基于外軍典型便攜式電子戰(zhàn)裝備的單兵電子對抗發(fā)展

石 榮，徐劍韜，鄧 科(電子信息控制重點實驗室，四川 成都 610036)

0 引 言

單兵裝備，從字面上理解是特指單個士兵所使用的武器裝備；但從廣義上講，單兵并不只局限于一名士兵，也包含幾名士兵所組成的小團體[1]。單兵電子戰(zhàn)裝備是陸軍、海軍陸戰(zhàn)隊和空降兵等軍種中執(zhí)行地面電子對抗任務(wù)的軍事人員所使用的裝備，其最主要的特性就是方便攜帶與使用，所以又稱為便攜式電子戰(zhàn)裝備，它與地面固定站、車載、艦載、機載、彈載和星載等其它承載平臺的電子戰(zhàn)裝備一起構(gòu)成了完整的電子戰(zhàn)裝備體系。對于便攜式電子戰(zhàn)裝備來講，常見的攜帶方式包括背負(fù)式、手提式等，即裝備拆裝收折之后，放置于背包或手提箱中，由人員背負(fù)搬運或手提運輸。雖然已有部分文獻對地面固定站、車載[2]、艦載[3]、機載[4]、彈載[5]和星載等形式的電子戰(zhàn)裝備進行過介紹與分析，但目前對單兵便攜式電子戰(zhàn)裝備的關(guān)注較少，研究不多，這給電子戰(zhàn)裝備的體系化建設(shè)和創(chuàng)新性發(fā)展造成了一定的影響。

針對上述問題，本文以各類公開文獻資料為信息來源，以外軍便攜式電子戰(zhàn)裝備為研究對象，按照對抗的不同目標(biāo)類型，從偵察與干擾等不同角度對外軍典型便攜式電子戰(zhàn)裝備進行了分類，簡要描述了其主要功能與性能，歸納總結(jié)了單兵電子對抗的主要任務(wù)與能力需求，以及單兵電子戰(zhàn)裝備的主要特點，展望了其未來發(fā)展趨勢，詳細(xì)闡述如下。

1 外軍典型便攜式電子戰(zhàn)裝備

當(dāng)前對世界各國武器裝備進行公開報道的權(quán)威性文獻為簡氏防務(wù)系列資料[6]，同時世界各國對于出口型武器裝備也主動公開其功能與性能參數(shù)，除此之外，各類公開發(fā)行的期刊雜志也會對部分武器裝備進行介紹。電子戰(zhàn)裝備也不例外，通過對這些公開文獻報道的外軍典型便攜式電子戰(zhàn)裝備進行歸類分析，可以從中看到單兵電子對抗這一領(lǐng)域的發(fā)展情況。

為了便于闡述，首先按照偵察裝備與干擾裝備來對外軍典型便攜式電子戰(zhàn)裝備進行劃分，表1列出了外軍典型便攜式電子對抗干擾裝備，包含了雷達(dá)干擾、通信干擾等主要類型；在偵察裝備中再將雷達(dá)偵察與光電偵察等便攜式非通信偵察裝備歸為一小類，列于表2中；而剩下的便攜式通信偵察裝備列于表3中。從表1至表3，在列出各型裝備的名稱、類型、生產(chǎn)廠商與主要使用者之外，同時對裝備的主要功能與性能進行了概要描述，從而為后續(xù)的對比性分析提供了條件。

表2 外軍典型便攜式雷達(dá)偵察與光電偵察裝備列表

表3 外軍典型便攜式通信偵察裝備列表

續(xù)表

序號名稱類型廠商使用者主要功能與性能14“快測”測向系統(tǒng)通信偵察R&S公司美國重22 7kg，接收頻率范圍20～1000MHz，掃描速度10信道/s，調(diào)諧分辨率3kHz，電池使用時間12h，可對截獲的AM/FM信號進行測向。15TC?525，586，1200，5025系列測向機通信偵察技術(shù)通信公司美國(1)TC?525接收頻率范圍1 5～1300MHz(可擴展至10kHz～2000MHz)，可對AM/FM/CW/脈沖/單邊帶(SSB)信號解調(diào)，方位測向分辨率1°；(2)TC?586接收頻率范圍1 5～1300MHz，方位測向分辨率1°，由電池組供電；(3)TC?1200接收頻率范圍15～1000MHz；(4)TC?5025不包括電池時重3 5kg，方位測向分辨率1°。16WJ?8991背負(fù)式測向系統(tǒng)通信偵察沃特金斯·約翰遜公司美國重23kg，接收頻率范圍20～1200MHz，測向精度3°～5°rms，靈敏度優(yōu)于10μV/m，由測向天線、接收機、手持式控制器、三腳架、耳機、羅盤等構(gòu)成。17ZS?200尋的與測向系統(tǒng)通信偵察盧卡斯·澤塔公司美國重5kg，接收頻率范圍2～1000MHz(可擴展至0 1～2000MHz)，包括手持式尋的和測向天線、監(jiān)視接收機、液晶顯示器，由電池供電。18ZS1850測向系統(tǒng)通信偵察盧卡斯·澤塔公司美國接收頻率范圍20～1000MHz(可擴展至0 1～2000MHz)，采用相關(guān)干涉儀，測向精度2°rms，測向響應(yīng)時間10～200ms，測向速度500通道/s。19PRM?1?2000監(jiān)測系統(tǒng)通信偵察IRAN電子工業(yè)公司伊朗重15kg，接收頻率范圍1～2000MHz，采用電池供電可連續(xù)工作3h，可對AM、CW、FM、LSB、USB等信號進行接收解調(diào)。20LEARAS系統(tǒng)通信偵察組合系統(tǒng)集團英國不含電池重15kg，掌上電腦PDA模式下功耗<16W，個人計算機(PC)模式下功耗<30W，接收頻率范圍2～2000MHz，測向精度5°rms，最小信號持續(xù)時間為2 5ms。

從上述外軍典型便攜式電子戰(zhàn)裝備來看，干擾裝備的種類極其有限，在8型便攜式干擾裝備中雷達(dá)干擾裝備只占1型；通信干擾裝備占6型；剩余的1型為引信干擾裝備；而沒有光電干擾裝備。在便攜式偵察裝備中，雷達(dá)偵察與激光告警各占2型，而剩余的20型全部為通信偵察裝備，而且絕大部分都具有通信偵察/測向功能。之所以在單兵電子戰(zhàn)裝備的種類分布上會出現(xiàn)上述“以通信、偵察、測向為絕對主力”的特點，這實際上與單兵電子對抗的任務(wù)需求與裝備使用條件是相吻合的。

2 單兵電子對抗任務(wù)分析

從針對的作戰(zhàn)目標(biāo)類型來劃分，單兵電子對抗的作戰(zhàn)任務(wù)雖然覆蓋了傳統(tǒng)的雷達(dá)對抗、通信對抗和光電對抗三大類型，但其中的任務(wù)量占比是極不均衡的，其中通信對抗，特別是通信、偵察、測向，占據(jù)了單兵電子對抗任務(wù)的絕對主流，外軍典型電子對抗裝備的類型分布也反映出了這一特點。實際上從單兵電子對抗的任務(wù)需求分析中也可窺見一斑。

(1) 對戰(zhàn)場特定雷達(dá)的對抗

便攜式地面監(jiān)視雷達(dá)又稱為戰(zhàn)場監(jiān)視雷達(dá)，是一種對人員、車輛、低空飛行物和旋翼飛機等移動小目標(biāo)進行探測與識別的便攜式雷達(dá)，在世界各國陸軍中廣泛應(yīng)用。其典型代表為圖1(a)所示的美國陸軍裝備的AN-PPS-15地面監(jiān)視雷達(dá)，以及圖1(b)所示的俄羅斯的“前燈-1”地面監(jiān)視雷達(dá)[7]。

圖1 美俄兩國典型的便攜式地面監(jiān)視雷達(dá)

上述地面監(jiān)視雷達(dá)是單兵雷達(dá)對抗的重要目標(biāo)對象之一，在戰(zhàn)場上及時發(fā)現(xiàn)并定位此類目標(biāo)，對于引導(dǎo)干擾與火力打擊都具有十分重要的意義，所以便攜式雷達(dá)偵察裝備也應(yīng)運而生。除了偵察，當(dāng)然還有干擾。表1中所列的便攜式“獾”戰(zhàn)場雷達(dá)干擾機除了對此類雷達(dá)實施干擾之外，還可以對部分防空雷達(dá)和火炮或炮擊炮定位雷達(dá)實施干擾，通過雷達(dá)天線主波束和旁瓣波束來注入干擾信號。該便攜式干擾機要實現(xiàn)對上述雷達(dá)目標(biāo)的有效干擾，首先要求其工作地點與上述雷達(dá)之間有直視距離，但又不能距離目標(biāo)太近，要有一定的隱蔽性，否則會被發(fā)現(xiàn)而遭到火力摧毀，所以該類便攜式裝備在設(shè)計中也采用了一個可折疊拼裝的口徑約0.6 m的反射面天線，通過點波束高增益天線來確保干擾機能夠在離目標(biāo)足夠遠(yuǎn)的距離上實施干擾作戰(zhàn)任務(wù)，如圖2所示。

圖2 便攜式“獾”戰(zhàn)場雷達(dá)干擾機

(2) 對戰(zhàn)場通信設(shè)備的對抗

現(xiàn)代戰(zhàn)爭中，士兵除了配備的武器彈藥之外，使用最多的設(shè)備就是戰(zhàn)術(shù)無線電臺[8]，士兵之間的協(xié)同、班排之間的聯(lián)絡(luò)、戰(zhàn)斗命令的下達(dá)、戰(zhàn)場狀態(tài)的回傳等都需要無線通信設(shè)備來保障，這也決定了戰(zhàn)場單兵通信設(shè)備不僅用量大，而且重要性高。如果能夠在雙方士兵交戰(zhàn)過程中，針對對方的戰(zhàn)術(shù)無線電臺實施有效干擾，削弱其協(xié)同作戰(zhàn)能力，將會獲得巨大的戰(zhàn)場信息優(yōu)勢，再加上便攜式通信干擾裝備攜帶方便，而且在作戰(zhàn)中還可以通過近距離干擾來提高干擾效能，所以干擾發(fā)射機的輸出功率一般都在幾W至幾十W范圍內(nèi)。例如在如圖3所示的“瑞奧特”擺放式電子戰(zhàn)系統(tǒng)中，干擾發(fā)射機輸出僅有5 W。這也使得在單兵干擾裝備中便攜式通信干擾裝備的種類和數(shù)量遠(yuǎn)大于雷達(dá)干擾裝備。

圖3 “瑞奧特”擺放式干擾機

另一方面，近年來在反恐作戰(zhàn)中針對遙控式簡易爆炸裝置(IED)的干擾也是單兵通信干擾裝備發(fā)展中的一個熱點，而且該裝備的數(shù)量在最近幾年不斷攀升，其干擾對象包括了各式手機、各種遙控器、業(yè)余無線電臺等，相關(guān)的單兵便攜式干擾機如圖4所示。關(guān)于此方面的討論可見參考文獻[9]，在此就不再重復(fù)展開贅述了。

圖4 對抗遙控式簡易爆炸裝置的便攜式干擾機

除了干擾之外，采用便攜式通信偵察裝備對戰(zhàn)場無線電臺實施偵察測向，并且通過測向交叉來進行定位，這對于戰(zhàn)場態(tài)勢的準(zhǔn)確獲取、引導(dǎo)對目標(biāo)實施火力打擊都具有重要的戰(zhàn)術(shù)意義，所以便攜式通信偵察測向裝備占據(jù)了單兵電子戰(zhàn)裝備的絕對主力，而且大部分測向設(shè)備收折之后采用背包裝載，由單兵背負(fù)式搬運，在使用時通過獨立支架展開天線進行工作，如圖5、圖6所示。

圖5 AN-PRD-13便攜式通信偵察測向系統(tǒng)

圖6 TC-525背負(fù)式通信偵察測向機

除此之外，還有更加簡易的手持式通信測向裝備，在近距離通信偵察中使用也十分方便，更適合單兵在城市巷戰(zhàn)中應(yīng)用，如圖7所示[6]。

圖7 手持式通信偵察測向機

(3) 對戰(zhàn)場激光瞄準(zhǔn)器的告警

隨著現(xiàn)代戰(zhàn)爭中激光瞄準(zhǔn)器的廣泛使用，射擊的準(zhǔn)確度和精度都得到了極大的提升，由于激光瞄準(zhǔn)器在使用過程中會向被瞄準(zhǔn)的目標(biāo)發(fā)射波束極窄的激光，所以被攻擊者采用激光告警可以告知其危險狀態(tài)，以便及時采取應(yīng)對措施，例如快速移動、脫離瞄準(zhǔn)區(qū)等。這使得單兵便攜式激光告警器也得到了一定范圍的應(yīng)用。

3 單兵電子戰(zhàn)裝備的特點

從外軍典型便攜式電子戰(zhàn)裝備的功能與性能中可以歸納總結(jié)出單兵電子戰(zhàn)裝備具有如下主要特點：

(1) 單兵電子戰(zhàn)裝備在設(shè)備的體積、重量和功耗上都有極其嚴(yán)格的限制。

傳統(tǒng)的單兵裝備主要包括隨身攜帶的武器、彈藥、各類器具等，一般情況下單兵負(fù)荷量不超過20 kg。但信息化單兵裝備與傳統(tǒng)單兵裝備相比，一方面在功能上發(fā)生了質(zhì)的飛躍；另一方面其自身重量也不斷增大，往往在20～45 kg范圍。例如：著名的美軍“陸地勇士”單兵作戰(zhàn)系統(tǒng)，主要由綜合頭盔、探測器、便攜式計算機、無線電臺、武器、多用途服裝、微氣候調(diào)節(jié)裝置等多種部件構(gòu)成，這樣的全套單兵裝備的總重量達(dá)到了42.3 kg[1]，比傳統(tǒng)的單兵負(fù)荷量標(biāo)準(zhǔn)增加了1倍還多。以表1中的幾款便攜式干擾機為例，較輕的是2.1 kg的“干擾吊錨”和2.8 kg的“瑞奧特”通信干擾機，較重的是20.5 kg的“獾”雷達(dá)干擾機和29.6 kg的PACJAM通信干擾機，重量的增加主要來自干擾功率的增大，即便如此，也基本滿足單兵的攜帶要求。對于單兵偵察裝備來講，在重量上同樣也是嚴(yán)格受限的。

如前所述，單兵電子戰(zhàn)裝備一般采用背負(fù)式與手提式攜帶，所以在裝備體積上也有嚴(yán)格限制，通常通過部件展開組裝方式使裝備處于工作狀態(tài)，采用拆卸折疊方式使裝備處于運輸狀態(tài)，以此來滿足裝備工作時體積大而運輸時體積小的要求。

單兵電子戰(zhàn)裝備通常采用電池供電，所以便攜式干擾裝備的工作時間通常在2～5 h范圍，例如“獾”戰(zhàn)場雷達(dá)干擾機在100%占空比條件下連續(xù)干擾僅能持續(xù)工作2 h，因此便攜式干擾裝備只能在特定時刻配合其它作戰(zhàn)系統(tǒng)協(xié)同使用。而對于便攜式偵察裝備，其工作時間相對較長，但大多不會超過24 h。

(2) 單兵電子戰(zhàn)裝備中的偵察裝備在種類與數(shù)量上都遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過干擾裝備。

從前面的單兵電子對抗任務(wù)需求分析可知，無論是雷達(dá)對抗、通信對抗，還是光電對抗，對情報偵察的任務(wù)需求量遠(yuǎn)大于干擾任務(wù)的需求量。甚至在光電對抗中，完全沒有光電干擾裝備，一方面是由于在體積、重量、功耗嚴(yán)格受限條件下，光電干擾設(shè)備的性能很弱；另一方面從戰(zhàn)術(shù)使用上講單兵光電干擾的效能也十分有限，所以在光電對抗中僅有2型激光告警裝備。對于便攜式雷達(dá)對抗與通信對抗裝備，偵察任務(wù)需求也遠(yuǎn)高于干擾任務(wù)需求，再加上功耗上的限制，便攜式干擾裝備的應(yīng)用也更加受限。

(3) 最常用的單兵電子戰(zhàn)裝備是通信偵察測向裝備。

由前面的外軍典型便攜式電子戰(zhàn)裝備種類列表可知，大部分單兵電子戰(zhàn)裝備是通信偵察裝備，而且絕大部分具有通信信號測向功能。這實際上是與單兵作戰(zhàn)任務(wù)緊密關(guān)聯(lián)的，關(guān)于這一點在前一小節(jié)中也進行了歸納總結(jié)。另一方面，隨著電子裝備多功能一體化的發(fā)展，通信裝備與通信對抗裝備的一體化融合也是未來的重要發(fā)展趨勢之一。實際上從1904年電子戰(zhàn)誕生之時就已經(jīng)為通信對抗埋下了“多功能綜合一體化”的種子，那時俄軍通信員就是采用通信接收機作為偵察接收機，采用通信發(fā)射機作為干擾發(fā)射機，對日軍的無線電通信實施偵察干擾，這實際上就是一體化最初的表現(xiàn)與反映。100多年過去了，時至今日，隨著軟件無線電、認(rèn)知無線電的出現(xiàn)，以及電子設(shè)備硬件通用化和功能軟件化的發(fā)展趨勢，單兵通信對抗裝備與通信裝備的融合發(fā)展將勢不可擋，關(guān)于這一點后續(xù)還會更加詳細(xì)地分析。

(4) 在單兵電子戰(zhàn)裝備設(shè)計中都十分注重人機工程的應(yīng)用。

在單兵電子戰(zhàn)裝備研發(fā)過程中，對人機交互接口的設(shè)計非常關(guān)注。通常會考慮到單兵運輸、組裝、操作、拆卸等各個方面，對人機工程中的各個要素進行專業(yè)化設(shè)計，不僅適合于各種體型和體格的作戰(zhàn)人員，同時對于人機交互信息傳遞也經(jīng)過了精心的考慮。例如通常簡化操控鍵盤，采用小型化超薄液晶顯示屏，同時還通過麥克風(fēng)和耳機來實施語音人機交互，極大地提高了人機交互的便捷性與友好性，減輕了單兵使用便攜式電子戰(zhàn)設(shè)備的負(fù)擔(dān)。從圖8所示的典型便攜式通信偵察測向設(shè)備即可反映出這一特點[6]。

圖8 便攜式通信偵察測向設(shè)備

另外，在便攜式單兵電子對抗裝備中通常都設(shè)計有遠(yuǎn)程遙控操作模式，這使得設(shè)備工作的隱蔽性更強，同時也更好地保護了操作人員的安全。

4 單兵電子戰(zhàn)裝備的未來發(fā)展趨勢

根據(jù)前述對外軍典型便攜式電子戰(zhàn)裝備的分析，結(jié)合當(dāng)前的新技術(shù)研發(fā)與應(yīng)用特點，可以預(yù)見未來單兵電子戰(zhàn)裝備具有如下發(fā)展趨勢：

(1) 向多功能綜合一體化方向發(fā)展。

如前所述，單兵通信對抗裝備與單兵通信裝備的綜合一體化是近期必然的發(fā)展趨勢；從長遠(yuǎn)來看，高集成度綜合射頻技術(shù)的進步將會把單兵各種電子設(shè)備的綜合一體化推向極致。一套單兵電子設(shè)備將具有通信、通信偵察、通信干擾、雷達(dá)偵察與雷達(dá)干擾等各種功能，而這些功能都通過在一個公共的硬件平臺上加載不同應(yīng)用軟件的方式來實現(xiàn)，這也是功能軟件化、功能可重構(gòu)的重要體現(xiàn)。只有這樣，才能在體積、重量和功耗都嚴(yán)格受限的條件下來完成單兵電子戰(zhàn)裝備與其它單兵電子裝備的多功能一體化。

(2) 高集成度帶來體積、重量、功耗的進一步縮減，可穿戴式電子對抗將成為單兵電子戰(zhàn)裝備發(fā)展的重要方向。

隨著大規(guī)模微波集成電路與數(shù)字集成電路的發(fā)展，電子設(shè)備芯片化集成趨勢十分迅猛，目前微波上下變頻、基帶數(shù)字處理等都已有比較成熟的芯片，從而使得電子設(shè)備在保持原有功能與性能的前提下，體積、重量和功耗都得到了極大的降低。在單兵電子對抗中隨著可穿戴天線技術(shù)、高效電池技術(shù)、人機交互增強現(xiàn)實技術(shù)的發(fā)展，可穿戴式單兵電子戰(zhàn)設(shè)備將會成為一種常見的裝備形態(tài)，而廣泛應(yīng)用于未來戰(zhàn)場[10-12]。

(3)人機合一的電子對抗將在單兵電子對抗中發(fā)揮更大的作用，裝備的智能化程度也會不斷提升。

人機合一的電子對抗不僅僅體現(xiàn)在電子對抗操作員與電子對抗裝備所涉及的友好人機交互與高效的人機工程上，而且也體現(xiàn)在人機智能互助、有效協(xié)同的人工智能上。當(dāng)前人工智能的技術(shù)進步推動了認(rèn)知電子戰(zhàn)的發(fā)展，而在單兵電子對抗設(shè)備中人的智慧與裝備中的人工智能軟件的智慧可以互補，通過人機結(jié)合的方式提升整個人機系統(tǒng)的效能，甚至可造就出智能可穿戴的單兵電子戰(zhàn)裝備，這一點也將是未來單兵電子對抗的重要發(fā)展方向。

(4) 具有網(wǎng)絡(luò)化特點的單兵協(xié)同電子對抗將得到大力發(fā)展。

根據(jù)網(wǎng)絡(luò)中心戰(zhàn)的思想，一群士兵的戰(zhàn)斗力并不是單個士兵戰(zhàn)斗力按照其組群數(shù)量的簡單疊加，當(dāng)他們通過網(wǎng)絡(luò)而連接在一起協(xié)同作戰(zhàn)時，其戰(zhàn)斗力將會發(fā)生成倍的提升，電子戰(zhàn)同樣也不例外。通過智能可穿戴綜合一體化電子戰(zhàn)裝備，由其中的通信功能完成多名士兵的自組織組網(wǎng)，由其中的電子對抗功能完成多套組網(wǎng)裝備的協(xié)同電子偵察與干擾，其對抗效能將會得到極大的提升。所以單兵電子戰(zhàn)裝備的未來并不僅僅局限于單兵個體，組網(wǎng)協(xié)同的群組化發(fā)展同樣是重要方向之一。

5 結(jié)束語

便攜式電子戰(zhàn)裝備是陸軍、海軍陸戰(zhàn)隊和空降兵等軍種中單兵遂行電子對抗任務(wù)的重要裝備。本文歸納整理了公開文獻中報道過的外軍典型便攜式電子戰(zhàn)裝備，對其主要功能與性能進行了簡要介紹，對單兵電子對抗任務(wù)進行了分析，總結(jié)了單兵電子戰(zhàn)裝備所具有的特點，對其未來發(fā)展趨勢進行了展望，從而為單兵電子對抗裝備的設(shè)計與研制提供了重要參考，同時也為電子對抗裝備的體系化建設(shè)提供了重要牽引。

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