Ｆ－３５的电子战系统

现代电子战涉及电子侦察与反侦察、电子干扰与反干扰，电子欺骗与反欺骗、电子隐身与反隐身，电子摧毁与反摧毁等领域。在未来战争中，电子战将发挥越来越重要的作用，没有制电磁权就谈不上制空权。长久以来，美军的电子攻击机在历次局部战争中一直扮演着十分重要的角色。电子攻击机可对敌方射频信号进行收集，辨别和定位，以便被动探测敌方的雷达和来袭导弹，并实施相应的反制措施和对抗手段对敌方的射频传感器进行干扰或攻击，并对敌方的防空系统进行压制(sEAD)，从而瓦解敌方的作战能力。目前，尽管美军已经配备有多种专门的电子攻击机，例如经过“改进能力Ⅲ”(ICAPⅢ)性能升级的EA-6B“徘徊者”和功能强大的EA·18G“咆哮者”，但以F－22和F－35为代表的美军第五代战斗机仍然装备了功能强大的综合电子战系统，这不仅极大地增强了美军第五代战斗机的战场态势感知能力，而且保证了F-22，F-35即使在没有得到电子攻击机支援的情况下，仍能够深入敌方纵深地带执行打击任务。

F－35的AN／ASQ-239综合电子战系统

2000年4月，洛·马公司选择了英国BAE系统公司作为F－35战斗机综合电子战系统总承包商，合同规定研发时间为10年。BAE系统公司基于F-22综合电子战系统的研发经验，按时完成了F－35上装备的AN／ASQ－239综合电子战系统的研制任务，并于2005年7月，在美国加利福利亚州的中国湖海军航空武器测试中心对安装在一架T-39双发公务机上的AN／ASQ－239系统进行了飞行试验。今年2月，AN／ASQ－239系统被正式安装到BF－4号F-35B试飞原型机上，准备进行评估试飞。

BAE系统公司研制的AN／ASQ－239综合电子战系统在开发过程中充分借鉴了F－22A上的AN／ALQ－94电子战系统的先进技术，BAE系统公司的F－35项目主管兼F－35战斗机电子战系统设计师马克·德雷克透露：“F-22A和F－35战斗机的电子战系统不仅存在着继承性，而且存在着关联性，其发展是互相借鉴、互为补充的，从F－22A电子战系统研发过程中得到的经验会用在F-35电子战系统的开发之中，当然，F－35电子战系统技术上的突破反过来也会用于改进F－22A的电子战系统……”据估计，AN／ASQ-239综合电子战系统的作战能力将不低于AN／ALQ－94。

AN／ASQ－239系统的10个4波段低探测率共形天线单元被嵌入F－35主翼的前、后缘和尾翼的后缘之中，提供360°全向全频段射频信号监视和收集功能。值得注意的是BAE采用高度综合化的设计手段使得AN／ASQ－239系统的电子战共形天线的数量大幅减少，仅为F-22天线数量的1/3，从而减少了被动特征信号源的数量，降低了电子战天线阵列对于飞机隐身性能的影响。有报道称，AN／ASQ－239对于射频信号被动探测有效作用范围可达482.80千米(这一指标超过了F－22A的AN／ALQ-94)，并可在217.26千米的距离上对敌方射频传感器进行精确定位，其坐标定位精度足以引导HARM高速反辐射导弹对敌方射频信号辐射源进行攻击。

AN／ASQ-239电子战系统(被动式传感器)与有源电扫描阵列(AESA)雷达AN／APG－81(主动传感器)相配合工作，能在保证F-35隐身状态的前提下，显著提高探测效果。一旦敌机打开射频传感器，AN／ASQ-239就能捕捉到此电磁波辐射源，并对其进行识别跟踪、确定工作模式、并精确测定其雷达主波束入射方位角和俯仰角，以对其空间位置坐标定位，为F-35上的AN／APG－81提供敌机的精确方位指示，这样，AN／APG－81就可以采用针状窄波束对所指示的方向进行精确扫描。这样既减小了被截获概率(LPI)又提高了雷达的主动搜索效率。

由于F－35射频，红外隐身能力强大，因此拥有良好的低可探测性(LO)，同时，F－35的APG－81有源电扫描阵列雷达是一种低截获概率主动传感器，而且在作战时F－35又会尽量减少雷达开机时间，并利用同样采用LPI技术的MADL数据链进行数据交换，这样就能够保证本机的主动射频信号难于被敌方的被动传感器探测到。在这种情况下，敌方将被迫打开主动传感器进行探测，从而将射频信号辐射源暴露在F－35的AN／ASQ－239被动传感器面前，使得F－35获得反辐射武器和电子攻击的机会。在AN／ASQ－239已测得的敌机精确空间坐标数据的基础上，AESA雷达对敌机进行测距和测速，为AIM－120C中距拦射空空导弹提供中段惯性制导数据。

AN／ASQ－239系统主要具有四大功能，第一，雷达告警，射频信号分析、鉴别、跟踪、工作模式识别和定位；第二，导弹逼近告警，多措施对抗来袭导弹；第三，战场态势感知，帮助飞行员规划航路，规避敌方雷达；第四，“射频一红外”(RF—lR)信号双重监视，与F－35的机载有源相控阵雷达和光电传感器系统高度融合。

AN／ASQ－239系统能够同时处理空对空和空对地的电子战任务，可直接对敌方空中和地面的目标进行准确地辨认、定位、跟踪和打击。值得注意的是AN／ASQ-239系统除了能够引导反辐射导弹、AIM－120空空导弹以及将来的联合双任务双射程导弹(JDRADM)，对敌方电磁波辐射源进行攻击外，还能够将其机载AESA雷达作为一种定向能武器，对敌方雷达和其他传感器进行电子攻击，这就意味着F－35的AESA雷达可作为非动能的软杀伤武器。

与F－22上的AN／ALQ－94相比，F-35上AN／ASQ－239系统在技术上具有明显的“后发优势”：首先，AN／ASQ－239系统和其他机载传感器系统的数据融合能力更强，由于F－35上的综合核心处理器(ICP)性能超过F-22A上的共用综合处理器(CIP)大约100倍，因此AN／ASQ－239系统不仅能和AN/APG－81雷达进行数据融合，而且还能和F－35上独特的AAQ－37光电分布式孔径系统(EODAS)以及光电瞄准系统(EOTS)进行数据融合，这样，F－35上基于射频信号的电子战系统和基于红外信号的光电传感器系统也可以交联在一起进行工作。

EODAS由6个分布在机身各处的光电传感器组成，它们分别负责监视飞机的左侧、右侧、机背前、机背后、机腹前和机腹后视野，结合先进的综合头盔显示器(HMD)使飞行员能够“看透”飞机的底部和侧面，为飞行员提供360°全向空域空情信息。EODAS这种强大的探测功能有助于电子战系统及早发现逼近的导弹和敌机。

光电瞄准系统是F－35的另一个重要的被动式红外探测手段，该系统集成了前视红外成像(FLIR)，红外搜索和跟踪(1RST)，激光指示瞄准(LTD)等功能，相当

于将上一代战斗机的光电雷达、低空导航吊舱、前视红外成像和目标指示瞄准吊舱的功能融合为一体。EOTS系统重量轻、体积小，功能强，整套系统集成于F-35机头下方很小的空间内，探测范围能够覆盖机头前方270°视场，可为飞行员提供敌方地面目标的高分辨率光电红外图像。

在上一代战斗机上，电子战系统的被动式射频信号传感器和光电／红外传感器是互相独立工作的，飞行员要分别操作这两种不同的传感器系统来搜索威胁目标，并在座舱内不同的显示器上读取不同信息，其工作量过大。而F-35上的高度综合化的电子战系统可以将各种不同的传感器交联起来，各种信息经过ICP整理和过滤后将最有效信息传输给飞行员，极大地减轻了飞行员的工作负担。飞行员能方便地掌握战场态势，从而根据综合电子战系统提供的信息选择规避，接触，对抗或者消灭敌方目标，大大缩短了飞行员实施电子对抗措施的决策和反应时间。例如为飞行员提供360°全向空域空情信息的EODAS系统工作在红外波段，雷达告警器探测的是射频信号，这两种类型的特征信号在数据融合和管理上存在困难，因此，F－35战斗机的AN／ASQ－239系统设置了分管射频，红外对抗措施的两部任务管理器，一举解决了不同特征信号的数据融合问题，EODAS和电子战系统结合使用，将使F－35拥有前所未有的“射频一红外”双重监视能力，这将极大地提高F-35的战场生存能力。

AN／ASQ-239系统的功能还包括对红外干扰弹发射器和雷达干扰箔条的投放管理。F－35的后机身装有红外干扰弹发射器和雷达干扰箔条散布器。F－35上先进的红外干扰弹发射器在体积上比它的前辈们要小得多。但是它却可以携带更多的红外干扰弹，以满足未来战场上高强度红外对抗的要求。

和F-22A上的ALQ-94系统相比，全数字式的AN／ASQ－239系统体积更小，重量更轻，对电力系统的要求更低，可靠性提高一倍以上，而其成本降低一倍，据报道，AN／ASQ-239系统的重量仅为84千克。F－35的电子战系统在可靠性和可维护性上比它的前辈有了大幅度的提高。洛·马公司宣称，F－35的电子战系统的平均故障时间间隔高达440小时。F-35的机载自我诊断和故障隔离系统可以自动地为地勤保障人员提供故障信息和数据，地勤人员可以通过更换外场可更换模块(LRU)的方法，迅速地排除F－35电子战系统的故障，极大地简化了F－35的后勤保障难度，并大幅提高了战斗机的出勤率和完好率，成倍地增加了F-35的作战效能。

F－35的电子战系统还具有易于生产、维护，成本和风险较低的特点。例如，采用了开放式架构设计和更多的工业标准部件，用C＋＋语言编写软件，设置了更多的可插拔部件和预留接口等，对日后系统的维护和升级提供了极大的便利。

作为电子攻击武器的AESA雷达

F－22A的ALQ－94电子战系统和AN／APG－77

AESA雷达的组合可作为实施电子干扰和电子攻击的非动能武器使用，当ALQ－94测得敌方射频信号辐射源的特性和位置的准确信息后，可引导APG－77雷达使用较窄的波束，将特定频段范围(例如x波段)内的辐射能量形成高能脉冲集中照射敌方射频信号辐射源，进行电子干扰和电子攻击。APG-77雷达作为非动能武器时，不仅杀伤距离超过反辐射导弹，而且攻击次数不受“载弹量”的限制，在高强度电子对抗中将拥有巨大的优势。但是其局限性是仅能对飞机前半球的目标进行电子干扰，未来F-22A一旦安装了侧视雷达阵列之后，其电子攻击范围也将得到拓展，其AESA雷达将可对飞机侧向甚至是后方的目标进行电子干扰。和F－22A的lEWS类似，F－35上的AN／ASQ－239系统也可引导AN／APG-81雷达对敌方射频信号辐射源实施电子干扰和电子攻击。

目前，F－35的SDD阶段试飞项目已经大幅落后于计划时间表，如果美军想让F－35B如期在2013年形成初始战斗力，就必须加快F-35的试飞进度。为了加快试验进度，同时降低试验风险，AN／APG－81雷达在安装到F-35上试飞之前，就已经进行了超过2000小时的地面试验，并被安装到由波音737改装的合作式航电试验平台(CATB)和BAC－111公务机上进行了超过330小时的飞行试验。

目前第一，二批次的F－35战斗机仅装有Block 0.5版本的综合航电系统软件，而AN／APG-81雷达在F－35战斗机上的试飞科目至少要在F－35试飞机队完成1000小时的试飞之后才能展开。同时，目前仅有的AA-1，BF-1和BF-2三架试飞原型机只完成了总计110小时的试飞，所以AN／APG－81雷达在F－35上的试飞科目预计将于明年4月才能开始。

今年7月，AN／APG－81雷达被安装到BAC－111公务机上飞抵阿拉斯加艾尔门多夫空军基地参加美军“北方边际2009”联合军事演习，以考核F－35机载雷达的电子战能力。在此次军事演习中，美军在高仿真战场环境中考核了AN／APG－81雷达的电子干扰能力和攻击能力，试飞结果表明AN／APG－81雷达能很好地与电子战系统进行配合，并对电子战系统指示的敌方目标进行精确的测距，但是美方并没有公布更进一步的试验结果。新型机载雷达在服役之前若干年就参与军事演习，这在美国的战机研制历史上是前所未有的，其一证明了AN／APG－81雷达技术之成熟，其二证明了美军对于F-35需求之迫切。

目前，F－35联合航电系统试验平台(CATB)和BF－4号F－35B上装备的是BAE系统公司提供的0.5批次(Block0.5)AN／ASQ－239系统，该批次电子战系统的硬件还不完善，而且仅装有约35％的软件，但是，这对于F－35试飞项目初期的飞行品质和拓展飞行包线试验科目来说，已经够用了。最初的7架F－35试飞原型机主要进行飞行品质、操纵性和稳定性试飞，并拓展F－35的飞行包线，可能也会进行一部分武器分离试验，因此，这7架战斗机上将仅仅只安装最基本的AN／ASQ－239系统。按照计划，BAE系统公司将为低速率初始生产型的F-35战斗机提供功能更为强大的1.0批次(Block1.0)电子战系统。Block1.0的电子战系统软、硬件设备齐全，可支持F－35战斗机形成初始作战能力，便于美国空军对F-35战斗机进行操作试验与评估。

第五代战斗机电子战系统天线的隐身设计

由于现代战斗机的机载综合电子战系统需要对各个频段的射频信号进行360°全向覆盖，因此需要在机身不同部位布置众多的电子战被动传感器天线，虽然这些天线多采用共形的方式内埋入机身，但是这些天线仍然是强RCS散射源，因此，机载电子战系统被动传感器天

线的分布与形状特征对飞机隐身性能具有举足轻重的影响。

以F－35的电子战系统天线的设计和布置为例，洛马公司采用了多种被动特征信号减缩的方法来提高F－35电子战系统天线的低可探测性。

首先，通过综合化设计减少电子战天线的数量来提高隐身性能，从前面的示意图中可以发现，F－22A的电子战天线数量多达30个，分布于机翼、机身和尾翼之中，这些天线都是强RCS散射源，不利于F－22A的隐身，而F－35的电子战系统在不降低性能的前提下，采取射频传感器天线综合化设计，将电子战系统天线数量减少到10个，从而减少了被动特征信号源的数量，达到了降低传感器天线系统RCS散射强度的目的。

其次，通过减小电子战天线外形尺寸的方法达到降低传感器天线RCS散射强度的目的。上一代战斗机电子战天线尺寸大，甚至需要在翼尖和翼下外挂若干个大型电子战吊舱，才能实施电子战功能，隐身性能不佳。而F－22A和F－35的电子战系统的尺寸要小很多，全部融合于机身内部，极大提高了隐身性能。

最后，第五代战斗机的电子战天线罩也采用频率选择(FSS)复合材料制造，天线舱采用吸附雷达波材料制造，同时天线呈一定偏置角度布置，防止雷达波形成镜面反射，进一步加强了隐身性能。

EF－35电子攻击机

自从1966年交付使用以来，老旧的EA－6B“徘徊者”电子战机已经在美国海军和美国海军陆战队中服役了超过30年时间，虽然，美军对其进行了多次性能升级，但是其机体寿命大限将至，2013年，所有的EA－6B电子战机将全部退役，美国海军和海军陆战队都在寻找其继任者。

虽然，美海军已经批准在2008至2012年采购90架EA－18G“咆哮者”舰载电子攻击机，组建10个航母飞行中队，逐步取代现役的EA－6B(ICAPⅢ)电子战机。但是，EA－18G并非隐身战机，美国海军对其现有的作战能力并不满足，因此正在联合海军陆战队研究将F－35发展成为下一代电子干扰机(NGJ)，以应对2015年之后的更高标准的电子战需求。

2008年2月，美国海军启动了“下一代电子干扰机”研制计划，目标是为F－35研制一种隐身电子干扰吊舱，以替代EA－6B和EA－18G装备的老式ALQ－99干扰吊舱，预计NGJ在2018年形成初始作战能力，这与第5批次F－38的交付时间相一致。目前洛·马公司正在定义第4批次F－35的软件设计，已经开始考虑引入NGJ干扰吊舱，该批次F-35预计于年底进入技术冻结状态。

F－35基本型本身就具备了较强的EW／EA能力，其AN／ASQ－239电子战系统可对敌方雷达进行精确的定位，而AN/APG－81AESA雷达除了宽频带的X波段雷达功能以外，还具备非合作式敌我识别能力(L波段)以及覆盖×波段的电子攻击能力。但是AESA雷达仅能对有限频段内的敌方雷达系统和通信系统进行电子干扰和电子攻击，不能对大带宽内的射频信号辐射源进行电子干扰和电子攻击；同时，AESA雷达由于天线固定，又没有类似装备ALQ－99的电子干扰吊舱，因此仅能对前半球的敌方工作在特定频段内的电子系统进行有限的干扰和攻击，而不具备宽频段全方位的电子干扰和电子攻击能力：另外，由于F-35并没有EA-18G上的ALQ－218V吊舱，因此缺乏在复杂电磁环境下对敌方通信进行监听的功能。

为了将F－35改进成为一种专用的电子攻击机，必须增加新的电子干扰和电子攻击系统，以发展出一种全新的EF－35。而F－35机体内部已经没有空间用于加装所需的电子干扰系统，而武器舱的空间则形吊舱，这3个NGJ保形吊舱分别半埋安装在机身中线和机翼下，这样，其内置武器舱就可以空出来装载反辐射导弹、SDB、AIM－120D空空导弹、联合双任务空战优势导弹等各种武器系统，从而可以最大程度地保证EF－35的隐身性能不受影响。另外，电子干扰吊舱的耗电量比较大，通常ALQ-99电子干扰设备的电力是由吊舱前部的冲压涡轮驱动的发电机提供的。而出于隐身的考虑，EF－35携带的NGJ保形吊舱将不采用涡轮驱动发电机进行供电，而由F-35战斗机内部的综合动力系统(IPP)提供电力。众所周知，F－35是第一种采用多电技术(MEA)的战斗机，其270伏的大功率IPP系统足以为电子干扰设备提供电力。

在过去的空中进攻作战中，EA-6B电子战机的职责是负责在敌方设防严密的地域，清理出一条通路。具体来说就是EA－6B电子战机利用其携带的ALQ－99宽频电子干扰吊舱对敌方防空雷达系统和通信系统实施电子干扰，从而对已方进攻方向上的敌方防空系统进行电子压制(即通常所说的“野鼬鼠”任务)，必要时还可使用本机携带的两枚AGM-88“哈姆”反辐射导弹对敌方重点目标进行攻击，从而为己方攻击机群开辟出一条通往敌方纵深地区的前进走廊。但EA－6B飞机既不隐身，也不能超声速飞行，还不能携带自卫用的空空导弹，因此基本没有空战能力。这样，冲在战场最前沿的EA－6B电子战机极易成为敌方战斗机的猎杀目标。与EA-6B电子战飞机相比，EF－35的作战效能更强。首先EF－35拥有较强的隐身能力，弹舱内可携带自卫用的AIM－120D空空导弹，在空战能力上不输敌方任何战斗机，因此，即使没有战斗机随行护航，EF-35也能离效地完成SEAD任务。其次，EF－35拥有先进的多传感器数据融合能力和更为先进的电子干扰和电子攻击能力，作战效能显然要超过EA－6B和EA－18G。更重要的是，EF－35装备有低截获率的先进MADL多功能数据链系统以及卫星通信系统(SATCOM)，拥有较强的网络中心战能力，这使得EF-35在执行SEAD任务之外，还可扮演战场进攻控制中心的角色，高效地指挥己方机群完成攻击任务。