場(chǎng)[4]。對(duì)電磁頻譜域的有效控制是實(shí)現(xiàn)其他作戰(zhàn)域的指揮控制、情報(bào)、火力打擊、調(diào)整與機(jī)動(dòng)、防護(hù)、戰(zhàn)場(chǎng)維護(hù)的關(guān)鍵支撐。戰(zhàn)場(chǎng)電磁頻譜對(duì)抗現(xiàn)象愈發(fā)強(qiáng)烈，戰(zhàn)爭雙方誰控制了電磁頻譜就掌握了戰(zhàn)場(chǎng)信息主動(dòng)權(quán)，就可以引導(dǎo)并控制戰(zhàn)爭走向。

發(fā)展卓越的電磁頻譜作戰(zhàn)能力是一項(xiàng)長期戰(zhàn)略[5]，這一戰(zhàn)略涉及將如何建立電磁頻譜作戰(zhàn)研究組織、加強(qiáng)電磁頻譜域作戰(zhàn)理論研究、發(fā)展電磁精準(zhǔn)對(duì)抗前沿技術(shù)、研發(fā)電磁頻譜域綜合作戰(zhàn)系統(tǒng)以及加強(qiáng)面向作戰(zhàn)流程的閉環(huán)驗(yàn)證能力等。

1 電磁域?qū)寡葑?/h2>

人類戰(zhàn)爭中電磁頻譜域的對(duì)抗由來已久。早期無線通信出現(xiàn)并應(yīng)用于大規(guī)模軍事行動(dòng)中，導(dǎo)致戰(zhàn)爭指控方式發(fā)生重大改變，使得信息傳遞的速度與距離發(fā)生顛覆性變化。隨著戰(zhàn)爭對(duì)預(yù)警及探測(cè)傳感器(雷達(dá)為代表)的需求增加，高效率、大功率、穩(wěn)定性好的半導(dǎo)體器件高速發(fā)展，系統(tǒng)集成化設(shè)計(jì)、天線陣列控制等設(shè)計(jì)技術(shù)不斷提高，電磁頻譜的應(yīng)用呈現(xiàn)使用頻段更寬、輻射功率更大、波形更復(fù)雜、全向可探測(cè)等特點(diǎn)[6]，主動(dòng)、有源成為了該階段變量式發(fā)展的標(biāo)志。這一時(shí)期電磁頻譜對(duì)抗的主要特點(diǎn)是以雷達(dá)為代表的探測(cè)設(shè)備與電子干擾設(shè)備之間在能量域上的對(duì)抗，探測(cè)與反探測(cè)間博弈進(jìn)入了有源傳感器與有源措施間的對(duì)抗[7]，二者展開了相輔相成的博弈并不斷加速。

戰(zhàn)爭中為了使攻擊機(jī)能夠打擊目標(biāo)并確保其生存，除了本機(jī)裝備電子對(duì)抗(ECM)用于防空壓制以外，還需要專用的電子干擾平臺(tái)或防御壓制飛機(jī)等提供防區(qū)外電子干擾壓制。但同時(shí)會(huì)帶來相應(yīng)的問題，即投入大量的支援飛機(jī)(數(shù)量要多于攻擊機(jī))實(shí)際上減少了執(zhí)行攻擊任務(wù)的攻擊機(jī)的數(shù)量，協(xié)作任務(wù)也會(huì)變得更加復(fù)雜。隱身技術(shù)的運(yùn)用打破了有源傳感器與對(duì)抗措施之間的競(jìng)爭[8]，打破了電子對(duì)抗與電子反對(duì)抗的無限循環(huán)，隱身技術(shù)的出現(xiàn)使得反探測(cè)首次在技術(shù)先進(jìn)性上大幅度超前于探測(cè)技術(shù)。研發(fā)隱身技術(shù)和工藝來降低平臺(tái)的射頻[8]、紅外、音頻和視頻特征，同時(shí)使用無源傳感器以及波形和功率可調(diào)的傳感器來降低隱身平臺(tái)的電磁信號(hào)輻射，這成功開辟了對(duì)抗有源傳感器和通信網(wǎng)絡(luò)的一個(gè)新途徑。這個(gè)途徑不是研發(fā)功率更大的干擾機(jī)和誘餌，而是依靠使用隱身技術(shù)、低功率通信等措施來對(duì)抗敵方傳感器。隱身作戰(zhàn)能力的形成使得跳出了探測(cè)與反探測(cè)對(duì)抗中的增量式技術(shù)局限，引領(lǐng)了空中作戰(zhàn)樣式的發(fā)展潮流，顛覆了空中作戰(zhàn)樣式，占據(jù)了空中戰(zhàn)場(chǎng)的技術(shù)制高點(diǎn)。

隱身技術(shù)的實(shí)質(zhì)是通過無源或有源的手段實(shí)現(xiàn)對(duì)電磁頻譜(時(shí)間、頻率、空域、能量、極化方式、波形參數(shù)等)的綜合管控。由于隱身平臺(tái)對(duì)敵方多頻段多方位的探測(cè)手段無法做到完全隱匿，仍需要電子干擾的掩護(hù)來干擾敵方的目標(biāo)獲取及火控級(jí)攻擊解算的生成。具有低散射目標(biāo)特征的隱身飛機(jī)可以使用低功率干擾機(jī)及其他對(duì)抗措施對(duì)抗有源傳感器，從而放棄大功率的干擾機(jī)或誘餌。對(duì)獲取的敵方雷達(dá)態(tài)勢(shì)級(jí)輻射信號(hào)，通過低零功率的電子干擾手段實(shí)現(xiàn)本機(jī)平臺(tái)的雷達(dá)散射截面(RCS)抵消或欺騙，在這一階段隱身技術(shù)和低功率的靈巧干擾技術(shù)成為此次變革的變量式技術(shù)，信息獲取也由此進(jìn)入到了低-零功率時(shí)代。

2010年美軍率先提出電磁頻譜戰(zhàn)早期概念，豐富電子戰(zhàn)內(nèi)涵，在作戰(zhàn)概念、政策條令、關(guān)鍵技術(shù)、裝備4個(gè)維度上均有舉措。2015年12月，美國國防部把電磁頻譜視作一個(gè)作戰(zhàn)域，繼陸、海、空、天、賽博空間之外[9]的“第6個(gè)作戰(zhàn)域”。2020年10月，美國國防部在2013年《電磁頻譜戰(zhàn)略》及2017年《電子戰(zhàn)戰(zhàn)略》的基礎(chǔ)上，再一次發(fā)表《電磁頻譜優(yōu)勢(shì)戰(zhàn)略》[10]，在電磁頻譜基礎(chǔ)設(shè)施、戰(zhàn)備能力、作戰(zhàn)管理、伙伴共享及聯(lián)合管控等多個(gè)維度分析制定其電磁頻譜戰(zhàn)略的發(fā)展路線圖及實(shí)時(shí)計(jì)劃，如圖2所示[11-15]。

圖2 美軍電磁頻譜戰(zhàn)概念發(fā)展圖[11-15]Fig.2 Concept development chart of the American electromagnetic spectrum war[11-15]

電磁頻譜域是跨越陸、海、空、天、賽博領(lǐng)域的支撐領(lǐng)域，任何一個(gè)領(lǐng)域的指揮控制、兵力部署及力量組織必須接入電磁頻譜，共享信息，推進(jìn)作戰(zhàn)行動(dòng)。因此信息中心戰(zhàn)的核心是圍繞電磁頻譜開展?fàn)帄Z，實(shí)現(xiàn)電磁頻譜領(lǐng)域的機(jī)動(dòng)作戰(zhàn)。從電磁頻譜域?qū)沟南乱淮沃卮笞兏飳⑹请姶艡C(jī)動(dòng)能力帶來的作戰(zhàn)概念、作戰(zhàn)能力與裝備形態(tài)的重大變革。其實(shí)質(zhì)是比對(duì)手更靈活的掌控電磁頻譜，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)比對(duì)手更快的獲取并使用有效信息。

從探測(cè)/反探測(cè)的電磁頻譜域的對(duì)抗發(fā)展來看，單純的增量式發(fā)展方式只能形成暫時(shí)的對(duì)抗優(yōu)勢(shì)，持久的對(duì)抗優(yōu)勢(shì)則源自變量式發(fā)展的重大變革，這些變革是顛覆現(xiàn)有作戰(zhàn)模式的關(guān)鍵要素，并能夠先于對(duì)手轉(zhuǎn)入競(jìng)爭的下一階段，提前獲取作戰(zhàn)主導(dǎo)權(quán)[16]。

2 電磁頻譜對(duì)抗未來挑戰(zhàn)與需求

2.1 低-零功率電磁頻譜戰(zhàn)

電磁頻譜領(lǐng)域是現(xiàn)代戰(zhàn)爭中重要作戰(zhàn)領(lǐng)域之一，當(dāng)前電磁頻譜對(duì)抗已表現(xiàn)出隱身、低-零功率、體系協(xié)同[17]等特點(diǎn)。未來空中作戰(zhàn)體系將更多的在極高威脅的對(duì)抗環(huán)境中執(zhí)行滲透打擊的作戰(zhàn)任務(wù)，在這種作戰(zhàn)環(huán)境下低-零功率對(duì)抗能力是未來隱身體系開展?jié)B透打擊的基本能力，是提高作戰(zhàn)系統(tǒng)生存力的重要手段。對(duì)抗雙方作戰(zhàn)體系需具備低-零功率[18]對(duì)抗手段，即不主動(dòng)輻射功率或是僅輻射無法被敵方無源系統(tǒng)偵收的較低功率。未來的電磁域?qū)故且阅繕?biāo)特征與背景環(huán)境為基礎(chǔ)，以低-零功率手段實(shí)現(xiàn)對(duì)電磁頻譜的占據(jù)、控制、操縱與重構(gòu)。

2015年12月，美國戰(zhàn)略與預(yù)算評(píng)估中心發(fā)布的《決勝電磁波》中，首次提及低-零功率電磁頻譜戰(zhàn)，并稱其為最具代表性電磁域作戰(zhàn)。低-零功率電磁頻譜戰(zhàn)的主要需求為對(duì)抗中俄可利用本土優(yōu)勢(shì)構(gòu)建功率更強(qiáng)、性能更優(yōu)、魯棒性更好的探測(cè)與電子對(duì)抗系統(tǒng)。遠(yuǎn)洋遠(yuǎn)海作戰(zhàn)域的擴(kuò)大導(dǎo)致技術(shù)上無止境、追求高功率“不現(xiàn)實(shí)”(高功率等于高被發(fā)現(xiàn)概率)，以及受頻譜管理?xiàng)l款制約和電磁頻譜敏捷能力不夠等因素難以建立頻譜與信息優(yōu)勢(shì)。其2035年作戰(zhàn)概念方案如圖3(圖片來源于美國戰(zhàn)略與預(yù)算評(píng)估中心(CSBA)《低零功率電磁頻譜戰(zhàn)》)所示。

圖3 2035美軍作戰(zhàn)概念方案Fig.3 2035 US army operational concept

低零功率的核心思想是利用低功率電子對(duì)抗措施制衡敵方有源和無源傳感器，同時(shí)使用具有低截獲概率/低探測(cè)概率(LPI/LPD)[19]的傳感器和通信系統(tǒng)來降低被探測(cè)概率。典型的實(shí)現(xiàn)方式如下：

1) 采用“低小慢隱”的無人系統(tǒng)進(jìn)行抵近式探偵干，在獲得敵方戰(zhàn)場(chǎng)態(tài)勢(shì)的同時(shí)使敵方傳感器能力“飽和”或“降級(jí)”。在“低-零功率”電磁頻譜對(duì)抗中，信息獲取將高度依賴無源傳感器，通過分散多個(gè)有/無人平臺(tái)[20]接收輻射信號(hào)后進(jìn)行對(duì)比分析確定輻射源的位置，或是由低價(jià)值輻射平臺(tái)前出輻射電磁波的同時(shí)由其他平臺(tái)接收反射信號(hào)而獲取戰(zhàn)場(chǎng)態(tài)勢(shì)。為降低敵方無源傳感器的靈敏度，可使用在頻譜內(nèi)發(fā)射低功率干擾噪聲的無人裝置或投擲式載荷、或低功率激光裝置來迷惑光電/紅外傳感器、或小型無人裝置誘騙等來干擾敵方傳感器網(wǎng)絡(luò)，保護(hù)己方作戰(zhàn)系統(tǒng)。

2) 利用LPI/LPD系統(tǒng)保持己方網(wǎng)絡(luò)暢通，在隱身平臺(tái)的基礎(chǔ)上采用射頻隱身技術(shù)實(shí)現(xiàn)對(duì)輻射電磁頻譜的有效管控[21]。平臺(tái)可采用射頻孔徑綜合化、傳感器管理與數(shù)據(jù)融合、低旁瓣低截獲概率(LPI)鏈路等設(shè)計(jì)技術(shù)，并配備利用低截獲概率/低探測(cè)概率技術(shù)設(shè)計(jì)的有源相控陣?yán)走_(dá)、激光裝置及無源探測(cè)系統(tǒng)，在保持飛機(jī)態(tài)勢(shì)感知能力的同時(shí)確保主動(dòng)輻射信號(hào)被截獲的機(jī)會(huì)減少到最小。利用分散的多個(gè)有人或無人平臺(tái)的無源傳感器，分散接收敵方的射頻和紅外輻射信號(hào)來確定敵方輻射源的位置，火控雷達(dá)等目標(biāo)很可能只是在接收到無源傳感器引導(dǎo)信息后才發(fā)射信號(hào);或由單個(gè)輻射平臺(tái)向可疑目標(biāo)發(fā)射不能被探測(cè)到的射頻或紅外電磁能，然后由己方其他分布的無源傳感器接收，通過體系內(nèi)互聯(lián)網(wǎng)絡(luò)解算輻射源的位置及其照射脈沖的特征。

3) 實(shí)現(xiàn)傳感器與射手分離、低價(jià)值裝備與高價(jià)值裝備分離的分布式打擊協(xié)同。分散布置的各個(gè)武器裝備平臺(tái)可根據(jù)各自任務(wù)需求發(fā)揮各自優(yōu)勢(shì)能力，前置傳感器可重點(diǎn)提升其戰(zhàn)術(shù)隱身能力，確保其突防抵近探測(cè)及安全返航的生存能力；武器發(fā)射平臺(tái)[22]可遠(yuǎn)離復(fù)雜對(duì)抗環(huán)境，重點(diǎn)關(guān)注其武器運(yùn)載及殺傷鏈路能力的提升。

為實(shí)現(xiàn)上述目標(biāo)，近年來美軍不斷驗(yàn)證其先進(jìn)作戰(zhàn)樣式與系統(tǒng)，研發(fā)新型作戰(zhàn)裝備，提升未來低-零功率對(duì)抗環(huán)境下的體系作戰(zhàn)能力，如圖4所示[22]。美海軍“一體化火力控制-制空(NIFC-CA)”[23]是將新的傳感器、先進(jìn)數(shù)據(jù)網(wǎng)絡(luò)、中遠(yuǎn)程防空反導(dǎo)武器集成為一體，提供基于先進(jìn)網(wǎng)絡(luò)的、分布式遠(yuǎn)程防御性火力，實(shí)施超視距防空反導(dǎo)作戰(zhàn)，使美軍具備對(duì)飛機(jī)和巡航導(dǎo)彈的內(nèi)陸縱深防御能力，實(shí)現(xiàn)戰(zhàn)區(qū)級(jí)的對(duì)空防御。另外美國海軍一直在秘密開發(fā)被稱為“對(duì)抗綜合傳感器的多元素信號(hào)特征網(wǎng)絡(luò)仿真”(NEMESIS，復(fù)仇女神)項(xiàng)目，該項(xiàng)目對(duì)海上作戰(zhàn)乃至整體戰(zhàn)爭形態(tài)產(chǎn)生革命性影響?！皬?fù)仇女神”項(xiàng)目是對(duì)傳統(tǒng)電子戰(zhàn)戰(zhàn)術(shù)的革新，傳統(tǒng)電子戰(zhàn)是多個(gè)單獨(dú)系統(tǒng)對(duì)多個(gè)傳感器實(shí)施的電子攻擊，只能實(shí)現(xiàn)個(gè)別或局部效果，而“復(fù)仇女神”采用網(wǎng)絡(luò)化協(xié)同電子戰(zhàn)系統(tǒng)，能對(duì)敵方傳感器網(wǎng)絡(luò)實(shí)施大規(guī)模的電子戰(zhàn)攻擊?！皬?fù)仇女神”具有以下特點(diǎn)：針對(duì)分布式傳感器系統(tǒng)，對(duì)敵軍的監(jiān)視與目標(biāo)瞄準(zhǔn)系統(tǒng)進(jìn)行擾亂與欺騙；具備快速改進(jìn)和升級(jí)嵌入先進(jìn)技術(shù)能力，以對(duì)抗處于發(fā)展中的新威脅能力；突破傳統(tǒng)電子戰(zhàn)系統(tǒng)的局限，解決了美國太平洋司令部綜合有限事項(xiàng)清單的多個(gè)事項(xiàng)；系統(tǒng)由模塊化可重構(gòu)電子戰(zhàn)載荷組成，包括美國海軍研究辦公室的誘餌和無人空中/水面平臺(tái)；綜合了信息、賽博和頻譜3個(gè)領(lǐng)域的能力優(yōu)勢(shì)，增強(qiáng)海上平臺(tái)任務(wù)能力、持久能力和生存能力。

圖4 美軍先進(jìn)作戰(zhàn)樣式與系統(tǒng)[22]Fig.4 Advanced combat pattern and system of US Army[22]

2.2 電磁機(jī)動(dòng)作戰(zhàn)能力

電磁頻譜是信息最重要的載體，任何軍事行動(dòng)必須接入電磁頻譜才能實(shí)現(xiàn)信息的交互，圍繞信息開展的行動(dòng)實(shí)質(zhì)都是在電磁頻譜域開展的爭奪。電磁機(jī)動(dòng)的概念是指獲得在電磁作戰(zhàn)環(huán)境中的機(jī)動(dòng)自由，拒止敵方進(jìn)入和使用頻譜，積極管理和控制己方對(duì)頻譜的使用，以保持己方的信息優(yōu)勢(shì)[24]。未來的空戰(zhàn)系統(tǒng)將具備電磁機(jī)動(dòng)能力，通過跨域信息的有效融合與快速?zèng)Q策，占據(jù)物理域與信息域的控制權(quán)。電磁機(jī)動(dòng)能力本質(zhì)是占據(jù)、控制、操縱與重構(gòu)電磁域，實(shí)現(xiàn)對(duì)電磁頻譜的靈活使用。電磁機(jī)動(dòng)戰(zhàn)是電磁頻譜戰(zhàn)的產(chǎn)物，目標(biāo)是獲取信息優(yōu)勢(shì)，途徑是控制與管理電磁頻譜，手段包含傳統(tǒng)電子戰(zhàn)手段與賽博戰(zhàn)手段，其包含關(guān)系如圖5所示。

圖5 電磁機(jī)動(dòng)作戰(zhàn)范圍Fig.5 Operational range of electromagnetic maneuver

從電磁頻譜域的變革歷程與現(xiàn)代戰(zhàn)爭經(jīng)驗(yàn)來看，電磁頻譜域的優(yōu)勢(shì)是實(shí)現(xiàn)從“無”到“有”，從“有”到“更好應(yīng)用”。電磁機(jī)動(dòng)核心是開發(fā)并利用新的電磁頻段，阻止對(duì)手使用頻段，降級(jí)對(duì)手頻段使用能力，塑造新的電磁域作戰(zhàn)理論與概念。電磁頻譜域的作戰(zhàn)首先是對(duì)接入能力的需求，其次是接入時(shí)機(jī)與接入頻帶的判斷，最后是電磁頻譜內(nèi)的信息的分發(fā)與交互，未來的電磁機(jī)動(dòng)表現(xiàn)為以下4點(diǎn)：

1) 占據(jù)新開發(fā)的電磁頻段。在電磁頻譜域開發(fā)與利用新的頻帶是不變的主題，當(dāng)戰(zhàn)爭一方擁有一個(gè)頻帶的獨(dú)有使用權(quán)，也就獲得了新的信息交互途徑。

2) 控制核心電磁頻段。目前電子設(shè)備的工作頻段主要集中C、S、X頻段，未來對(duì)這些頻段的爭奪將愈發(fā)激烈，對(duì)這些頻段實(shí)現(xiàn)控制的核心是保證己方可用，敵方不可用。

3) 操縱通用電磁頻段。通信頻段是傳輸信息的最重要頻帶，在該頻帶內(nèi)的行動(dòng)，竊取比干擾更有效，操縱的核心是讓對(duì)方有限制的使用該頻段，讓對(duì)方以簡單、通用的方式開展通信活動(dòng)，從而實(shí)現(xiàn)對(duì)對(duì)方信息的獲取。

4) 重構(gòu)電磁作戰(zhàn)概念與戰(zhàn)術(shù)。軍事思想的調(diào)整決定了軍事戰(zhàn)略的更新，再依據(jù)新的作戰(zhàn)戰(zhàn)略塑造對(duì)應(yīng)的作戰(zhàn)概念與戰(zhàn)術(shù)。當(dāng)電磁域成為一個(gè)新的作戰(zhàn)域，傳統(tǒng)的以物理/動(dòng)能打擊為核心制定的作戰(zhàn)概念將被顛覆。

2.3 制電磁權(quán)與制信息權(quán)

當(dāng)前正處于向高度信息化與智能化轉(zhuǎn)變的臨界點(diǎn)上，信息機(jī)動(dòng)是未來軍事理論的核心。軍事信息化[25]是指武器裝備平臺(tái)通過網(wǎng)絡(luò)技術(shù)實(shí)現(xiàn)互聯(lián)互通，信息成為共享的資源，各節(jié)點(diǎn)可任意訪問并獲取感興趣的所有信息，進(jìn)而形成統(tǒng)一的作戰(zhàn)意圖與認(rèn)識(shí)，統(tǒng)一作戰(zhàn)行動(dòng)，大幅提高作戰(zhàn)效率。依托電磁頻譜作戰(zhàn)能力，通過 “信息化+智能化”進(jìn)入高維度信息化戰(zhàn)爭，傳感器技術(shù)、數(shù)據(jù)融合與網(wǎng)絡(luò)技術(shù)是信息化的核心技術(shù)，電子戰(zhàn)技術(shù)與隱身技術(shù)及破壞敵方信息化的核心技術(shù)，如圖6所示。

圖6 電磁頻譜作戰(zhàn)能力是信息化與智能化的核心Fig.6 Electromagnetic spectrum combat capability is the core of information and intelligence

信息機(jī)動(dòng)強(qiáng)調(diào)的是比對(duì)手更快的獲取并使用有效信息，衡量的標(biāo)準(zhǔn)是信息熵、信道容量、傳輸量與傳輸速度。未來空戰(zhàn)系統(tǒng)的信息機(jī)動(dòng)能力將以上述4個(gè)參數(shù)作為設(shè)計(jì)出發(fā)點(diǎn)，通過電磁頻譜對(duì)抗、賽博攻防的能力手段，獲取在信息域的絕對(duì)優(yōu)勢(shì)。未來空戰(zhàn)系統(tǒng)的發(fā)展要面向賽博技術(shù)、信息技術(shù)與電磁機(jī)動(dòng)技術(shù)的快速發(fā)展，利用好此次軍事變革的重大優(yōu)勢(shì)，積極求變，把握好技術(shù)發(fā)力點(diǎn)，盡早占據(jù)戰(zhàn)略主動(dòng)。

電磁頻譜域作戰(zhàn)研究范圍為電磁域及基于無線傳播的賽博空間[26]，研究的核心目標(biāo)是在進(jìn)攻與防御2個(gè)方面，以理、技、裝、戰(zhàn)為抓手，通過探測(cè)、制止、誘騙、擾亂、防御、剝奪以及擊退任何信號(hào)或電子傳播等手段，實(shí)現(xiàn)控制電磁、控制信息、控制認(rèn)知，最終實(shí)現(xiàn)對(duì)戰(zhàn)場(chǎng)電磁頻譜的控制權(quán)，為控制戰(zhàn)場(chǎng)信息主導(dǎo)權(quán)打下基礎(chǔ)，如圖7所示。

圖7 電磁頻譜戰(zhàn)研究范圍Fig.7 Research scope of electromagnetic spectrum warfare

電磁頻譜域作戰(zhàn)的能力發(fā)展路線主要分兩步實(shí)現(xiàn)：首先是發(fā)展空基低-零功率電磁頻譜戰(zhàn)系統(tǒng)技術(shù)，通過主被動(dòng)隱身、低-零功率探測(cè)、靈巧干擾、協(xié)同探測(cè)[27]、電磁誘餌等關(guān)鍵技術(shù)發(fā)展，實(shí)現(xiàn)對(duì)戰(zhàn)場(chǎng)電磁頻譜的控制權(quán)；其次是發(fā)展基于電磁傳播的網(wǎng)絡(luò)攻擊/信息安全技術(shù)，通過網(wǎng)絡(luò)攻擊、信息安全、電磁隱身/示假、電磁照明彈等關(guān)鍵技術(shù)發(fā)展，實(shí)現(xiàn)對(duì)戰(zhàn)場(chǎng)信息主導(dǎo)權(quán)的控制。

2.4 電子對(duì)抗系統(tǒng)技術(shù)能力

電子對(duì)抗能力的未來發(fā)展[28]必將以目標(biāo)特征為核心，以復(fù)雜戰(zhàn)場(chǎng)電磁環(huán)境為背景，以低-零功率電子對(duì)抗為手段，控制電磁頻譜、獲取信息優(yōu)勢(shì)，如圖8所示[29]。

圖8 跨域協(xié)同電子對(duì)抗[29]Fig.8 Cross domain cooperative electronic countermeasures[29]

2020—2035年的下一代電子對(duì)抗是基于隱身裝備低-零功率對(duì)抗，以精準(zhǔn)性和捷變性為典型特征，具體表現(xiàn)為：

1) 跨域協(xié)同，掌控電磁域和賽博域，實(shí)現(xiàn)降維打擊。

2) 目標(biāo)特征精準(zhǔn)管控，主被動(dòng)綜合隱身。

3) 精準(zhǔn)電磁投送，低功率、大帶寬、高動(dòng)態(tài)、窄波束等。

4) 依靠LPI/LPD網(wǎng)絡(luò)、頻譜捷變系統(tǒng)、多功能寬頻孔徑、自適應(yīng)/認(rèn)知電子戰(zhàn)[30]等支撐技術(shù)。

為了在未來電磁頻譜強(qiáng)對(duì)抗的戰(zhàn)場(chǎng)環(huán)境中獲取主動(dòng)權(quán)，電子戰(zhàn)系統(tǒng)將面臨輻射即暴露、大數(shù)據(jù)識(shí)別/干擾數(shù)據(jù)庫不健全、全頻域全空域分布式威脅等挑戰(zhàn)，如圖9所示。

圖9 挑戰(zhàn)與需求Fig.9 Challenges and requirements

1) 低-零功率環(huán)境下的強(qiáng)態(tài)勢(shì)感知能力

在隱身作戰(zhàn)體系相互攻防的過程中，面向低-零功率的戰(zhàn)場(chǎng)對(duì)抗環(huán)境，電子戰(zhàn)高功率輻射意味著暴露，將處于被動(dòng)態(tài)勢(shì)并增加受到敵方威脅打擊的可能性，也即給對(duì)手留下先行啟動(dòng)OODA的機(jī)會(huì)，不輻射意味著無感知，也即無法啟動(dòng)己方的OODA行動(dòng)[31]，因此，如何通過其他方式獲取敵方兵力構(gòu)成及意圖，獲取更完備的戰(zhàn)場(chǎng)態(tài)勢(shì)信息，成為電磁頻譜對(duì)抗環(huán)境下的重要需求。電子戰(zhàn)的發(fā)展將從面向威脅的高功率壓制向面向戰(zhàn)場(chǎng)環(huán)境與目標(biāo)特征的低-零功率對(duì)抗轉(zhuǎn)變。在低-零功率、復(fù)雜對(duì)抗環(huán)境下，電子對(duì)抗體系應(yīng)具備快速截獲、準(zhǔn)確識(shí)別、精準(zhǔn)定位敵方干擾/輻射源，加強(qiáng)可實(shí)時(shí)與體系交互處理態(tài)勢(shì)信息，增強(qiáng)無源探測(cè)能力，擴(kuò)展頻域覆蓋范圍,提升復(fù)雜電子對(duì)抗環(huán)境下的抗干擾工作效能。

2) 全作戰(zhàn)流程攻防一體化電子對(duì)抗能力

在電子支援提供強(qiáng)態(tài)勢(shì)感知支撐的基礎(chǔ)上，綜合判斷敵、我、環(huán)境目標(biāo)特征，在全作戰(zhàn)流程中進(jìn)行攻防一體化的精確電子對(duì)抗。在遠(yuǎn)距接敵過程中，利用有源主動(dòng)消隱技術(shù)，抵消敵方的雷達(dá)回波，實(shí)現(xiàn)隱匿效果。在中距交戰(zhàn)過程中，結(jié)合飛機(jī)平臺(tái)自身隱身特性，以低-零功率電子對(duì)抗手段，破壞敵方火控雷達(dá)的穩(wěn)定跟蹤能力，擾亂其火控解算能力，遲滯敵方導(dǎo)彈發(fā)射，營造先射條件。在近距交戰(zhàn)過程中，飛機(jī)的隱身效能降低，主要利用電子對(duì)抗發(fā)揮自衛(wèi)防護(hù)能力，針對(duì)敵方攻擊特性，實(shí)現(xiàn)來襲導(dǎo)彈的誘偏和致盲等能力。

3) 認(rèn)知電子戰(zhàn)技術(shù)

OODA理論強(qiáng)調(diào)比對(duì)手更快的完成殺傷鏈的閉環(huán)，在該理論指導(dǎo)下新型戰(zhàn)斗機(jī)在物理機(jī)動(dòng)能力的基礎(chǔ)上增加了隱身能力和高態(tài)勢(shì)感知能力，空戰(zhàn)裝備能力已經(jīng)從物理域擴(kuò)展到信息域。加快電子戰(zhàn)OODA環(huán)，替代現(xiàn)有信號(hào)偵收-人工特征提取-策略生成-干擾樣式加載等復(fù)雜、長周期的決策時(shí)間，應(yīng)具備在線學(xué)習(xí)、自適應(yīng)能力，應(yīng)對(duì)時(shí)敏威脅。

應(yīng)具備可重構(gòu)的電子戰(zhàn)能力，以人在回路的形式對(duì)抗未知威脅，實(shí)現(xiàn)有人/無人的智能協(xié)同能力；持續(xù)完善數(shù)據(jù)，初步適應(yīng)未知威脅，作戰(zhàn)飛機(jī)平臺(tái)初步實(shí)現(xiàn)智能化應(yīng)用，可識(shí)別未知威脅；形成電磁大數(shù)據(jù)體量，具備作戰(zhàn)飛機(jī)平臺(tái)學(xué)習(xí)能力及智能化應(yīng)用，實(shí)現(xiàn)全面對(duì)抗未知威脅能力和無人智能集群作戰(zhàn)能力。

在低-零功率復(fù)雜對(duì)抗環(huán)境中，獲取敵方輻射信息的機(jī)會(huì)大大降低、積累時(shí)間大大減少，制約了頻譜數(shù)據(jù)庫的建立和完善，缺乏大數(shù)據(jù)支持的數(shù)據(jù)庫將使得識(shí)別及干擾效能下降，致使在作戰(zhàn)中難以獲取電磁權(quán)，影響作戰(zhàn)效能。今后應(yīng)面向體系級(jí)的電磁大數(shù)據(jù)庫支持下發(fā)展認(rèn)知電子戰(zhàn)和全殺傷鏈電磁精準(zhǔn)對(duì)抗。

4) “三全一準(zhǔn)”對(duì)抗性能

應(yīng)對(duì)多域綜合的復(fù)雜作戰(zhàn)環(huán)境，單機(jī)平臺(tái)將受到全空域、多頻域、全過程的威脅。單機(jī)受限于平臺(tái)的承載能力，存在一定的告警/干擾時(shí)隙分配問題，以及告警方位/干擾指向精度問題，因此平臺(tái)需要更好的融合體系，依賴體系的支撐提供對(duì)單機(jī)平臺(tái)的綜合防護(hù)。利用單機(jī)、協(xié)同多方式對(duì)電磁空間目標(biāo)具有全方位、全頻段、全過程、準(zhǔn)確對(duì)抗綜合防御能力。增強(qiáng)飛機(jī)后半球電子對(duì)抗能力，在中近距作戰(zhàn)過程中彌補(bǔ)飛機(jī)側(cè)向尾向隱身能力的不足，實(shí)現(xiàn)全方位的自衛(wèi)防護(hù)能力；電子對(duì)抗向低頻下探，實(shí)現(xiàn)低頻段有源干擾能力，同時(shí)具備對(duì)敵方低頻段工作雷達(dá)如預(yù)警機(jī)的告警能力；遠(yuǎn)距離支援干擾、中近距靈巧與自衛(wèi)干擾、近距末端防護(hù)；采用數(shù)字精確對(duì)抗技術(shù)，欺騙為主，壓制為輔。

3 電磁頻譜作戰(zhàn)發(fā)展建議

3.1 建立電磁頻譜作戰(zhàn)研究組織

美國的“老烏鴉”協(xié)會(huì)是瞄準(zhǔn)實(shí)戰(zhàn)需求而設(shè)立的電子戰(zhàn)發(fā)展研究組織，是民技軍用的橋梁。該協(xié)會(huì)起源于二戰(zhàn)，成立于1964年，首倡者為美國空軍軍官梅爾杰克遜。協(xié)會(huì)成員最早由電子戰(zhàn)軍官組成，現(xiàn)成員來自于20個(gè)國家/地區(qū)的政府、軍方、科研單位、高校等機(jī)構(gòu)?？?cè)藬?shù)1.4萬人，其中政府工作人員及現(xiàn)役軍人占29%，國防工業(yè)企業(yè)人員占49%，學(xué)術(shù)研究人員占22%。全球總共設(shè)有65個(gè)分會(huì)，其中美國本土有47個(gè)分會(huì)，其他分支會(huì)分布在歐、亞、美、非、大洋洲。

國內(nèi)電子戰(zhàn)相關(guān)領(lǐng)域的研究協(xié)會(huì)是以“學(xué)科”為導(dǎo)向設(shè)立的學(xué)術(shù)研究組織，在面向裝備發(fā)展需求和實(shí)戰(zhàn)化應(yīng)用方面牽引力度不夠，如圖10所示。國內(nèi)應(yīng)創(chuàng)新建立由軍方、工業(yè)部門、高校聯(lián)合組成的“三位一體”的電磁頻譜新型研究機(jī)制：大學(xué)設(shè)置相關(guān)的學(xué)科、工業(yè)部門設(shè)置相關(guān)專業(yè)、軍隊(duì)設(shè)置相關(guān)組織機(jī)構(gòu)。軍方組織機(jī)構(gòu)每年?duì)款^組織召開電磁頻譜技術(shù)和裝備發(fā)展領(lǐng)域?qū)ｎ}研討會(huì)10次以上，設(shè)計(jì)出版協(xié)會(huì)刊物《電磁頻譜作戰(zhàn)月刊》并資助出版相關(guān)刊物《美國電子戰(zhàn)史》，設(shè)立專項(xiàng)研究基金(每年不低于20萬美金)資助電子戰(zhàn)領(lǐng)域的相關(guān)研究人員開展項(xiàng)目攻關(guān)，并設(shè)立獎(jiǎng)項(xiàng)催生新理論《電磁頻譜戰(zhàn)》。

圖10 電子戰(zhàn)發(fā)展研究協(xié)會(huì)組成Fig.10 Composition of EW Development Research Association

3.2 加強(qiáng)電磁頻譜域作戰(zhàn)理論研究

軍事理論的發(fā)展水平應(yīng)當(dāng)與技術(shù)發(fā)展水平相一致，武器裝備的發(fā)展要根據(jù)新型軍事理論，利用好不斷發(fā)展的新技術(shù)，適應(yīng)并改變戰(zhàn)爭。未來空戰(zhàn)系統(tǒng)的發(fā)展必須有先進(jìn)的軍事理論做指導(dǎo)。從戰(zhàn)爭發(fā)展史來看，信息化是未來軍事戰(zhàn)略的發(fā)展方向，進(jìn)入信息中心戰(zhàn)時(shí)代，信息將成為一切活動(dòng)的核心，支撐信息傳輸?shù)馁惒┚W(wǎng)絡(luò)、電磁頻譜域?qū)⒊蔀閷?duì)抗的主戰(zhàn)場(chǎng)，適應(yīng)信息化戰(zhàn)爭的軍事理論、作戰(zhàn)概念、裝備形態(tài)必將產(chǎn)生深刻變革。以信息中心戰(zhàn)的思想指導(dǎo)軍事戰(zhàn)略與軍事理論，摸索未來戰(zhàn)爭對(duì)戰(zhàn)場(chǎng)能力的需求，進(jìn)而牽引出未來空戰(zhàn)系統(tǒng)的發(fā)展方向。

在未來戰(zhàn)爭中，隱身作戰(zhàn)體系面臨的是“態(tài)勢(shì)獲取與作戰(zhàn)意圖暴露”的矛盾：為獲取戰(zhàn)場(chǎng)態(tài)勢(shì)，應(yīng)主動(dòng)輻射功率，接收回波信息，而主動(dòng)輻射會(huì)被對(duì)方無源偵收系統(tǒng)發(fā)現(xiàn)，從而暴露己方作戰(zhàn)意圖。因此，為實(shí)現(xiàn)在隱藏作戰(zhàn)意圖的前提下獲取戰(zhàn)場(chǎng)態(tài)勢(shì)，應(yīng)通過“低-零功率”手段，在電磁頻譜域爭奪主動(dòng)權(quán)。而以低-零功率手段爭奪電磁域主動(dòng)權(quán)的作戰(zhàn)地帶即是“灰色戰(zhàn)場(chǎng)”。未來的對(duì)抗領(lǐng)域是圍繞電磁頻譜構(gòu)建的“灰色戰(zhàn)場(chǎng)”，“灰色戰(zhàn)場(chǎng)”是開展低-零功率行動(dòng)的電磁對(duì)抗空間。廣義上灰色戰(zhàn)場(chǎng)代表了電磁頻譜域所有的作戰(zhàn)行動(dòng)，狹義上灰色戰(zhàn)場(chǎng)是面向未來隱身體系對(duì)抗提出的概念。

加強(qiáng)電磁頻譜域作戰(zhàn)理論研究核心是實(shí)現(xiàn)對(duì)電磁頻譜的準(zhǔn)確控制運(yùn)用，即是利用射頻管控和無源探測(cè)的方式，規(guī)劃和調(diào)整行動(dòng)方式，阻止并延遲敵方建立、完成OODA環(huán)，建立己方的OODA環(huán)，從而率先實(shí)現(xiàn)“觀察-調(diào)整-決策”的過程，以便提高最后行動(dòng)過程的成功率，縮短OODA環(huán)的閉合過程。

3.3 研發(fā)電磁頻譜域作戰(zhàn)系統(tǒng)

未來空戰(zhàn)任務(wù)是奪取指定空域的制空權(quán)與制信息權(quán)，核心是保證后續(xù)行動(dòng)在指定的物理空間與電磁空間的絕對(duì)安全，形成信息領(lǐng)域的絕對(duì)優(yōu)勢(shì)。因此未來的空中作戰(zhàn)系統(tǒng)在保證物理空間域任務(wù)效能與安全的前提下，還需開展電磁域的作戰(zhàn)行動(dòng)，包括繪制戰(zhàn)場(chǎng)電磁頻譜態(tài)勢(shì)圖、控制住己方必須使用的頻段、降級(jí)對(duì)方通信頻帶等任務(wù)。

對(duì)于未來空寂賽博戰(zhàn)場(chǎng)，作戰(zhàn)裝備需從三方面開展研究：面向寂靜戰(zhàn)場(chǎng)應(yīng)將隱身傳感器網(wǎng)絡(luò)前置，通過隱身傳感器網(wǎng)絡(luò)前置，透明化戰(zhàn)場(chǎng)態(tài)勢(shì)；面向虛假戰(zhàn)場(chǎng)，應(yīng)發(fā)展藏真于假、隱真示假的能力體系，在戰(zhàn)場(chǎng)態(tài)勢(shì)中形成多個(gè)假目標(biāo)，將目標(biāo)隱藏其中；面向跨域戰(zhàn)場(chǎng)，應(yīng)發(fā)揮軟/硬殺傷相結(jié)合的戰(zhàn)術(shù)效能，將網(wǎng)絡(luò)及信息化作戰(zhàn)融入傳統(tǒng)作戰(zhàn)域，通過軟硬殺傷結(jié)合獲取戰(zhàn)場(chǎng)優(yōu)勢(shì)。

面向全新電磁頻譜域作戰(zhàn)需求，構(gòu)建新一代跨域協(xié)同電磁空間作戰(zhàn)系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)跨域一體化指揮控制、電磁機(jī)動(dòng)作戰(zhàn)、無線賽博攻防、太空力量即時(shí)接入等能力。作戰(zhàn)系統(tǒng)包含核心指控系統(tǒng)、電磁機(jī)動(dòng)作戰(zhàn)/賽博戰(zhàn)/生存力系統(tǒng)、防區(qū)內(nèi)/外信息及火力支撐系統(tǒng)等，執(zhí)行戰(zhàn)場(chǎng)指控、信息處理與分發(fā)等任務(wù)，小型前出集群執(zhí)行電子戰(zhàn)與賽博攻擊任務(wù)，陸基、海基、天基系統(tǒng)執(zhí)行態(tài)勢(shì)信息獲取與火力遠(yuǎn)程支援任務(wù)，各作戰(zhàn)系統(tǒng)通過電磁頻譜建立起信息交互。

3.4 加強(qiáng)面向作戰(zhàn)流程閉環(huán)驗(yàn)證

美國經(jīng)過80余年的發(fā)展，逐步建立較為完善的電子戰(zhàn)試驗(yàn)驗(yàn)證體系。以國防部重點(diǎn)靶場(chǎng)為試驗(yàn)主體，軍兵種和政府部門試驗(yàn)環(huán)境為能力補(bǔ)充，承包商、研究機(jī)構(gòu)、院校試驗(yàn)驗(yàn)證手段為研究基礎(chǔ)，均對(duì)美軍裝備研制、試驗(yàn)鑒定和訓(xùn)練均發(fā)揮著重要作用。需科學(xué)借鑒美國閉環(huán)論證思路與做法，統(tǒng)一規(guī)劃從技術(shù)到裝備作戰(zhàn)使用全壽命周期的各項(xiàng)試驗(yàn)驗(yàn)證。

4 結(jié) 論

以信息為中心的博弈對(duì)抗時(shí)代，工業(yè)技術(shù)及其軍事應(yīng)用的發(fā)展步伐日漸加快，威脅類型與軍事行動(dòng)的環(huán)境發(fā)生變化，威脅及應(yīng)對(duì)威脅的手段也在發(fā)生變化，作戰(zhàn)方式以及軍隊(duì)組織結(jié)構(gòu)將隨之發(fā)生重大變化，這些變化推動(dòng)著一代戰(zhàn)爭到下一代戰(zhàn)爭之間的演進(jìn)。未來的空戰(zhàn)將以電磁頻譜作為信息橋梁，以跨域協(xié)同、分布式、能力分散的作戰(zhàn)形態(tài)，圍繞制信息權(quán)的爭奪開展作戰(zhàn)行動(dòng)。而電磁頻譜是戰(zhàn)場(chǎng)信息的重要載體，制信息權(quán)的核心是奪取電磁頻譜控制的主動(dòng)權(quán)[32]。

美軍經(jīng)過現(xiàn)代幾次戰(zhàn)爭的積累，已經(jīng)掌握了在賽博域、電磁域獲取信息優(yōu)勢(shì)的手段與技術(shù)。未來應(yīng)瞄準(zhǔn)方向，突破創(chuàng)新，加強(qiáng)電磁作戰(zhàn)理論研究，構(gòu)建軍/研究所/高校/企業(yè)的融合機(jī)構(gòu)，大力發(fā)展網(wǎng)絡(luò)信息、隱身、電子對(duì)抗等前沿技術(shù)以實(shí)現(xiàn)電子戰(zhàn)與隱身緊耦合，加速推動(dòng)研發(fā)低零功率對(duì)抗環(huán)境下的電磁頻譜作戰(zhàn)系統(tǒng)，快速形成跨域體系對(duì)抗能力。