“電磁靜默戰”︰電磁戰場新“劍譜”

來源︰ 解放軍報作者︰ 楊小牛 張春磊責任編輯︰吳月明2017-09-19

引 言

如何在戰略層面充分展示實力、懾戰止戰,以及如何在戰斗層面充分隱蔽實力出奇制勝,是戰爭永恆的主題之一。具體到電磁頻譜領域內的斗爭,考慮到電磁頻譜固有的空域開放性,其核心工作以“隱蔽實力”為主,即如何盡可能減少電磁輻射,或以更加隱蔽的方式輻射。未來戰場上用頻系統的巨大價值以及失去用頻系統可能造成的巨大損失,是交戰雙方角逐斗法的重點。這種以“不輻射或隱蔽輻射電磁能”為主要特征的“電磁靜默戰”已成為信息化戰場上新的作戰樣式。

什麼是“電磁靜默戰”?

以“電磁靜默”為目標的作戰方式,國內外均有相關研究。“電磁靜默戰”理念的萌芽距今差不多已有十幾年。2000年的國際光學工程學會會議錄上刊登了一篇論文,名為紅外搜索與跟蹤(IRST)和電子支援措施(ESM)數據融合︰實現海上防空領域的全靜默搜索功能。該論文首次提出了“全靜默搜索”的理念,即不用任何有源設備即可實現對威脅目標的搜索與跟蹤。這是關于“電磁靜默戰”最早的描述之一。2015年底美國戰略與預算評估中心(CSBA)發布的《電波制勝》研究報告中則將“電磁靜默戰”稱為“低功率到零功率作戰”。不管如何稱呼,隨著信息化戰場無源精確定位直接引導火力打擊能力的不斷提升,戰場上有源電磁設備的“粗放式”應用會越來越少,未來戰爭朝著“電磁靜默戰”轉型是大勢所趨。

“電磁靜默戰”主要內涵是︰戰場上所有軍用設備均不再主動輻射電磁信號,或者采用更加隱蔽的方式輻射電磁信號的一種作戰場景或作戰模式,而不是單純地不輻射任何電磁信號。“電磁靜默戰”所應關注的核心問題主要有兩個︰敵方若采用“電磁靜默戰”這種作戰模式,己方應如何應對(如何發現、跟蹤、定位、軟/硬打擊敵方目標);己方若采用“電磁靜默戰”這種作戰模式,如何在確保電磁靜默的前提下確保己方電子信息系統正常運作,尤其是那些不得不輻射電磁信號的電子信息系統(如干擾機、高功率微波武器系統等)。

“電磁靜默戰”典型作戰方式包括︰一是火力打擊引導與跟蹤更多地依賴無源雷達、電子偵察、紅外搜索與跟蹤;二是通信與組網更多地以擾分多址、擴頻等隱蔽方式為主;三是電子攻擊更多地采用抵近式、網絡化、網電一體戰等低功率攻擊方式;四是定位導航與授時則更多地采用不依賴GPS的方式,如基于第三方輻射源的精確導航。

“電磁靜默戰”所涉及的主要作戰系統有︰一是低截獲/低檢測概率傳感器,包括無源雷達、電子偵察系統、信號情報系統、紅外搜索與跟蹤系統,在作戰中的主要作用是無源定位、跟蹤、火力引導。二是低截獲/低檢測概率通信系統。包括各類時域、頻域、空域、能域、碼域隱蔽式通信系統,如,空域定向通信、擴頻通信等,在作戰中的主要作用是降低己方電子信息系統在利用電磁頻譜共享數據過程中暴露自身的概率。三是低功率電子對抗系統,包括利用網絡化低功率誘餌、精確電子戰系統等,在作戰中的主要作用是對敵方傳感器、通信系統實施抵近式、高精度、低功率干擾、誘騙。

“電磁靜默戰”有啥挑戰?

作為一種新興的作戰方式,“電磁靜默戰”還面臨著諸多挑戰,這些挑戰既涉及技術層面,也涉及戰術層面,主要有︰

一是動態感知的挑戰。當前的態勢感知能力主要依賴多種有源、無源情報監視與偵察傳感器,包括各類雷達(含有源、無源雷達)、各類情報系統(信號情報、測量情報、地理空間情報、人工情報等系統)、各類電子偵察系統(無源系統)以及其它力熱聲光電傳感器等。在“電磁靜默戰”中,態勢感知所采用的傳感器應盡可能實現無源化。然而,與有源傳感器相比,無源傳感器的感知能力通常要差一些,如何改進是挑戰之一。

二是通信與組網的挑戰。當前的戰場通信與組網能力已經有意識地朝著隱蔽式方向發展並已經開發出了相關技術與裝備,但主流的戰場通信與組網設備仍以傳統的粗放式、開放式使用為主,諸如定向功率控制、擴頻通信、擾分多址等“靜默式”能力與系統要麼不成熟、要麼僅在特定環境、特定平台使用。因此,如何在普及隱蔽式通信與組網能力的同時,確保不影響作戰效能,是通信與組網能力的挑戰之一。此外,隨著量子通信技術的日漸成熟,或許可為“電磁靜默戰”提供另一種解決方案。

三是火力打擊的挑戰。火力打擊方面所面臨的主要挑戰是如何從當前“單純以有源傳感器實現精確引導”的作戰方式轉型為“以無源傳感器為主(甚至是完全采用無源傳感器)來實現精確引導”。由于無源傳感器在定位精度、目標識別等方面的能力通常要弱于有源傳感器,因此,實現這種轉型仍需克服一系列挑戰。

四是電子攻擊的挑戰。在未來的“電磁靜默戰”環境下,電子攻擊方面所面臨的挑戰最為嚴重,這是因為,作為一種攻擊性電磁頻譜作戰行動,電子攻擊必須要輻射電磁信號。因此,電子攻擊所面臨的主要挑戰不是如何實現“不輻射電磁信號”,而是如何隱藏、偽裝所輻射的電磁信號。

如何準備“電磁靜默戰”?

“電磁靜默戰”是一種全新的、陌生的作戰方式,要滿足這種新型作戰方式的作戰需求,就要做好“電磁環境利用”。

從資源運用的角度看,“電磁環境利用”即綜合利用電磁環境信號︰實現符合“電磁靜默戰”作戰需求的態勢感知、通信與組網、火力打擊引導等能力。可以看出,只有同時滿足如下兩方面需求才可以納入電磁環境利用的範疇︰一是所利用的對象必須是戰場上的電磁“環境”信號,而非由己方有意發射的電磁信號,這些“環境”信號主要包括第三方輻射信號(如衛星信號、廣播電視信號、移動基站信號等)和敵方輻射信號(如敵方的通信、導航、敵我識別乃至干擾信號);二是利用的效果必須能夠滿足“電磁靜默戰”作戰需求,即,必須能夠確保“不輻射或隱蔽輻射電磁信號的同時不影響作戰效能”。

從預期作戰效能角度來看,典型的電磁環境利用方式主要有︰對敵態勢感知與軟硬殺傷引導方面,可充分利用廣播電視、移動基站以及天基衛星等各種空間無線電輻射信號的反射特性,實現對空中、地面及海上或海下敵方目標的高精度探測、定位、識別、跟蹤、並最終引導火力打擊、電子攻擊乃至賽博攻擊。己方通信與組網方面,亦可利用上述第三方輻射信號(乃至敵方輻射信號)來實現隱蔽通信。

從相關技術成熟度來看,電磁環境利用尚需突破諸多關鍵技術︰一是異構、多源電磁環境信號的“聚集”技術,這是電磁環境利用的基礎技術。這種“聚集”涉及時、頻、空、能、碼等多個域,主要目標是把多個高度異構的多源信號當作一個寬帶信號來處理。二是高精度無源探測(無源雷達)技術。該技術有些目前已有一定基礎,有些則尚需深入研究(如基于太空輻射信號的無源高精度定位技術)。三是基于第三方輻射源的自定位導航與授時技術。主要涉及時間、頻率基準構建與補償等技術,目標是實現不依賴導航衛星的高精度導航定位與授時。所依賴的第三方輻射源包括廣播發射台等。四是擾分多址通信技術。即在發射端專門找有信號的信道(如第三方乃至敵方輻射源所用信道)進行通信,在接收端利用盲源分離等技術實現己方信號與背景信號的分離。(楊小牛、張春磊)

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