电磁频谱战发展剖析与思考

发布时间：2019-12-11

　　摘要 为更好地认清电磁频谱战发展精髓,通过对电磁频谱战发展现状的研究,深入剖析电磁频谱战概念内涵,从作战形式、作战环境和技术创新等方面分析了电磁频谱战发展动因,从电磁频谱战作战形式、领域融合、决策支持、技术创新和装备手段等方面分析了电磁频谱战发展的核心内容,提出了电磁频谱战体系建设与能力提升的建议,为新时期军事斗争准备和在未来信息化战争中取得电磁频谱优势提供参考指导.

　　关键词 电子战,频谱管理,电磁频谱战,电磁频谱作战

　　电磁频谱是电磁空间内所有涉频行动依赖的战略资源,是链接陆海空天网跨域协同作战的纽带,是信息化战争之魂[11.信息化战争中,联合作战中指挥控制、侦察预警、精确打击和全维防护等各类涉频军事行动纵横交错、融合贯穿,使得电磁频谱管理与利用变得更加复杂.美军为进一步巩固其电磁频谱优势,提出了电磁频谱战概念%将电子战和电磁频谱管理结合起来,实现电磁频谱管理和电子战的紧耦合,更加突出了战场电磁频谱控制.2017年美国防部长签署的《电子战战略》正式将电磁频谱确立为独立作战域P1.电磁频谱战正成为当前军事理论研究、装备研发和技术创新的热点.因此,深入研究与剖析电磁频谱战的本质与核心,对于新时期军事斗争准备和在信息化战争中取得电磁频谱优势具有重要意义。

　　l电磁频谱战概念发展

　　尽管“电磁频谱战(ElectromagneticSpectrumWarfare,EMSW)”这一术语在2015年美军战略与预算评估中心出版的《电波制胜》中首次提出[21,但早在20世纪50年代军队就开始实施电磁频谱的利用与控制,在20世纪90年代就将战场从“陆、海、空、天”拓展到第五维空间-电磁空间.然而,美军赛博空间(Cyberspace)的提出及关注,网络空间逐渐代替电磁空间,成为继“陆、海、空、天”后的第五维作战域W.电磁空间技术在军事领域的广泛应用,使得电磁频谱的战略地位日趋凸显,电磁频谱利用与控制的方式也发生了巨大变化.美军为巩固其电磁频谱优势,各军兵种根据自身需求,先后提出多个新概念来指导在电磁频谱域的具体军事行动,不断推进电子战向电磁频谱战演进,如图1所示P,5一61.

　　早在2007年美军就提出电磁频谱作战的概念,2009年战略司令部推出电磁频谱战早期概念,在电子战基础上增加频谱管理与控制和电磁战斗控制等内容_,2013年美海军提出了电磁机动战,2014年美空军提出频谱战,棄陆军提出网络电磁行动,2〇16年10月美联合条令注释《联合电磁频谱作战》进一步细化了联合电磁频谱作战和电磁作战环境的内涵%同时,在老乌鸦协会第53届研讨会中进一歩突出了电磁频谱战在信息化战争中的重要意义賊?

　　从美率陆续推出的政策与条令中对电磁频谱战概念的描述来着,电磁频谱战是指美率在电磁频谱域内执行的所有行动,包括通信、传感、电子战和频谱管理等,旨在利用、进攻、防御和管埋电磁环境,其核心能力包括电磁态势感知、电磁频谱利用、电磁频谱进攻、电磁频谱防御和电磁战斗眷理等能力。

　　同时,属内率?专家学者也开展了大量的跟踪研究和系列解读11,3-101.吕跃广院士在2016年中国信息化装备复杂电磁环境效应技术大会上演讲时,认为电磁频谱战是综合考虑到战争形态变化、电子信息技术发展和频谱应用现实挑战基础上对原有概念的修订或重新定义,其目的在于强化电磁频谱和电子战的强耦合关联关系.王沙飞院士认为电磁频谱战是电子对抗的自然延续和发展,是指发生在电磁空间并依赖电磁空间能力的对抗行动,将传统电子对抗的概念进一步向电子战+电磁频谱控制,甚至整个电磁频谱领域的斗争拓展[61.

　　电磁频谱域一直存在且被利用,它是作战概念、技术发展和装备运用到一定阶段后才被认知的域,并成为新的独立作战域.电磁频谱战是信息化作战中作战概念演变进化后的一种全新的作战理念,是电子战内涵的升华、内容的拓展,作战领域的融合、技术装备的发展而形成的,并不是美军新一轮的概念炒作.电磁频谱战与传统电子战的关系如表1所示.

　　2电磁频谱战发展动因

　　世界各国军队在电磁频谱域的军事行动由来已久.同时,电子战自19世纪中叶萌芽以来,经过100多年的发展,也已经进入成熟阶段,并且更加强调电磁频谱优势.那么为什么美军又提出电磁频谱战概念呢?

　　2.1作战形式变革催生了电磁频谱战

　　随着前沿技术的逐渐突破以及在军事领域的广泛应用,战争形态发生了深刻变革.未来信息化作战不再是以单一军队为主体、以火力为关键、以平台为中心的协同作战,而是诸军兵种并重,以信息为关键、以网络为中心的一体化联合作战.它将打破传统的陆、海、空等军种体制,按照侦察监视、指挥控制、精确打击、全维防护和支援保障五大作战职能实施军事行动,以侦察预警、指挥控制、情报侦察、雷达通信、导航定位、电子战和作战保障等信息系统为基础,高度依赖电磁频谱这一媒介.一体化联合作战的重点不再是“体能对抗、火力规模对抗和机械装备对抗”,而是强调联合、协同、实时和动态等特征的电磁对抗,电磁频谱的地位不再停留在承载信息的层面,更是作为一种独立的作战域而提升到作战层面,成为未来信息化战争中一种全新的战争形态.从现有电子战发展到电磁频谱战,体现了整体联动、统筹协同、无缝衔接的电磁行动管控的作战理念,准确描述未来信息化战争一体化联合作战的战争形态,通过对电磁频谱域内包括通信、传感、电子战和频谱管理等在内的所有军事行动的有机集成,实现一体化联合作战中所有涉频军事行动一体联动、密切协同.

　　2.2作战环境变化孵化了电磁频谱战

　　随着科学技术的发展,用频武器装备充斥着整个战场空间,电磁频谱的使用已成为双刃剑,既承载战场信息流,又面临用频安全问题.电磁辐射源日趋增多、电磁空间日趋复杂,信息化战争的主战场逐渐由电磁频谱贯穿陆、海、空、天、网,形成了电磁作战环境.同时科技进步的成果显著地改变了政治态势,电磁频谱资源国际竞争态势逐渐形成,电磁作战环境更加广阔复杂,将跨越地理界线并呈全球化发展,造就了灰色地带.科技进步成果也显著改变了电磁对抗态势,电磁对抗不再停留在物理层面的电磁能、定向能对抗,而是向物理层、链路层、比特层等跨层面的低功率乃至零功率、智能化、网络化、一体化方向发展,无人战争、智能对抗的新型作战场景孕育而生.未来信息化条件下,这种非对称战争将更加强调对电磁作战环境的利用和控制,传统的电子战难以适应“低功率甚至零功率”的电磁环境对抗的作战场景.因此,电磁频谱战概念的提出契合作战环境变化,契合战争朝向一体化、数字化、智能化、网络化方向进化.

　　2.3新技术发展驱动了电磁频谱战

　　为应对未来信息化战争中复杂多变的电磁作战环境以及未知威胁带来的挑战,世界各军事强国投入的大量资本开展基础理论和技术创新研究,涌现出了包括太赫兹、无人化、认知、人工智能等大量新概念技术.并随着这些新概念技术的突破以及在电磁频谱域的应用,认知通信、认知雷达、无人对抗、认知电子战、智能频谱管理、电磁作战管理等由理论逐渐走向作战应用,加上体系化、模块化、开放式、可重构系统方法的应用,使得未来战场更加透明、信息互联互通更加高效、装备更加亩生智能,推动着电子战、电磁频谱管理、情报侦察预警、精确火力打击'等涉频_行动的有效融合促进着一体化联合作战能力和全域作战能力生成.因此,新技术的产生与发展,催生了武器装备更促进领域融合,从而驱动了电磁频谱战作战理念和方式划新。

　　3电磁频谱战发展核心内容

　　电磁频谱战作为未来信息化战争的一种形态,主要用作战形式、、武器装备和技术三要素以及相互关系来描述.其中,战争是以作战形式体现的,作战形式由武器装备实现,武器装备是因技术研发或突破而产生的M.実军将电磁频谱战视为一个长期的竞争性领域,建立起该领域长期规划/开展电磁频谱战概念开发、技术研究与装备研制,着重提升电磁频谱战能力,从而进一步巩固电磁频谱战优势因此,本文从电磁频谱战的本质特征出发,从电磁频谱战之《魂”、“躯”、“脑'6心”和“拳《等方面分析了电磁频谱战发展重点.

　　3.1电磁频谱战之魂：作战形式

　　根据《中国人民解放军軍语》给出的作战形式定义即“作战形式是指作战行动整体或基本的表现形态,现代战争的棊本作战形式是联合作战"《的剖析可知,电磁频谱战的基本作战形式是联合电磁频谱作战>是在电磁频谱域的联合作战.技术创新推动着战争形态的变革,人工智能、自主技术、智能网络等前沿技术在世界军事领域的应用,使得未来战争将是陆、海、空>天、网、电等物理域、信息域、认知域的多域作战,而电磁频谱是链接陆、海、空、.天、网等所有物理域的纽带,与信息环境重叠,因此,联合电磁频谱作战通过通信、传感、电于战、频谱管理等领域的深度融合,将从电磁频谱角度实现所有电磁行动的整体联动、密切协同,确保电磁频谱优势.从保障实现指挥官意图角度,联合电磁频谱作战可分为进攻性联合电磁频谱作战和防御性联合电磁频谱作战;从电磁对抗手段发展角度,联合电磁频谱作战可分为有源联合电磁频谱作战、无源联合电磁频谱作战和机动式联合电磁频谱作战,其中有源联合电磁频谱作战包括有源对有源、有源对无源的电磁频谱作战,无源联合电磁频谱作战通常指低.功率乃冤零.功率的电磁频谱作战,机动式联合电磁频谱作战指的是有源、无源伺机切换式或者技术参数伺机切换式的电磁频谱作战;从电磁频谱作战系统能力水乎演进角度,睽合电磁频谱作战可分为机械化时代、信息化时代和智能化时代3个阶段3如图2所示,其中机械化时代电磁频谱作战强调的是"格斗力'主要以数据为中心,信息化时代电磁频谱作战强调的是^感知力”,主要以信息、知识为中41'体现在信息获取和知识形成,注重制倍息权5智能化时代电磁频谱作战强调的是*‘认知力'主要以知识、智慧.为中心,体现在知识转化应用和自我决策思考,更加itilil脑权‘

　　3.2电磁频谱战之“躯”:领域融合

　　根据电磁频谱战的定义,电磁频谱战将寧事通信、传感、电子战、频谱管理、指挥控制等所有在电磁频谱域中的电磁行动统一起来,不但强调各领域各要素的组成,还强调了各领域各要素间强耦合的关联关系.￥事通信、传感、电子战、频谱管理、指挥控制等各领域的融合是实施电磁频谱战的关键,是形成电磁频谱战战斗力之本、为实现电磁频谱域各领域融合,業军通过作战理论研究,形成电磁频谱战领域融合的理论基础,并制定太量的政策条令,从机制体制义促进电磁频谱域各领域融合,如美率战略司令部于2009年提出在电子战基础上,増加电磁频谱管理、控制与电磁战斗控制等内容,促进电子战、电磁频谱瞥理与指挥控制的融合;2016年,美参联会颁布的《联合电磁频谱作战》条令,明确了联合电磁频谱作战的组织机构及职能,从管理制度上推进通信、传感、电于战和频谱督理等领域的深入融合;同时,美军还通过构建电磁战斗管理系统来从手段上促迸各领域的融合>在部署电子战规划与管理工具的同时,开展电磁战斗瞢理系统的研发。

　　3.3电磁频谱战之“脑”:决策支持

　　指挥控制对电磁频谱战的胜负发挥着决定性的作用,决策支持是指挥控制的核心.随着信息技术的发展以及在率事领域的应用,未来战场空询将发生根本性变化,电磁威胁动态性和未知性更强,战场i间透明度更高,战场态势复杂度和不确定性更高》作战节奏更快,对联合作战指挥决策的实时性、准确性和动态性提出了:更畫的要求..电磁空间复条、战场信息巨量的未来电磁频谱作战战场中,指挥员是在网络信息体系构建的a认知战场”中进行指挥与控制,不但需要知道电磁行动的地理位置、所用频段等慕本内容,还需要掌握电磁行动的作战目的、战术意图、电磁行动间关联关系等深层?欠知识,更要具备种作战智慧,更需要智能化的决策支持来将信息、知识和智慧优势转化为指挥决策优势.世界各国大力推动智能技术在军事领域的应用,尤其是在电磁频谱战决策支持方面的应用,大力发展电磁频谱战智能化作战系统,如美军正在研发的自适应行为学习电子战、自适应雷达对抗、极端射频频谱下通信和频谱协作挑战赛%使得电磁频谱战作战空间从物理域、信息域向认知域扩展,指挥模式从以人为主向人机混合决策发展,指挥决策支持方式从以信息为中心,向以知识为中心,乃至以智慧为中心的方向发展,指挥信息系统的智能化水平和自主学习能力得到大大提升.

　　3.4电磁频谱战之“心”:高新技术

　　高新技术是电磁频谱战的基石,电磁频谱战核心竞争力的强弱将取决于电磁频谱战技术水平高低和指挥决策优劣.谁掌握了更先进更强大的电磁频谱战核心技术,谁就拥有更强的武器装备.为引领与支撑未来电磁频谱战发展,促进电磁频谱战战斗力转化,按照打赢电磁频谱战的要求建设电磁频谱战系统,世界各国大力开展技术创新,大数据、云计算、人工智能、自主认知、无人化、太赫兹等前沿技术得到广泛关注且取得了阶段性成果,旨在提升电磁频谱战系统的自主性乃至智能性,从而推动电磁频谱战从感知化、认知化向智能化方向发展.如美国国防部部署了蜂群式无人机、自适应雷达对抗、认知电子战精确感知、人工智能自适应无线电等一系列人工智能技术研究项目,并且在2017年,美国国防部高级研究计划局(DeefnseAdvancedRe?searchProjectsAgency,DARPA)将高性能射频阵列、认知电子战、通信抗干扰、高性能无人艇、无人机、GPS替代技术、信息作战评估、空间态势感知和深度数据分析等技术评为赢得作战优势的突破性军事技术[141,同时,在认知电子战和人工智能技术推动下,正在开展自适应行为学习电子战、自适应雷达对抗、极端射频频谱下通信和频谱协作挑战赛等项目.美国空军“电子战/电磁频谱优势体系能力协同小组”于2018年1月发布了信息征询书,制定了美国空军电子战/电磁频谱优势能力发展的长期规划,拟重点通过全谱电子战、通信/网络、电磁战斗管理、空间电子战和赛博电子战等技术的研究来提升未来电子战能力另一方面,在电磁频谱利用与管理上,以美国和欧盟为首,正在致力于研究发展动态频谱管理与动态频谱接入,DARPA、欧盟和国际电信联盟等都在推动和主导这一新技术研究I16一17].

　　3.5电磁频谱战之“拳”:武器装备

　　电磁频谱战系统是电磁频谱战的物质载体,是实现联合电磁频谱作战整体统筹、密切协同和实时响应的重要手段.为适应电磁频谱战发展,将电磁频谱战概念转化为战斗力,美军极力开展装备研发与部署,发展具有多功能、网络化、小型化、无人化、自适应和自主化等特征的电磁频谱战新系统.如美军目前已经拥有的“狼群”系统和“小精灵”系统,使其具备网络化、小型化、低功率等特点;研发和部署的F-35多功能先进数据链、F-22机间数据链等数个高宽带低截获/低检测先进数据链,增强其电磁频谱战系统网络化能力%;已将有源电扫相控阵系统应用于F-22搭载的APG-77雷达和F-35搭载的APG-81雷达,也应用到AN/SPY-6防空反导雷达、E/A-18G“咆哮者”电子战攻击机搭载的下一代干扰机中从而提高射频灵活性;DARPA为将战场上已经部署的无线电台与射频对抗系统综合在一起,为美国海军陆战队提供实时的射频频谱态势感知能力(包括频域、时域、空域态势),于2012年启动了“先进射频地图(RadioMap)”项目,完成了前两阶段研发,并于2017年进行测试验证;美海军开展的海上电子战改进SLQ-32舰载电子战系统、电磁行动指挥与控制、下一代干扰机等项目,提升实时威胁评估与态势感知、电磁频谱自动分配、作战行动分析等能力;美陆军开展的电子战规划与管理工具、多功能电子战、防御性电子攻击和“消音器”电子战等系统,部分已完成首次部署,增强了射频信号感知和电磁攻击能力%美海军正在加速发展应对未来电子战威胁的“下一代干扰机”,2018年将形成一些阶段性研究成果.

　　4电磁频谱战发展建议

　　受传统观念束缚及科技水平限制,我国对电磁频谱的战略地位认识不足,在电磁频谱管理及电子战能力建设方面投入不够,电磁频谱战概念与作战能力远远落后,与美国等西方发达国家,已形成敌强我弱的“非对称”对抗态势.如何打破目前这种“非对称”对抗态势,争夺在电磁频谱域内的主动权和优势是现阶段最为紧迫的课题.为了能在未来信息化、智能化战争中,掌握电磁频谱域内的主动权和优势,现阶段还需在以下几方面加大力度,寻求突破.

　　4.1强化电磁频谱战顶层设计

　　制定电磁频谱战略构想,全面树立电磁频谱战略地位,将“电磁频谱作为一种传输媒质”的认识提升到“电磁频谱是作用于陆海空天网等物理作战空间的新型作战域”的战略高度;打破电磁频谱管理、电子战、电磁频谱承载业务等领域烟囱式发展格局,整体谋划电磁频谱战发展战略,统一筹划电磁频谱战力量建设,全面掌控、统一调度指挥通信、预警探测、电子对抗、通信导航等涉频电磁行动;加大电磁频谱战新概念、新理论与新方法研究,形成电磁频谱体系作战基本理论,制定“非对称”电磁对抗的再平衡战略.

　　4.2健全电磁频谱战体制

　　机制理顺一体化联合作战框架下电磁频谱战指挥关系,构建联合作战电磁频谱战组织机构,明确各作战指挥单元和部队间的职责任务;以电磁管控为总抓手,建立全局统筹、密切协同和无缝衔接的电磁频谱战协同机制;构建自上而下的电磁频谱战监视评估机制,形成作战筹划一>实施一>评估一>改进的良性循环;完善电磁频谱战标准体系,规范电磁频谱战操作流程,统一电磁频谱战系统接口规范.

　　4.3加快电磁频谱战能力开发

　　强化电磁频谱战能力需求,开展“非对称”电磁对抗态势下电磁频谱战应对需求与手段措施研究;重视电磁频谱战概念能力开发,加强网络化、分布式、小型化、隐身化、灵活性和适应性等电磁频谱战新技术与能力研究;注重电磁频谱战管理调度系统研制,整合现役电磁管控、电子对抗、电子侦察、雷达探测、通信导航等资源,加快形成电磁频谱战装备支撑能力;加速低功率、零功率、机动式、认知化新型电磁频谱战装备研发,以新装备引领电磁频谱战能力提升,形成电磁频谱体系作战能力;加强电磁频谱战能力建设,引进高技术高层次电磁频谱战指挥与技术人才.

　　4.4加强电磁频谱战战术演练

　　强化电磁频谱战作战样式研究与推演,建立电磁频谱战组织应用理论体系;完善联合作战建设训练体系,建立电磁频谱战训练大纲;加强电磁频谱战作战对象研究,掌握对手电磁频谱战战术运用规律;前沿配置、靠前部署新型电磁频谱战装备手段,做好电磁频谱战装备能力性能检验;注重真实复杂电磁环境构建和对手电磁频谱战能力模拟,开展近实战化演练,形成完善的电磁频谱战战术操作规程.

　　5结论

　　电磁频谱是贯穿陆海空天网作战空间的作战域,电磁频谱战是未来信息化战争的重要形态之一.无人化、智能化技术的军事应用,更促使电磁频谱战由机械化、信息化向智能程度更高、自主性更强、作战效果更佳的新阶段发展,谁能做好电磁频谱战体系建设与能力提升,谁将在电磁频谱战中取得主动.本文系统性梳理了电磁频谱战发展现状,弄清了电磁频谱战发展动因,成体系剖析了电磁频谱战发展核心,提出了电磁频谱战体系建设与能力提升的建议,研究成果将有助于认清电磁频谱战的本质,为构建特色的电磁频谱战作战体系、开展电磁频谱战能力建设提供参考.

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