美国电磁频谱战发展分析

蔡亚梅，赵 霜，陈利玲

(中国航天科工集团8511研究所，江苏 南京 210007)

·情报分析·

美国电磁频谱战发展分析

蔡亚梅，赵 霜，陈利玲

(中国航天科工集团8511研究所，江苏 南京 210007)

从单平台扩展到多平台，从电子战装备扩展到所有用频设备，从电磁空间扩展到赛博空间，是电磁频谱控制发展的必然，也正是电磁频谱战的实践。简要讲述了电磁频谱战的定义和内容，列出几个典型的电磁频谱战项目，最后对电磁频谱战未来发展趋势进行了分析。

电磁频谱;电磁频谱战;电磁频谱管理

0 引言

现代战争是在陆、海、空、天、电(网)五维战场进行的军事斗争，贯穿于现代战争全过程的电子战、光电对抗，就是夺取电磁频谱控制权和使用权的斗争，占优势的一方往往能够掌握战斗的主动权，取得作战的胜利。21世纪，围绕电磁频谱展开的争夺战将成为军事斗争的焦点。

近年来，美军不断进行电子战战斗管理试验，其发展正从单平台扩展到多平台，从电子战装备扩展到所有用频设备，从电磁空间扩展到赛博空间，这是电磁频谱控制发展的必然，也正是电磁频谱战的实践。2013年，美国防部拟定了《联合电磁频谱作战》条令。2014年12月，美海军提出“电磁机动战”新概念。2015年发布的《关于国家安全的突破性技术》战略指南中明确指出“未来几年DARPA的研究重点是确保制电磁权”。美国国防系统网2015年12月10日报道，国防部正在考虑将频谱作为陆地、空中、海洋、太空和网络空间之外的第六个作战领域。2015年12月2日，美国战略与预算评估中心(CSBA)发布了《电波制胜：重拾美国在电磁频谱领域的主宰地位》研究报告，提出了“零至低功率电磁频谱战”，重点阐述对美国未来电磁频谱战中如何重拾霸主地位的一些建议。据媒体报道，美国空军研究人员正在创建一个仿真频谱战的战场，用于测试新型电子战和光电对抗系统，帮助美国空军在未来冲突中控制电磁频谱。美第三次抵消战略中关注领域之一就是电磁频谱——空中电子威胁，提出了“频谱战持久性挑战”(SWEC)。美国防部启动动态频谱管理项目，正在积极寻求解决方案，实现对整个电磁频谱的态势感知，为各作战域和任务领域遂行进攻性和防御性电磁频谱作战进行指挥与控制。

1 电磁频谱战定义及内容

电磁频谱战，如图1所示，即交战双方围绕制电磁权展开的争夺，目的是限制或剥夺敌方有效使用电磁频谱，保障己方有效使用电磁频谱。电磁频谱战涉及的内容包括：电磁频谱管理、频率分配、电磁频谱策略、主盟国协调等。涉及所有C4ISR、传感器、数据链、防空系统、空间飞行器互联性等，还包括电磁攻击(如高能激光、电磁脉冲武器、高功率微波武器等)。

图1 21世纪的电磁频谱战

从电磁频谱应用方面分，电磁频谱战包括三部分：电磁频谱攻击(EMSA)、电磁频谱利用(EMSE)、电磁频谱保护(EMSP)。

EMSA指的是利用电磁能量、定向能或反辐射武器攻击人员、设备或装置，目的是降低或损坏敌方的战斗能力，或者是使敌方的战斗能力失效。

EMSE指的是采取措施搜索、拦截、识别、确定或定位有意或无意辐射电磁能量源，目的是立即识别威胁、挽救、瞄准、规划并实施未来的行动。EMSE主要是为了立即作战应用，而不是为了之后的分析。

EMSP指的是技术和过程属性，目的是为了保护人员、设备或装置不受任何可能会降低、失效或损坏友方战斗能力的电磁能量使用的影响。

CSBA《电波制胜：重拾美国在电磁频谱领域的主宰地位》的研究报告，主要提出了如下几方面的建议：

1)将电磁频谱战视作一项长期的竞争活动，并对该领域未来构想有明确规划；

2)开发新型电磁频谱战作战概念；

3)提出电磁频谱战的新能力需求；

4)加速开发新型电磁频谱战技术；

5)实现电磁频谱战系统采购的集成；

6)演示新型电磁频谱战能力。

该报告首次提出了“低功率乃至零功率”作战理念。即，将来在战场上将尽量少使用或不使用主动发射电磁信号的系统，以确保己方各类资产不会暴露自己。总之，未来美军在战场上作战时，将尽可能不主动发射电磁信号。“低功率乃至零功率”作战理念中主要涉及以下几类系统：低功率电子对抗系统，如利用网络化低功率诱饵对敌方传感器实施抵近式干扰；低截获概率/低检测概率(LPI/LPD)传感器，如无源雷达与多基地雷达、无源相干定位系统。

2 典型电磁频谱战项目

DARPA将频谱控制和复用作为“改变战场游戏规则”的重要技术，并立项支持了多个频谱共享和复用研究计划。美军电磁频谱战方面的发展思路包括电磁频谱管理理论模式、电磁频谱战装备计划及其进展、电磁频谱行动未来规划。

美海军正在研究一种新型的电子战战略——电磁机动战(EMW)，旨在探索电磁域中的机动战术。该项工作获得了美国防部高层的关注。在美海军2015年1月发布的《美海军科技战略》中，电磁机动战被作为海军未来九大重点科技领域之一而重点发展。

美海军战略文件《信息优势路线图2013—2028》概述了海军未来的三个基本能力域：有保障的指挥控制、战斗空间感知以及综合火力。保密通信；定位、导航与授时(PNT)；赛博、信号与图像情报以及非动能武器在这三个领域中发挥着重要作用，并且都严重依赖于电磁频谱。显然，无障碍地接入电磁频谱与信息优势能力一样都是美国的重心。其基本原理是在电磁作战环境(EMOE)中获得机动自由以及对变化环境的适应速度，以保持己方的信息优势，以此作为电磁敏捷(EMA)措施。高度电磁敏捷将为部队在严密防护或复杂电磁地形中提供机动能力，使部队能够选择与敌交战的最佳时间、地点和手段。此外，还能使部队的反应比敌方更快，迫使敌方在不利的电磁地形中进入防御状态。

美空军研究实验室的三个项目凸显了频谱战日益增长的重要性和军方的重视程度：

1)频谱战评价和评估技术工程研究(SWEATER)项目，旨在开发传感器评估技术，涉及使用基于软件定义或RF认知技术的数字射频存储器(DRFM)和器件的AESA雷达和干扰系统；

2)频谱战评估技术(SWAT)项目，目的是在先进的模拟器上集成传感器和电子战技术来确定开发机遇和风险；

3)先进新颖的频谱战环境研究(ANSWER)项目，有七个承包商参与。ANSWER寻求开发自适应频谱战技术，以保持在对抗和拒止环境中的作战能力。

美空军的SWEATER、SWAT和ANSWER三个新的军用技术研究项目说明了两件事： “频谱战”术语快速发展，得到广泛认可并成为主流用法；频谱战迅速成为美国军方的重中之重。

近年来，为了充分利用新的电子战系统能力，美国电磁频谱战作战概念将使用大量干扰机和诱饵，如将MALD联网以在电磁频谱中形成假目标、“对综合传感器的多元素信号特征”(NEMESIS)等，即利用电磁频谱战作战概念和技术来混淆或欺骗这些传感器，从而实施电磁频谱战。美军还先后开展了认知电子战、军事信息系统体系架构、先进电子战组件等一系列新技术研究计划，并在下一代干扰机、定向能武器等装备技术方面取得了里程碑进展。

3 电磁频谱战发展趋势分析

《电波制胜：重拾美国在电磁频谱领域的主宰地位》报告中阐述了电磁频谱战领域未来的几种关键技术与能力，包括网络化、灵活性、多功能、小型化、自适应，这些其实也是电子战领域近几年的主要发展趋势。

1)网络化、抵近式电子攻击系统有望成为典型的下阶段电磁频谱战(低功率到零功率作战)系统。

根据电磁频谱战相关阐述，下阶段电磁频谱战(低功率到零功率作战)将主要依赖如下三类系统：低功率电子对抗系统、低截获概率/低检测概率传感器、低截获概率/低检测概率通信系统。这三类系统中，最犀利、最具攻击性的无疑是低功率电子对抗系统，如网络化低功率抵近式电子攻击系统。其实，美军已经拥有类似系统。从最初的“狼群”系统到最近DARPA正在开发的“小精灵”系统都属此类，它们具备共同的特点——网络化、小型化、低功率、抵近式运作。

“小精灵”电子战无人机项目是DARPA于2015年9月提出的，旨在开发一种小型、网络化、集群作战电子战无人机，如图2所示。该无人机属于一种“半一次性”(semi-expendable，即，尽可能回收并重复使用)侦察与电子战无人机，可以由C-130运输机携带至防区外并发射出去，无人机之间通过网络化来实现压制敌方导弹防御系统、切断敌方通信乃至向敌方数据网络中注入恶意代码等功能。

图2 “小精灵”无人机作战应用示意图

2)基于无线注入的赛博攻击系统有望成为典型的频谱战系统。

作为电子战与赛博战融合的产物，频谱战可以视作“具备赛博战能力的电子战”，亦可视作“具备电子战能力的赛博战”。从技术层面来讲，可以简单地称之为“基于无线注入的赛博战”。

除了“舒特计划”(Project Suter)，下一代干扰机据称就具备向敌方战场网络注入恶意代码的能力。最近美军正在研究的赛博攻击吊舱则进一步体现了其对于“基于无线注入的赛博攻击”这种典型频谱战作战样式的坚持。据2015年3月17日的报道，美国正在为F-35“联合攻击战斗机”研制一种吊舱形式的赛博攻击系统。

3)未来电磁频谱作战，需要从体系架构设计、作战协同和系统融合层面开展研究。

对技术上实现通信、雷达、电子战频谱共享、完全可重构的射频系统，新型感知电子系统与平台等的研发是当务之急，这为未来实现频谱控制提供了可行的解决方法。

4 结束语

随着电子战技术的突飞猛进，在未来日益复杂的电磁环境中，网络化、自适应、灵活捷变、多功能、小型化的电磁频谱战系统已经成为可能。采用新型电磁频谱战作战概念并部署相应的能力，即可在未来作战中取得致胜先机。■

[1] 朱松.电磁频谱战构想[J].国际电子战，2010(11)：26-29.

[2] Bryan C，Mark G. Winning the airwaves[R].CSBA,2015.

[3] 罗金亮，王雷，杨健,等.美“电磁频谱战”作战概念解析[J].中国电子科学研究院学报,2016,11(5):474-477.

[4] 吕跃广，等.对电磁频谱战的认识与思考[J].外军信息战，2016(3)：2-7.

Development analysis of electromagnetic spectrum warfare programs in USA

Cai Yamei, Zhao Shuang, Chen Lilin

(No. 8511 Research Institute of CASIC, Nanjing 210007, Jiangsu, China)

It is necessary for electromagnetic spectrum control development from single platform to multi-platforms, from electronic warfare devices to all frequency-dependent devices, from electromagnetic space to cyberspace, also it is practice of electromagnetic spectrum warfare (EMS). Definition and content of EMS are described briefly. Several typical EMS programs are introduced. Future development of EMS is analyzed.

electromagnetic spectrum; EMS; electromagnetic spectrum management

2017-06-05；2017-07-20修回。

蔡亚梅(1971-)，女，高工，主要研究方向为电子对抗。

TN973

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