复杂电磁环境下导弹作战面临的挑战及对策

2010-01-17 04:15陈进宝张管飞赵丹
装备环境工程 2010年3期
关键词:敌方战场频谱

陈进宝,张管飞,赵丹

(1.中国人民解放军73661部队,福建 莆田 351251;2.国防科技大学航天与材料工程学院,长沙 410073)

未来战争是陆、海、空、天、电(磁)五维一体的信息化战争,新世纪新阶段我军建设和发展的战略目标是:建设信息化军队,打赢信息化战争。信息化战场的标志性特征是复杂电磁环境,信息化作战的标志性行动是电磁对抗。对战场复杂电磁环境的适应和掌控,是取得战场电磁优势,牢牢掌握控制信息优势,进而争取战争主动权的关键环节。导弹武器系统是信息化战争中实施精确打击的主要作战武器单元。在电磁干扰情况下,如何确保情报信息实时传送到每一个作战单元,如何确保武器装备发挥出最大效能,是信息化战争中不容忽视的问题。这些问题的解决,亟待深入地探索研究复杂电磁环境下的战法训法,提高武器装备适应复杂电磁环境的能力。

1 复杂电磁环境及其特点

1.1 复杂电磁环境的定义及其表现形式

电磁环境是指在传输媒质中存在的电磁场或电信号。信息化战争中,交战双方大量使用电子信息装备,不仅数量庞大、体制复杂、种类多样,而且功率大。在激烈对抗条件下所产生的多类型、全频谱、高密度的电磁辐射信号,以及己方大量使用电子设备引起的相互影响和干扰,造成电磁信号在时域上突发多变、空域上纵横交错、频域上拥挤重叠。复杂电磁环境,就是指在一定的战场空间内,由时域、空域、频域、能量上分布的数量繁多、样式复杂、密集重叠、动态交迭的电磁信号构成的电磁环境。从它的定义可以看出,复杂电磁环境是战场电磁环境复杂化在时域、空域、频域和能量上的表现形式[1]。

1.2 主要特点

信息化条件下,战场复杂电磁环境对武器装备效能、作战指挥和部队作战行动产生不同程度的影响,其主要特点表现在以下几个方面。

1)广泛性。在战场环境中,交战双方为削弱对方电子战能力,降低或破坏对方电子设备的使用效能,保障己方设备效能的正常发挥,将会采取各种措施,在陆地、海上、空中乃至太空等多维空间展开争夺电磁频谱主导权的斗争,对象涉及无线电通信、雷达、制导、导航、声呐和电信、广播、电视等各种电子设备,范围遍及整个电磁频谱空间。

2)密集性。在一定的空域、时域、频域上,军地大量电子设备同时集中使用,电磁波十分密集,工作频率非常集中,导致作战区域内的电磁环境十分复杂。据国外有关资料统计,在1 000 km2的范围内,每个频段的发射源数目分别为:0~500 MHz范围内485个,8~40 GHz范围内40~50个,500~2 000 MHz范围内6个,1个航母战斗群至少装备有200部不同类型的雷达。

3)动态性。在信息化战场上,交战双方为保持通信联络畅通和作战指挥的不间断,必将不断使用新体制雷达、电台和新的通信频率,致使战场电磁频谱环境随双方在电磁频谱领域斗争态势的不断变化而变化,时而持续连贯,时而集中突发。

4)对抗性。在未来战争中,为准确掌握敌方的作战行动,交战双方将加强对电子设备的侦察监视,并对指挥、通信、雷达等系统实施软硬打击,侦察与反侦察、干扰与反干扰、压制与反压制、摧毁与反摧毁的斗争将十分激烈,电子信息系统将工作在激烈对抗的电磁环境中。

5)可控性。虽然战场电磁环境的构成很复杂,但只要统筹好电磁频谱的使用,实施科学、规范、严格的管理,就可以避免相互之间的自扰,就能够对复杂电磁环境实施有效控制。

6)相对性。复杂电磁环境是一个相对概念,对于电磁频谱管控能力及电子设备抗干扰能力强的一方而言,这种复杂性也许并不存在,但对于管控不力、技术水平较弱的一方,可能稍有情况就变得十分复杂[2]。

2 导弹作战所面临的复杂战场环境

未来复杂电磁战场环境下,导弹作战所面临的威胁主要来自敌方电子侦察监视、电子干扰、电磁杀伤和侦打一体化系统等。

2.1 侦察监视如影随形 防不胜防

侦察监视是利用各种雷达、光电、声学侦察设备,及时、准确地收集各类电磁、图像、声音等信息,通过相应的情报处理系统分析处理后转换成情报信息,为各级指挥员提供实时的战场情报。随着高新技术在侦察监视领域的广泛应用,研究和装备技术性能更加先进的侦察监视设备正陆续成为各军事强国发展的重要方向,电子侦察已经遍布于陆基、海基、空基和天基四大作战平台,正向全频域、全时域、全空域、大纵深和更高灵敏度的方向发展。

电子侦察监视是实施电子对抗的基础。美国和俄罗斯的各种侦察卫星平均每天经过我国上空60~70次。现代空中平台的合成孔径雷达对地面位置的分辨能力已达1 m2或更小,美国第6代照相侦察卫星KH-12具有数字图像传输能力,地面分辨能力达0.1 m2,可侦收从电话到电视的各种无线信号[3]。美军装备的RC,EP3系列等有人侦察机,以及“捕食者”、“猎手”、“全球鹰”等无人侦察机,在20世纪90年代以后的几次局部战争中都有着非常出色的表现,获取了大量重要情报,对作战计划、战役行动和战争结局起到了重要作用。在阿富汗战争中,美军特别强调必须拥有绝对的战场信息优势,加强空间与空中侦察以不间断地获取战场信息,特别是无人侦察机的投入使用,使美军的战场信息获取能力大为提高,基本上可以对塔利班武装和“基地”组织的动向进行全时空、全方位的严密监控。

2.2 电子干扰骗扰并举 复杂激烈

电子干扰在近几场局部战争中的实战效果,引起了人们的广泛关注。电子干扰是电子对抗中的主要进攻性手段,是依据电子对抗侦察获得的准确情报,利用电子干扰系统,通过发射电磁波或反射、吸收敌方电子设备辐射的电磁波,对敌电子设备进行干扰、压制或欺骗,以限制敌方电子设备性能的正常发挥,包括通信干扰、雷达干扰和光电干扰。电子干扰作为一种软杀伤手段,在信息化条件的战争中,已经成为空袭必用的基本手段,其运用方式、战法也在不断翻新。

对导弹作战影响最大的是通信干扰,其目的是扰乱或破坏敌无线电通信系统的正常工作。根据干扰性质分为欺骗性干扰和压制性干扰两类。欺骗性干扰,指模仿敌通信电台的信号特点,使用敌台的通信联络规定,冒充敌通信网内的某一电台与敌电台进行通信联络,向敌方传递假命令、假电文和假图像信息,以此迷惑敌人,造成敌方判断失误、决策失当。压制性干扰,指对敌方某一个或一段无线电通信工作频率进行同频干扰,使敌方无线通信网络无法正常工作。

目前,美陆军通信电子战装备中,现役的典型系统有AN/TSQ-114“开路先锋”高频/甚高频通信侦查系统、AN/TLQ-17/17A 地面通信干扰系统、AN/TLQ-34 战术通信干扰系统和最新研制的“预言家”系统等。美空军装备的电子干扰飞机主要有EA-6B电子干扰机和EC-130H“罗盘呼叫”通信干扰机等。

2.3 电磁杀伤软硬兼施 威力巨大

电子战“硬”杀伤,是指直接利用电磁能量或在电磁能量的支援、配合下,对对方的武器装备及其电磁辐射源进行电子破坏和火力摧毁的一种手段。海湾战争后,美军参谋长联席会议对“电子战”的重新定义为“使用电磁能和定向能控制电磁频谱或攻击敌军的任何军事行动”。这一定义进一步明确了电子战不但包含电子干扰的“软”杀伤,而且包括定向能的“硬”杀伤,形成“软硬一体”的打击体系。

目前,实施电子战“硬”杀伤的武器有反辐射导弹、反辐射无人机、高能激光武器,高功率微波武器、计算机病毒武器等,这些“硬”杀伤武器的广泛应用对导弹作战构成了严重威胁。美军在EA-6B电子战飞机上,装有多个主动和自卫电子干扰系统,可对雷达和通信辐射源实施电子压制和欺骗,同时还可装载AGM-88“哈姆”高速反辐射导弹,具备反辐射攻击的“硬杀伤”能力。随着电子技术、精确制导技术和定向能技术的迅猛发展,电子战“硬”杀伤将成为未来信息化战争的常规手段。如高功率微波武器不但能对电子设备起干扰破坏作用,还能利用强微波束烧毁目标,引爆炸弹、导弹等,具有电子战“软”杀伤和“硬”杀伤的双重功能。

2.4 侦打一体化系统实时高效 前景广阔

侦察打击一体化系统在功能上集侦察、制导和控制设备以及杀伤武器于一身,主要用于实时发现并摧毁目标,实现信息系统与作战系统的融合,达到“发现即摧毁”的作战效果。

目前,美军推行战略转型计划,将K(Kill,杀伤、摧毁)能力嵌入C4ISR 系统之中,将杀伤能力与传统的C4ISR系统紧密结合起来,实现侦察/监视—决策—杀伤—战损评估过程的一体化,形成同步、连续、动态 、有 机 统 一 的 C4IKSR(Command,Control,Communication,Computer,Intelligence,Kill,Surveill ance,Reconnaissance)系统,产生新的作战能力,使美军在新兴的信息空间和传统的作战空间有更强的战斗力。

在阿富汗战争中,美军作战方式转变得最成功之处在于实现了信息系统与作战系统的高度一体化。因此与以往的局部战争相比,美军在阿富汗战场上从发现目标到打击目标的时间大大缩短。在1991 年海湾战争中,美军从发现一个机动目标到发动袭击需要十几个小时,在科索沃战争中这个时间差缩小到1 h,而在这次阿富汗战场上仅需19 min[4]。

3 应对复杂电磁环境的措施

导弹作战中,敌方主要是针对我方导弹武器系统、指挥通信网络、战场区域和人员等作战目标进行信息搜集、干扰破坏和打击杀伤。有矛就有盾,矛与盾相克相激,共同发展。因此,只要保持技术上紧密追踪,战法上不断创新,积极应对复杂电磁环境下作战的新情况、新问题,就能够降低敌方电磁威胁的效果,提高我方导弹作战的抗打击能力,为完成作战任务提供重要保障。

3.1 反侦察监视

在导弹作战过程中,通过反侦察技术和手段,使敌方的探测、跟踪失误或不能正常工作,则敌方的信息获取能力就会降低或失真,增加其战场感知的难度。因此,要在技术层面上提高导弹作战行动的反侦察能力,应针对敌方不同的电子侦察监视技术,采取相应的反侦察技术措施,如通信反侦察的跳频技术、自适应技术及信息加密技术等;雷达反侦察的新频段雷达技术、功率管理技术、压低天线旁瓣技术等;光电反侦察的烟幕、假目标等技术手段。对导弹武器系统∶1)采用全方位隐身和伪装技术,使敌方“看不见”;2)采用佯动方法和假目标手段,欺骗敌方的“眼睛”;3)利用好武器系统的机动能力,减少其暴露时间。通过光电反侦察技术手段和战术运用,可以有效地隐蔽作战意图,提高武器系统生存能力,达成作战行动的突然性。

科索沃战争中,处于绝对劣势一方的南联盟,采取各种有效防护措施,广泛隐真示假,“形人而我无形”,弄得美军各种高科技侦察武器和打击力量无所适从,创下了90%以上的精确制导炸弹命中率只有20%的历史最低记录。在十几轮空袭过后,南联盟70%的军事力量得以生还,保存了大部分的军事实力[4]。

3.2 抗电子干扰

兵马未动,电子对抗先行。电子干扰将严重制约导弹作战中的指挥控制效率,影响武器装备作战效能的发挥。为提高导弹作战中的抗干扰能力,需做好以下几方面工作。

1)做好信息化装备电磁兼容性设计,避免武器系统自身的电磁干扰。英阿马岛战争中,由于英军“谢菲尔德”号导弹驱逐舰忽视了舰载雷达警戒系统与舰载卫星通信系统的电磁兼容性,导致两个系统同时工作时相互干扰,造成其防空体系的失效,无法及时发现来袭导弹,被“飞鱼”导弹击沉。

2)注重战场频谱的实时管理控制。既要合理规划通信、侦察等设备的电磁频谱划分,也要避免与己方、民用电子设备发生相互干扰;既要加强通信、侦察设备的频谱管理,也要注重战场、阵地的电磁监控。

3)合理规划线路,配置电子屏蔽,控制电磁辐射,防止电磁泄漏。

4)严格控制电子设备电磁波的发射频率、功率和电磁信息的传递数量,缩短通信联络时间,缩小电磁辐射空间等来降低系统的信号特征。

5)采用新技术、新装备和新战法提高系统的复合抗干扰能力,如跳频通信技术、混合扩频技术、猝发通信技术,进行电台组网等。

3.3 防电磁杀伤

“软硬一体”的电磁杀伤,既可对雷达和通信辐射源进行电子压制和欺骗,又可对目标实施火力摧毁,严重瘫痪对方预警、指挥通信系统和导弹武器系统,为后续作战行动打通“安全走廊”。在导弹作战中,一方面要采取反侦察、防干扰措施,另一方面要做好充分准备,加强我方的防电磁杀伤能力建设。

1)注重采用综合伪装隐蔽手段和电子对抗措施,提高导弹作战的主动防护能力。在伊拉克战争中,伊军将俄制小型GPS 干扰机摆放在高楼和高山上,使美军发射的多枚巡航导弹因迷失航向而坠落在伊朗和土耳其境内。

2)提前修理、更换武器平台中抗电磁脉冲弱的部件和装置,提高整个系统抗电磁杀伤的能力。

3)将一些重要的设施、设备重复配置,立体部署,建立灵活多变的应急网络,提高整个系统的冗余度。

4)在军用装备、设施中大量应用新型防侦察、防辐射技术,提高部队整体防护水平。如电磁屏蔽布可防电磁炸弹攻击,电子帐篷具有防电子侦察、防电磁干扰辐射和防电磁轰炸的能力,保持帐篷内电子设施在战时畅通无阻。

5)军民结合,寓军于民,如利用民用通信网络传输经过隐藏处理的信息。

4 结语

孙子曰:无恃其不来,恃吾有以待也;无恃其不攻,恃吾有所不可攻也。未来信息化条件下的作战,战场预警、信息传递、指挥控制、导弹武器制导、导航定位等用频装备部署密集,民用电磁辐射源众多,敌对双方电子对抗异常激烈,战场电磁环境极为复杂。未来战争是在陆、海、空、天等有形战场和电磁空间、认知领域等无形战场同时展开的较量。因此,深入研究复杂电磁环境,全面掌握它的特点和作用规律,在技术上和战法上采取相应的对策,不断提高导弹作战适应复杂电磁环境的能力,夺取战场的制电磁权,对掌握战争的主动权将具有十分重要的意义。

[1]刘伟,罗鹏程.复杂电磁环境对现代战争的影响及对策[J].国防科技,2007,(11):71—76.

[2]刘军.信息化战场复杂电磁环境对作战的影响[J].西安政治学院学报,2007,20(4):81—85.

[3]汤鹏,刘顺利,徐静良.防空导弹面临的复杂电磁环境及对抗措施[J].舰船电子对抗,2007,30(5):27—30.

[4]任力,于汝波.孙子兵法读本[M]. 北京:解放军出版社,2005:98—99.

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