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    美國海軍電子戰(zhàn)系統(tǒng)及技術(shù)發(fā)展趨勢*

    2022-11-02 11:38:42陳曙暄姜麗敏李全運(yùn)
    飛控與探測 2022年4期
    關(guān)鍵詞:電子對(duì)抗電子戰(zhàn)反艦導(dǎo)彈

    高 磊,陳曙暄,姜麗敏,李全運(yùn)

    (北京航天自動(dòng)控制研究所 宇航智能控制技術(shù)國家級(jí)重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室·北京·100854)

    0 引 言

    電子戰(zhàn)技術(shù)具有效費(fèi)比高的優(yōu)勢,自20世紀(jì)40年代誕生以來受到了廣泛關(guān)注,產(chǎn)生了通信對(duì)抗、雷達(dá)對(duì)抗、光電對(duì)抗、情報(bào)偵察等多個(gè)作戰(zhàn)領(lǐng)域,在半個(gè)多世紀(jì)的歷次戰(zhàn)爭中發(fā)揮了巨大的作用[1-2]。為提升艦艇編隊(duì)的反導(dǎo)等能力,美國海軍電子戰(zhàn)技術(shù)自20世紀(jì)60年代以來得到了長足的發(fā)展。隨著航母編隊(duì)電子戰(zhàn)力量的完善,艦載電子戰(zhàn)系統(tǒng)、舷外電子戰(zhàn)系統(tǒng)、機(jī)載電子戰(zhàn)系統(tǒng)的迭代升級(jí),目前電磁防御作為一種軟殺傷能力,已經(jīng)成為航母編隊(duì)對(duì)抗反艦導(dǎo)彈的主要手段之一,力求實(shí)現(xiàn)降低反艦導(dǎo)彈對(duì)航母編隊(duì)打擊的成本交換優(yōu)勢。

    美軍歷來重視海軍電子戰(zhàn)技術(shù)的發(fā)展,率先研究并發(fā)展了多型艦載電子戰(zhàn)系統(tǒng),并按滾動(dòng)計(jì)劃裝備于主流作戰(zhàn)艦艇。同時(shí),高度重視其他國家電子對(duì)抗技術(shù)的最新發(fā)展,積極利用多國聯(lián)合研發(fā)優(yōu)勢形成舷外電子戰(zhàn)能力并持續(xù)發(fā)展。在航空母艦編隊(duì)電子進(jìn)攻力量方面,也形成了電子戰(zhàn)飛機(jī)的型譜化發(fā)展。在電子對(duì)抗技術(shù)發(fā)展方面,已經(jīng)形成艦艇編隊(duì)電子對(duì)抗能力,正在積極發(fā)展空海一體電子對(duì)抗能力。

    本文對(duì)美國海軍電子戰(zhàn)及電子對(duì)抗技術(shù)進(jìn)行了回顧與總結(jié),并根據(jù)技術(shù)發(fā)展現(xiàn)狀對(duì)海戰(zhàn)場電子對(duì)抗技術(shù)發(fā)展趨勢進(jìn)行了分析。

    1 美軍海戰(zhàn)場電子對(duì)抗裝備發(fā)展現(xiàn)狀

    美軍海戰(zhàn)場的電子對(duì)抗裝備主要為水面艦艇艦載電子戰(zhàn)系統(tǒng)、舷外電子戰(zhàn)系統(tǒng)和艦載機(jī)電子戰(zhàn)系統(tǒng)等三大類。艦載電子戰(zhàn)系統(tǒng)按照功能主要涵蓋雷達(dá)偵察干擾、光電告警干擾、無源干擾、舷外有源干擾等多種用途的干擾設(shè)備,艦載機(jī)電子戰(zhàn)系統(tǒng)主要為專用電子戰(zhàn)飛機(jī)。

    1.1 艦載電子戰(zhàn)系統(tǒng)

    為有效應(yīng)對(duì)其他世界各國新式反艦導(dǎo)彈的威脅,20世紀(jì)70年代美國海軍研制和配備了AN/SLQ-32電子戰(zhàn)系統(tǒng)。該艦載電子戰(zhàn)系統(tǒng)最早由美國雷聲公司研制生產(chǎn),經(jīng)歷了五代的發(fā)展和水面電子戰(zhàn)改進(jìn)計(jì)劃(Surface Electronic Warfare Improve-ment Program,SEWIP)分批改進(jìn)后,共形成了七型裝備??傮w而言,美軍的艦載電子戰(zhàn)系統(tǒng)在40余年的開發(fā)和完善過程中,先后進(jìn)行了近300次的軟硬件改進(jìn)與性能提升[3-4],據(jù)不充分資料統(tǒng)計(jì),目前已有不少于450套SLQ-32電子戰(zhàn)裝備被廣泛應(yīng)用到美軍和其盟國的軍艦上[5],當(dāng)前電子戰(zhàn)系統(tǒng)已成為美軍以400艘左右重要戰(zhàn)斗艦(包含航空母艦、巡洋艦、驅(qū)逐艦、護(hù)衛(wèi)艦)為代表的裝備體系中不可或缺的重要組成部分。

    1.1.1 AN/SLQ-32電子戰(zhàn)系統(tǒng)

    最初型的電子戰(zhàn)系統(tǒng)為AN/SLQ-32(V)1,其由多波束接收天線陣、瞬時(shí)測頻接收機(jī)、多路晶體視頻測向接收機(jī)、預(yù)處理機(jī)、中心計(jì)算機(jī)系統(tǒng)等構(gòu)成,工作在B3波段(6GHz~20GHz),2個(gè)天線陣分別配置于艦艇的左、右舷,可以實(shí)現(xiàn)對(duì)反艦導(dǎo)彈的雷達(dá)告警、識(shí)別和測向,并引導(dǎo)艦載無源干擾系統(tǒng)釋放,但不具備有源干擾的功能。

    第二型的電子戰(zhàn)系統(tǒng)為AN/SLQ-32(V)2,其在(V)1型的基礎(chǔ)上增加了天線陣列,新增了頻段范圍B1(0.25GHz~2GHz)和B2(2GHz~10GHz)的偵察功能,依然不具備有源干擾功能。

    第三型的電子戰(zhàn)系統(tǒng)為AN/SLQ-32(V)3,其在(V)2的基礎(chǔ)上新增了有源干擾功能,新增裝置中包含了8個(gè)行波管用高壓電源、1部應(yīng)答式干擾器、1個(gè)數(shù)字開關(guān)裝置以及1個(gè)干擾波形的產(chǎn)生器,具備實(shí)施噪聲干擾、轉(zhuǎn)發(fā)/應(yīng)答式干擾的能力,用于實(shí)現(xiàn)艦艇對(duì)其他瞄準(zhǔn)雷達(dá)和反艦巡航導(dǎo)彈末制導(dǎo)雷達(dá)進(jìn)行干擾的功能。

    SLQ-32(V)4在SLQ-32(V)3的基礎(chǔ)上進(jìn)行了改進(jìn)設(shè)計(jì),采用數(shù)字射頻存儲(chǔ)器(Digital Radio Frequency Memory, DRFM)技術(shù)實(shí)現(xiàn)較快的威脅判斷,新增了左右舷干擾設(shè)備之間的光纖連接,使其能夠滿足大型航母對(duì)電子戰(zhàn)的需求。

    AN/SLQ-32(V)5在AN/SLQ-32(V)2的基礎(chǔ)上新增了伙伴(Sidekick)雷達(dá)干擾機(jī),伙伴干擾機(jī)本身設(shè)計(jì)了左右舷干擾組件,各組件配置2個(gè)高增益多波束羅特曼透鏡天線(如圖1所示),其有效輻射功率約為MW級(jí),可以同時(shí)對(duì)抗80部威脅雷達(dá)[5]。

    圖1 AN/SLQ-32(V)5電子戰(zhàn)系統(tǒng)組成Fig.1 Electronic warfare system composition

    由于反艦導(dǎo)彈技術(shù)的快速進(jìn)步,美國海軍方面為了提高艦船自防御能力,切實(shí)提升艦艇軟殺傷性能,投資了水面電子戰(zhàn)改進(jìn)研發(fā)項(xiàng)目,旨在采用漸進(jìn)式開發(fā)的方式對(duì)SLQ-32(V)電子戰(zhàn)裝備進(jìn)行升級(jí),該計(jì)劃共分五輪進(jìn)行。目前已經(jīng)完成了Block1至Block3的研制計(jì)劃,其研發(fā)歷程如圖2所示[5]。Block4和Block5當(dāng)前都還處于研發(fā)階段,并計(jì)劃為SLQ-32(V)提供更加先進(jìn)的光電和紅外對(duì)抗作戰(zhàn)力量。

    在裝備列裝方面,SEWIP計(jì)劃誕生了SLQ-32(V)6和AN/SLQ-32(V)7兩型電子戰(zhàn)裝備。其中,AN/SLQ-32(V)6電子戰(zhàn)系統(tǒng)由SEWIP Block1和SEWIP Block2配套組成,AN/SLQ-32(V)7由AN/SLQ-32(V)6和SEWIP Block3配套組成。

    2020年9月30日,美國海軍與諾斯羅普·格魯曼公司簽訂了價(jià)值1億美元的AN/SLQ-32(V)7“水面電子戰(zhàn)改進(jìn)計(jì)劃”第三批次系統(tǒng)后續(xù)生產(chǎn)合同,該合同是價(jià)值16.6億美元的AN/SLQ-32(V)7 SEWIP BlockⅢ電子戰(zhàn)系統(tǒng)第一批后繼產(chǎn)品批次的續(xù)約合同。2021年6月11日,諾斯羅普·格魯曼公司向美國海軍交付了AN/SLQ-32(V)7第三代水面電子戰(zhàn)改進(jìn)計(jì)劃(SEWIP Block3)工程和開發(fā)模型(Engineering Development Model, EDM),至此美國海軍完成了最新型AN/SLQ-32(V)7電子戰(zhàn)系統(tǒng)的初步裝備。

    AN/SLQ-32(V)7采用了基于氮化鎵的相控陣技術(shù)以及開放式的電子戰(zhàn)系統(tǒng)接口,干擾頻段擴(kuò)展至毫米波段,配備軟殺傷協(xié)調(diào)系統(tǒng),能夠與舷外有源、箔條、角反射器、先進(jìn)的外置電子戰(zhàn)吊艙等協(xié)調(diào)工作。該系統(tǒng)能夠提供強(qiáng)大的有源電子對(duì)抗能力,據(jù)諾斯羅普·格魯曼公司宣稱裝備該系統(tǒng)后可以將原本用于防空的SM-2/6防空導(dǎo)彈用于主動(dòng)進(jìn)攻。

    1.1.2 AN/SLY-2電子戰(zhàn)裝備

    20世紀(jì)90年代初,美國海軍率先啟動(dòng)先進(jìn)集成電子戰(zhàn)系統(tǒng)(Advanced Integrated Electronic Warfare, AIEWS)計(jì)劃,但后來因AIEWS系統(tǒng)的生產(chǎn)費(fèi)用遠(yuǎn)遠(yuǎn)超出立項(xiàng)預(yù)算費(fèi)用,美軍于2002年5月終止了對(duì)該計(jì)劃的支持。然而,該計(jì)劃的執(zhí)行也誕生了一型新的艦載電子戰(zhàn)裝備——AN/SLY-2,也稱AN/SLQ-54。該型電子戰(zhàn)裝備在后來也進(jìn)行了部分列裝,自DDG-72號(hào)艦以后,部分艦艇改裝了AN/SLY-2雷達(dá)預(yù)警、干擾與欺騙系統(tǒng)[6]。AN/SLY-2對(duì)電子支援、電子進(jìn)攻、紅外搜索與跟蹤和紅外干擾能力進(jìn)行了綜合,并能夠?qū)崿F(xiàn)與艦載系統(tǒng)的高度集成。

    1.1.3 AN/SLQ-59電子戰(zhàn)裝備

    美國海軍研究實(shí)驗(yàn)室(Naval Research Laboratory,NRL)開發(fā)了一種移動(dòng)電子戰(zhàn)模塊(Transportable Electronic Warfare Module,TEWM)[7],提供了一種快速部署艦載對(duì)抗終端電子進(jìn)攻的能力,該成果促成了AN/SLQ-59電子戰(zhàn)系統(tǒng)。早在2013年,美軍太平洋司令部緊急采購24套AN/SLQ-59原型裝備以應(yīng)對(duì)其聲稱的新威脅,其實(shí)物如圖3中船舷的鼓形裝置,這些裝備均已在2014年列裝于美海軍第七艦隊(duì)的導(dǎo)彈驅(qū)逐艦、里根號(hào)核動(dòng)力航空母艦和巡洋艦上。2018年7月,穿越我國臺(tái)灣海峽的美國本福爾德號(hào)驅(qū)逐艦(DDG-65)和馬斯廷號(hào)驅(qū)逐艦(DDG-89)兩艘艦上均配備了AN/SLQ-59電子戰(zhàn)系統(tǒng)[8]。

    圖3 AN/SLQ-59裝配于DDG-51導(dǎo)彈驅(qū)逐艦Fig.3 AN/SLQ-59 assembled on DDG-51 missile destroyer

    1.2 舷外電子戰(zhàn)系統(tǒng)

    針對(duì)越來越多的反艦導(dǎo)彈采用干擾源尋的(Homing on Jamming,HOJ)等作戰(zhàn)方式,為實(shí)現(xiàn)導(dǎo)彈末制導(dǎo)段全程有效對(duì)抗,美軍大力發(fā)展了舷外電子戰(zhàn)系統(tǒng),主要有 “納爾卡”(Nulka)舷外有源誘餌[9-10]、AN/ALQ-248先進(jìn)舷外電子戰(zhàn)(Advan-ced Outboard Electronic Warfare,AOEW)有源任務(wù)載荷、艦射型長航時(shí)電子戰(zhàn)誘餌(Ship-launched EW Extended Endurance Decoy,SEWEED)[11]、無人艇電子干擾裝備[12-13]等。

    1.2.1 Nulka舷外有源誘餌

    Nulka是一種設(shè)計(jì)用于防御反艦導(dǎo)彈的懸停型舷外有源誘餌裝備,20世紀(jì)70年代上述裝備的概念就被提出,后來于1981年成功實(shí)現(xiàn)概念驗(yàn)證,1986年8月在美軍和澳大利亞的共同投資下進(jìn)行研制,并于1997年開始量產(chǎn),2001年正式列裝于美國、澳大利亞等國海軍的“伯克”級(jí)導(dǎo)彈驅(qū)逐艦。“伯克”級(jí)導(dǎo)彈驅(qū)逐艦共配有4座獨(dú)立的誘餌發(fā)射裝置MK53,每個(gè)發(fā)射管內(nèi)可裝配4枚Nulka舷外有源誘餌彈,每艘驅(qū)逐艦共裝備16枚。鑒于在導(dǎo)彈驅(qū)逐艦上的成功應(yīng)用案例,2006年美國海軍開始在林肯號(hào)核動(dòng)力航母上開展加裝Nulka的兼容性試驗(yàn),2015年12月艾森豪威爾號(hào)核動(dòng)力航母CVN-69成為第一個(gè)具備發(fā)射Nulka能力的核動(dòng)力航母。誘餌彈發(fā)射后可以按預(yù)編程方式飛行至100m高度(如圖4所示),其典型參數(shù)如表1所示[14-17]。

    為應(yīng)對(duì)采用新型末制導(dǎo)方式的反艦巡航導(dǎo)彈威脅,美國海軍發(fā)展了增強(qiáng)型納爾卡(E-Nulka),擴(kuò)展了頻率范圍和電子對(duì)抗載荷的有效性。采用固態(tài)氮化鎵技術(shù)后,已經(jīng)將頻率范圍擴(kuò)展至毫米波段,在頻率覆蓋上與升級(jí)后的艦載電子戰(zhàn)系統(tǒng)同步。

    圖4 Nulka的作戰(zhàn)場景Fig.4 Nulka combat scenario

    表1 Nulka典型指標(biāo)

    1.2.2 AN/ALQ-248先進(jìn)舷外電子戰(zhàn)有源干擾機(jī)

    洛克希德·馬丁公司提出了一種先進(jìn)舷外電子戰(zhàn)有源任務(wù)載荷,該載荷可搭載于MH-60R或MH-60S直升機(jī)上,不但具有獨(dú)立自主工作的優(yōu)點(diǎn),也能為水面艦艇提供先進(jìn)的反艦導(dǎo)彈檢測和電子對(duì)抗響應(yīng)能力。2017年1月12日,美國海軍與洛克希德·馬丁公司簽訂了研制AN/ALQ-248電子戰(zhàn)系統(tǒng)的合同;2018年2月6日,與洛克希德·馬丁公司旋轉(zhuǎn)和任務(wù)系統(tǒng)紐約分部簽訂1200萬美元的AN/ALQ-248又一年度合同。就其設(shè)計(jì)架構(gòu)而言,AN/ALQ-248能夠獨(dú)立工作于單機(jī)模式,也能夠與美國海軍現(xiàn)有水面電子戰(zhàn)系統(tǒng)AN/SLQ-32(V)6配合以進(jìn)行協(xié)同工作,就功能而言,AN/ALQ-248能夠檢測并判定來襲反艦導(dǎo)彈的目標(biāo)屬性,并產(chǎn)生射頻干擾阻止導(dǎo)彈命中目標(biāo)[18],如圖5所示。

    圖5 AN/ALQ-248的作戰(zhàn)使用Fig.5 Operational use of AN/ALQ-248

    1.2.3 SEWEED

    SEWEED是美國海軍研究辦公室面向新一代未來海軍持久性電子戰(zhàn)誘餌能力的關(guān)鍵計(jì)劃。隨后海軍研究實(shí)驗(yàn)室推出了一型射頻干擾組件,該組件是重點(diǎn)面向未來一段時(shí)期內(nèi)系列化電子戰(zhàn)誘餌進(jìn)行的原型設(shè)計(jì)。SEWEED是海軍研究實(shí)驗(yàn)室當(dāng)前正在執(zhí)行的最新型的長持久性電子戰(zhàn)誘餌飛行器研發(fā)計(jì)劃,其作戰(zhàn)示意圖如圖6所示,在此計(jì)劃之前海軍研究實(shí)驗(yàn)室已經(jīng)完成的先進(jìn)電子戰(zhàn)誘餌技術(shù)演示項(xiàng)目還包括飛行雷達(dá)目標(biāo)(Flying Radar Target, FLYRT)和Eager優(yōu)先獲取誘餌[19]。

    圖6 SEWEED的作戰(zhàn)示意圖Fig.6 Operational intent of SEWEED

    1.2.4 USSV-EW無人艇電子干擾裝備

    為逐步擴(kuò)展水面電子技術(shù)的應(yīng)用范圍并減少戰(zhàn)損,NRL戰(zhàn)術(shù)電子戰(zhàn)分部研發(fā)了一種面向水面艦艇防御的先進(jìn)電子戰(zhàn)攻擊系統(tǒng),電子戰(zhàn)設(shè)備搭載于無人艇上(Unmanned Surface Vessel, USV)(如圖7所示),并可與戰(zhàn)斗艦或多艇協(xié)同實(shí)施聯(lián)合電子戰(zhàn),以期實(shí)現(xiàn)大范圍長期持續(xù)性的電子戰(zhàn)防御系統(tǒng)[12-13]。

    圖7 NRL在無人艇上進(jìn)行電子戰(zhàn)載荷測試Fig.7 NRL conducts EW load test on USV

    1.2.5 無源干擾裝備

    美國海軍目前裝備的舷外無源干擾裝備主要為充氣式角反射體和箔條誘餌彈兩大類。

    (1)充氣式角反射體

    馬島海戰(zhàn)后,英國方面總結(jié)了“謝菲爾德”號(hào)艦艇遭受反艦導(dǎo)彈命中并摧毀的教訓(xùn),由英國埃文宇航公司(現(xiàn)機(jī)載系統(tǒng)公司)緊急研發(fā)了DLF-1型充氣式角反射體,采用雙棱錐八面體結(jié)構(gòu)。20世紀(jì)80年代中期,在DLF-1的基礎(chǔ)上對(duì)表面材料及充氣方法進(jìn)行了改進(jìn)設(shè)計(jì),增強(qiáng)了雷達(dá)反射截面積和回波質(zhì)量,從而形成了DLF-2型充氣式角反射體。DLF-2后來也被美國海軍引進(jìn)并列裝,裝備代號(hào)為AN/SLQ-49,主要列裝于登陸艦和兩棲攻擊艦上,該裝備已在2000年退役[20]。

    為提升角反射體干擾的全向散射特性,DLF-3型充氣式角反射體是在DLF-2型的基礎(chǔ)上進(jìn)行了結(jié)構(gòu)重新設(shè)計(jì),采用類似球形的六十面體,共構(gòu)造出20個(gè)角反射器(如圖8所示),可模擬的雷達(dá)有效截面積超過了50萬m2,對(duì)反艦導(dǎo)彈的欺騙作用進(jìn)一步提升。作戰(zhàn)時(shí)艦載電子戰(zhàn)系統(tǒng)根據(jù)對(duì)反艦導(dǎo)彈的偵察情況,確定采用沖淡式干擾或質(zhì)心式干擾,并在相應(yīng)的有效彈目距離施放充氣式角反射體,可以形成一個(gè)快速膨脹的雷達(dá)反射陣列[21]。早在2013年,DLF-3的改進(jìn)型DLF-3(b)被美國海軍引進(jìn),形成了裝備代號(hào)為MK59 Mod0的充氣式角反射體系統(tǒng),美海軍曾率先于2014年6月利用“伯克”級(jí)、“拉姆奇”號(hào)和“唐納德·庫克”號(hào)導(dǎo)彈驅(qū)逐艦平臺(tái)完成了海上試驗(yàn),預(yù)期未來DLF-3(b)將作為美國海軍主要戰(zhàn)艦的制式角反射器干擾裝備。

    圖8 MK59 Mod0海上試驗(yàn)Fig.8 MK59 Mod0 offshore test

    (2)箔條誘餌彈

    箔條誘餌彈是一種廣泛采用的低成本無源干擾裝備,美軍海軍早期使用的箔條誘餌彈包括“箔條星”“超級(jí)箔條星”和遠(yuǎn)程舷外箔條彈“洛羅克”“超級(jí)洛羅克”,主要應(yīng)用于快速浮散型舷外干擾箔條(Rapid Blooming Offboard Chaff, RBOC)和超速浮散型舷外干擾箔條(Super Rapid Blooming Off-board Chaff, SRBOC)無源干擾系統(tǒng)。“超級(jí)箔條星”干擾彈有效頻段覆蓋8GHz~18GHz范圍,其最大射程高達(dá)4.5km,引爆后能生成大面積的箔條假目標(biāo)云團(tuán),能夠?qū)走_(dá)制導(dǎo)的反艦導(dǎo)彈起到迷惑作用。箔條彈使用時(shí)可結(jié)合反艦導(dǎo)彈搜索或跟蹤段采用沖淡式或質(zhì)心式干擾樣式,在跟蹤段采用質(zhì)心式干擾時(shí)可結(jié)合艦體機(jī)動(dòng),將艦體雷達(dá)散射截面積低的船舷朝向?qū)椧耘浜线_(dá)到更好的干擾效果[22-25]。

    為增強(qiáng)對(duì)采用雷達(dá)光電復(fù)合制導(dǎo)的反艦導(dǎo)彈的有效對(duì)抗性能,美軍還研發(fā)了“超級(jí)雙子座”超射頻/寬頻段紅外干擾彈。美國海軍MK36 SRBOC系統(tǒng)配備的一枚“超級(jí)雙子座”誘餌干擾彈引爆后,能夠在形成很大雷達(dá)散射截面積的基礎(chǔ)上同時(shí)產(chǎn)生有效的紅外誘餌信號(hào),而單枚干擾彈產(chǎn)生的雷達(dá)散射截面積和紅外輻射強(qiáng)度就能夠起到保護(hù)一艘護(hù)衛(wèi)艦大小的艦艇的作用[26]。

    1.3 艦載機(jī)電子戰(zhàn)系統(tǒng)

    美國海軍艦載電子戰(zhàn)飛機(jī)經(jīng)歷了EA-6B“徘徊者”和EA-18G“咆哮者”兩代的發(fā)展,目前正在開展下一代干擾機(jī)(Next Generation Jammer,NGJ)的研制。

    1.3.1 EA-6B“徘徊者”

    EA-6B“徘徊者”是諾斯羅普·格魯曼公司為保護(hù)航母執(zhí)行軟硬殺傷的電子戰(zhàn)飛機(jī)平臺(tái),主要實(shí)施對(duì)敵防空壓制和信號(hào)情報(bào)任務(wù),在2005年前一直是美國海軍主要的遠(yuǎn)程雷達(dá)干擾平臺(tái)。EA-6B“徘徊者”搭載ALQ-218戰(zhàn)術(shù)偵察接收機(jī)和ALQ-99干擾吊艙,共有10個(gè)干擾波段,覆蓋從64MHz~18GHz的連續(xù)干擾能力[27]。

    1.3.2 EA-18G“咆哮者”

    EA-18G“咆哮者”電子戰(zhàn)飛機(jī)采用ALQ-218V(2)型戰(zhàn)術(shù)接收機(jī)和先進(jìn)的ALQ-99型戰(zhàn)術(shù)電子干擾吊艙,具備強(qiáng)大的電磁攻擊能力,是美國海軍重要的空中電子戰(zhàn)裝備。EA-18G“咆哮者”電子戰(zhàn)飛機(jī)配置了3部大型電子戰(zhàn)干擾吊艙,其典型干擾功率達(dá)100kW量級(jí),能夠?qū)崿F(xiàn)持續(xù)的全頻段干擾,也具備實(shí)施“跟蹤-瞄準(zhǔn)式干擾”的能力,達(dá)到了對(duì)電磁頻譜精確攻擊的作戰(zhàn)目標(biāo)[28]。

    1.3.3 NGJ

    NGJ是美國海軍為應(yīng)對(duì)日益復(fù)雜的戰(zhàn)場電磁頻譜環(huán)境而研發(fā)的新一代干擾裝備,它具有諸多技術(shù)優(yōu)勢:工作帶寬廣、電子波束掃描快速切換、全極化分集和自適應(yīng)波形等。NGJ采用高效率GaN T/R組件實(shí)現(xiàn)有源相控陣電子波束掃描,以提升系統(tǒng)對(duì)復(fù)雜環(huán)境下高密度威脅輻射源的適應(yīng)性,其干擾功率比ALQ-99增加10倍;采用數(shù)字和基于軟件定義技術(shù)實(shí)現(xiàn)全數(shù)字、可擴(kuò)展、可編程的信號(hào)接收和干擾信號(hào)產(chǎn)生。系統(tǒng)分3個(gè)吊艙NGJ-LB、NGJ-MB、NGJ-HB,分別實(shí)現(xiàn)對(duì)低頻段、中頻段和高頻段的全覆蓋,在發(fā)展過程中美軍優(yōu)先研制針對(duì)地面防空系統(tǒng)作戰(zhàn)雷達(dá)的中波段吊艙NGJ-MB,其次是針對(duì)低頻段監(jiān)視雷達(dá)的NGJ-LB,而針對(duì)敵方飛機(jī)空空威脅的高頻段干擾吊艙NGJ-HB則排在最后。

    2021年6月29日,雷聲公司情報(bào)與航天分公司電子戰(zhàn)系統(tǒng)部進(jìn)行了NGJ-MB的研發(fā)測試,并成功轉(zhuǎn)入小批量試生產(chǎn)階段,未來將逐步取代現(xiàn)役的ALQ-99干擾裝備,成為EA-18G電子戰(zhàn)飛機(jī)的新一代主戰(zhàn)裝備。

    2 海戰(zhàn)場電子對(duì)抗技術(shù)發(fā)展現(xiàn)狀

    隨著信息化武器的大量投入使用,為適應(yīng)反艦導(dǎo)彈飽和攻擊、戰(zhàn)斗機(jī)編隊(duì)協(xié)同突防等需求,美國海軍逐漸形成了完備的艦艇編隊(duì)協(xié)同電子對(duì)抗、空海一體化電子對(duì)抗、艦載高功率微波近程防御等對(duì)抗技術(shù)及能力。

    2.1 艦艇編隊(duì)電子對(duì)抗

    艦艇編隊(duì)協(xié)同電子對(duì)抗具有壓制范圍大、干擾暴露區(qū)小、不易被干擾源尋的等優(yōu)勢[29],同時(shí)利用不同艦艇的偵察資源,可以提升單艦探測和威脅感知的能力。

    美國海軍執(zhí)行的協(xié)同作戰(zhàn)能力(Cooperative Engagement Capability,CEC)能夠運(yùn)用電子計(jì)算機(jī)、通信系統(tǒng)和網(wǎng)絡(luò)等現(xiàn)代信息技術(shù),把各協(xié)同單元上的目標(biāo)探測、指揮控制和武器系統(tǒng)等裝備互聯(lián)構(gòu)成網(wǎng)絡(luò),以進(jìn)行作戰(zhàn)信息共享[30-31]。艦艇編隊(duì)經(jīng)CEC協(xié)同后,各艦除自身感知信息外,也能同時(shí)獲取CEC系統(tǒng)共享的各協(xié)同單元的原始探測數(shù)據(jù)。在防空反導(dǎo)方面,能夠支撐他艦宙斯盾雷達(dá)探測己艦反導(dǎo)攔截操作。在電子對(duì)抗方面,為更有效地對(duì)抗彈群協(xié)同打擊,能夠按照電磁態(tài)勢優(yōu)化各艦協(xié)同干擾資源,也能夠避免單艦對(duì)抗帶來易暴露艦體目標(biāo)的問題。

    2.2 空海一體電子對(duì)抗

    為抵消中國反介入/區(qū)域拒止軍事戰(zhàn)略,美軍提出了空海一體戰(zhàn)的構(gòu)想,如圖9所示,在該作戰(zhàn)構(gòu)想中將海面、空中、天基的各種情報(bào)監(jiān)視與偵察裝備和電子戰(zhàn)系統(tǒng)及裝備都納入了作戰(zhàn)要素[32]。其中,主要的情報(bào)、監(jiān)視與偵察系統(tǒng)裝備包括:空天目標(biāo)監(jiān)視系統(tǒng)、衛(wèi)星偵察系統(tǒng)、機(jī)載偵察系統(tǒng)、綜合化情報(bào)處理分發(fā)與利用系統(tǒng)。主要的電子戰(zhàn)系統(tǒng)包括:電子偵察衛(wèi)星、電子戰(zhàn)飛機(jī)、電子偵察飛機(jī)(F-35和X-47B)、無人機(jī)(RQ-4“全球鷹”無人機(jī),MQ-9“死神”無人機(jī))、機(jī)載和艦載電子戰(zhàn)系統(tǒng)等[33]。借助上述武器裝備的信息網(wǎng)絡(luò)能力,可以針對(duì)敵方作戰(zhàn)網(wǎng)絡(luò)實(shí)施致盲作戰(zhàn),或針對(duì)敵方的遠(yuǎn)程情報(bào)偵察系統(tǒng)實(shí)施壓制作戰(zhàn),以實(shí)現(xiàn)對(duì)敵方的遠(yuǎn)程作戰(zhàn)信息阻斷效應(yīng),并最終奪取海、天、空和電磁空間的絕對(duì)控制權(quán)。

    圖9 美軍繪制的中國反介入/區(qū)域拒止作戰(zhàn)示意圖Fig.9 Schematic diagram of China’s Anti-Access/Area Denial drawn by the US military

    2.3 艦載高功率微波近程防御

    隨著射頻制導(dǎo)技術(shù)的進(jìn)步,對(duì)海軍而言,抗舷外有源干擾對(duì)抗反艦導(dǎo)彈存在近距離燒穿等風(fēng)險(xiǎn),經(jīng)典的海戰(zhàn)場作戰(zhàn)樣式中,艦載防御系統(tǒng)末端主要依賴艦載密集火炮進(jìn)行硬殺傷對(duì)抗。受密集火炮仰角等限制,近年來美國海軍重點(diǎn)發(fā)展了艦載高功率微波近程防御系統(tǒng),具備在艦載雷達(dá)的引導(dǎo)下進(jìn)行對(duì)小型船只、無人機(jī)、部分飛機(jī)和導(dǎo)彈的高功率微波對(duì)抗,不會(huì)因氣候環(huán)境受到嚴(yán)重影響,進(jìn)一步提升艦艇自防御對(duì)抗能力。

    3 海戰(zhàn)場電子對(duì)抗發(fā)展趨勢

    當(dāng)前海戰(zhàn)場電子戰(zhàn)面臨的問題主要體現(xiàn)在三個(gè)方面:1)越來越多的信息裝備造成頻譜越來越擁擠,戰(zhàn)場上體現(xiàn)出極高的脈沖密度,對(duì)電子戰(zhàn)裝備偵察系統(tǒng)實(shí)時(shí)處理能力的要求越來越高;2)作戰(zhàn)方式和作戰(zhàn)任務(wù)的多樣化,要求電子戰(zhàn)系統(tǒng)向分布式多平臺(tái)、智能化、網(wǎng)絡(luò)化方向發(fā)展;3)隨著反艦導(dǎo)彈新體制探測制導(dǎo)對(duì)抗能力的提升,海戰(zhàn)場對(duì)具有隱蔽特性的新型干擾技術(shù)需求迫切。

    3.1 向多武器平臺(tái)綜合電子戰(zhàn)方向發(fā)展

    為有效應(yīng)對(duì)未來高強(qiáng)度海面戰(zhàn)爭和空戰(zhàn)的需求,外軍電子戰(zhàn)武器裝備也正在由特定電子戰(zhàn)裝備作戰(zhàn)對(duì)抗向多武器平臺(tái)、多手段、多功能的戰(zhàn)區(qū)級(jí)綜合一體化電子戰(zhàn)方向演變[34]。綜合電子戰(zhàn)系統(tǒng)通過進(jìn)行作戰(zhàn)信息的共享、對(duì)干擾資源進(jìn)行優(yōu)化,可以大幅提高電子聯(lián)合作戰(zhàn)的總體效益。就美軍而言,其陸、海、空軍正在聯(lián)合研發(fā)三軍通用的綜合一體化電子聯(lián)合作戰(zhàn)系統(tǒng),主要包括空軍和海軍聯(lián)合研制的機(jī)載綜合電子系統(tǒng)(Integrated Electronic Warfare System,INEWS)、綜合防御電子對(duì)抗系統(tǒng)(Integrated Defensive Elec-tronic Counter Measures,IDECM),以及陸軍綜合射頻對(duì)抗系統(tǒng)(Suite of Integrated Radio Frequency Countermeasures,SIRFC)等。

    以對(duì)海作戰(zhàn)為例,未來反艦導(dǎo)彈將遭遇末制導(dǎo)全程艦載干擾、機(jī)載干擾、防區(qū)外支援式干擾等綜合干擾手段,在導(dǎo)引頭搜索目標(biāo)段將面臨大功率噪聲壓制干擾和大量假目標(biāo)欺騙干擾,可能造成導(dǎo)引頭信號(hào)與信息處理任務(wù)飽和死機(jī)等,因而長時(shí)間無法正常進(jìn)入后續(xù)工作流程,導(dǎo)致任務(wù)失敗。

    3.2 向智能干擾方向發(fā)展

    隨著精確制導(dǎo)新技術(shù)的快速出現(xiàn)和裝備升級(jí),戰(zhàn)場上出現(xiàn)了大量使用的雷達(dá)及通信裝備,導(dǎo)彈上新增的導(dǎo)引頭探測、通信、對(duì)抗等無線電設(shè)備也被大量使用,導(dǎo)致現(xiàn)代戰(zhàn)場的電磁背景越來越復(fù)雜。一部電子戰(zhàn)設(shè)備可能同時(shí)受幾十臺(tái)甚至上百臺(tái)電子設(shè)備的電磁輻射,導(dǎo)致現(xiàn)有電子戰(zhàn)裝備對(duì)目標(biāo)信號(hào)的威脅感知難度急劇加大[35],傳統(tǒng)的電子戰(zhàn)裝備已經(jīng)難以適應(yīng)從復(fù)雜的海量信號(hào)中準(zhǔn)確分選出目標(biāo)輻射源信號(hào),急需發(fā)展智能電子偵察技術(shù)。

    隨著雷達(dá)技術(shù)的進(jìn)步,導(dǎo)引頭逐漸采用多工作模式及抗干擾技術(shù),傳統(tǒng)的基于典型作戰(zhàn)樣式的電子干擾技術(shù)也逐漸失效。為了更好地適應(yīng)高動(dòng)態(tài)變化的電磁域,電子戰(zhàn)裝備需要具備實(shí)時(shí)偵察、通過態(tài)勢感知推斷導(dǎo)引頭工作狀態(tài)、實(shí)時(shí)智能決策干擾方式并根據(jù)電磁態(tài)勢推斷干擾效能的能力,因此,干擾技術(shù)也必將向干擾樣式智能化發(fā)展。

    3.3 無人集群電子戰(zhàn)系統(tǒng)技術(shù)

    海戰(zhàn)場面臨的干擾和突防手段越來越多,目標(biāo)數(shù)量越來越密集,采用無人集群電子戰(zhàn)技術(shù)能夠達(dá)成在作戰(zhàn)成本和作戰(zhàn)效能方面的良好的收益。采用集群電子戰(zhàn)裝備和設(shè)計(jì)技術(shù),能夠有效降低作戰(zhàn)目標(biāo)對(duì)單個(gè)電子戰(zhàn)作戰(zhàn)平臺(tái)對(duì)抗資源和技術(shù)指標(biāo)的要求,從而達(dá)到單一節(jié)點(diǎn)的低成本,并且利用集群協(xié)同作戰(zhàn)提高電子對(duì)抗的效能。在未來還可以重點(diǎn)發(fā)展無人平臺(tái)通用射頻/光電/水聲綜合對(duì)抗系列載荷技術(shù),以及發(fā)展無人集群電子戰(zhàn)系統(tǒng)可視化指揮控制技術(shù)等[36],提升面向多任務(wù)、多目標(biāo)的對(duì)抗效能。

    3.4 加快新型干擾的裝備形成能力

    針對(duì)傳統(tǒng)干擾存在的功率強(qiáng)、易被干擾源尋的等問題,考慮未來武器裝備對(duì)多信息域綜合感知與隱蔽對(duì)抗的技術(shù)需求,在預(yù)先研究的基礎(chǔ)上,未來應(yīng)加快推進(jìn)有源電子掃描陣列(Active Electronically Scanned Array, AESA)多波束跟蹤瞄準(zhǔn)干擾、多干擾機(jī)信號(hào)級(jí)協(xié)同交叉眼干擾、極化分集等新型對(duì)抗技術(shù)的裝備轉(zhuǎn)化,提升干擾的有效性和持久性,在實(shí)施全時(shí)干擾的同時(shí)提升對(duì)抗的隱蔽性,達(dá)到保護(hù)干擾施放平臺(tái)的能力。

    4 結(jié)束語

    本文對(duì)美軍海戰(zhàn)場電子對(duì)抗主要武器裝備的發(fā)展進(jìn)行了回顧,總結(jié)了美軍海戰(zhàn)場電子對(duì)抗技術(shù)的發(fā)展脈絡(luò),并對(duì)未來海戰(zhàn)場電子對(duì)抗技術(shù)的發(fā)展趨勢進(jìn)行了預(yù)測,以期能夠?qū)ο嚓P(guān)技術(shù)和裝備的發(fā)展提供參考。

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