网络中心战形态下分布式电子对抗装备建设分析

王玉林

(中国兵器科学研究院，北京 100089)

0 引言

目前美俄等军事强国均注重提高其侦察、打击武器装备的技术水平，并以通信网络为媒介发展出新一代侦察打击体系，该体系具备组网协同化、快速化和认知化的典型特点。针对这一现实威胁，本文从网络中心战形态出发，探讨了下一代电子对抗装备，特别是分布式对抗装备的技术需求，给出设计思路建议。

1 传统电子对抗手段已难以有效抑制新一代侦察打击体系

1.1 新一代侦察打击体系概述

在近几场现代战争中，以美国为代表的西方国家基于通畅的通信链接能力和先进的侦察探测手段，使用各种精确制导武器实施“外科式手术”打击和定点精确打击，使对方失去防卫和反击能力，然后地面部队实施围剿，最后取得战争的胜利。同时，军事技术的不断发展使得打击平台和打击目标不断拓展，未来战争突出体现为网络中心化、多任务、攻防兼备的体系对抗态势。

在信息化作战条件下，要实施精确、快速侦察打击需要具备以下三个要素：信息、武器和作战样式。其中，信息是决定性因素，起着主导作用。战场C4ISR系统则是信息截获、处理和分发的中枢，分散在战场各位置的侦察感知手段感知战场环境，探测、识别威胁目标[1]。根据战场配置，在信息处理中心进行信息融合和处理，生成战场综合威胁态势图，提供打击的决策方案，并按需下发至各个作战单元。图 1给出了信息化战争侦察打击体系示意图，可以看出该系统由C4ISR系统、发射平台网和打击平台群三部分组成。

通过对美、俄等国的新一代侦察打击体系[2]进行分析，可以发现其具备以下发展趋势：

1)组网协同化

战场不同位置的侦察打击装备通过网络化数据链具备协同侦察、协同打击能力。同时，随着传感器技术、保密数据链技术、导航定位技术的发展与应用， 侦察打击装备的协同方式有了极大的拓展。如新一代打击装备已经兼具了一定的侦察探测能力，不仅可以作为精确打击节点，同时可以承担信息采集节点、打击效果评估节点的功能。

图1 信息化战争侦察打击体系示意图

2)快速化

新一代侦察打击体系通过宽带战场信息网络高速实现目标探测、跟踪识别、指挥控制、火力打击、战场防护、作战机动和毁伤评估等作战功能，缩短从信息获取向对抗和打击兵器的传递时间，大大减少了从侦察到打击的反应时间，实现了“侦察即打击”。

3)认知化

为了提高复杂战场环境中的打击效能，提高认知化程度已经成为了近年来侦察打击体系发展的重要方向。新一代的侦察打击装备已具备综合抗干扰能力、目标自动识别能力、自主编排目标优先攻击策略、航迹实时重新规划能力、发射后目标重新瞄准能力。

1.2 传统电子对抗手段存在的问题

电子战从诞生发展至今，已由单纯的战场保障手段发展成为集侦察与反侦察、干扰与反干扰、摧毁与反摧毁为一体的新型作战样式，由在作战或战争中处于从属地位和起辅助作用发展成为占主导地位和起决定性作用。

传统的电子战能力虽可有效对抗大量的常规威胁，但面对新一代侦察打击体系存在明显的问题，具体包括：

1)体系架构落后

传统电子对抗装备在功能上分立的，是以平台为中心。各作战平台主要依靠自身的感知系统和武器系统进行作战，平台之间的信息共享非常有限。在复杂时变的战场环境下这种功能分立的系统架构难以与体系化的侦察打击体系相抗衡，即任何单一的电子战装备或多种电子战装备的简单叠加，都难以保证对敌方体系化、智能化的侦察打击体系的有效和可靠压制，将侦察设备与电子干扰设备松散地组合在一起所构成的电子战系统，在性能和反应时间上都难以应对威胁。

2)复杂时变的战场环境适应能力差

从单体装备角度上来说，传统电子对抗装备基于战场环境的自适应能力偏弱，表现为以下两方面：其一，传统电子对抗装备的抗复杂战场环境能力偏弱，而电磁环境已极为复杂，信号密集度极高，达到百万脉冲/秒量级，同时新一代雷达在抗干扰能力上有了极大地提升，具备波形域、频域、空域、极化域、能量域等多域联合抗干扰手段；其二，传统电子对抗装备的识别和对抗策略依赖威胁辐射源的先验信息，存在辐射源识别率不高、干扰资源分配不当等问题。

因此，亟需建立满足信息化战争要求的电子战理论和装备，这对于获取战场“制信息权”和战争的胜利具有重要意义。

2 网络中心战与分布式作战对电子对抗装备的要求

网络中心战与分布式作战是两种相互关联又相互区别的概念，前者偏重于作战形态，影响着战场中电子对抗体系的构建方式，后者则更贴近于作战样式，影响着电子对抗装备作战方式和功能性能需求。下面分别论证这两个概念对电子对抗的影响。

2.1 网络中心战形态下的电子对抗

网络中心战[3]是以各种武器平台、传感器、用户为节点，构建成网络，把分散在战场各处的各种侦察探测设备、指挥控制系统和武器打击系统联成网络，完成战场情报搜集、处理、传输以及目标打击等过程的网络化、一体化和实时化，实现战场各作战单元的信息共享，各级指挥员能实时掌握战场态势，缩短决策时间，提高指挥速度和协同作战能力，增强系统自身的生存力和武器的杀伤力，以便对敌方实施快速、精确、连续的打击，从而大幅度地提高部队的战斗力。

网络中心战概念把以往以平台为中心的战争形态向以网络为中心的战争形态转变，将以消耗能量为基础的战略向以信息优势为基础的战略转移。网络中心战从概念转变为现实时需要重点处理的一个关键问题是：在各种作战空间环境或条件下，能否对作战空间中各个实元进行有效的链接，从而获得先于敌人了解战场空间获得灵活性和抓住机遇的能力。

基于网络中心战概念，传统的点对点电子战方式，对个别或局部装备进行电子攻击，已经很难实现战场制电磁权的目标，已经不能满足未来信息作战的要求。只有把不同种类、不同频段和不同用途的电子战设备与多种电子战手段通过网络集成在一起，综合控制、综合管理、综合运用，构成一个以网络为中心的电子战作战体系，才能从根本上改善以平台为中心的电子战装备的不足和实际运用的局限性。

图 2给出了典型空中作战场景下网络中心电子战的作战示意，从图2中可以看出针对敌方空中、地面威胁，进攻方通过网络将防区外专用电子对抗平台的远区支援干扰、中间区的随队支援干扰、载机自卫干扰和防区内无人机载近程支援干扰集成在一起，构建了一个体系化电子对抗手段，全过程、全域支持作战任务。

图2 空军作战中网络中心电子对抗示意图

2.2 分布式作战样式下的电子对抗

分布式作战[4]是美军着眼未来强对抗环境而提出的新型作战理念，其核心思想是将昂贵的大型装备的功能分解到大量小型平台上，通过自主、协同等技术达到相同或更高的作战能力，具有成本低、灵活性强、对抗性强等优势。美国在近几年开展了大量的基于动态与分布式作战模式的项目，从指挥控制、信息综合、态势融合生成到载荷适应性研究都有涉及，是近期研究的热点，具体的项目如表 1所示。

表1 美国近期开展的动态与分布式作战项目列表

分布式作战样式打破了近30年来作战中的各种武器装备的固定搭配模式，作战力量分散部署，作战流程高度灵活，也更复杂。从装备体系的角度来看，削弱了平台的中心地位，真正体现了以信息、火力的集成作为作战力量的核心。

图3 传统作战和分布式作战中干扰对比图(以“小精灵”为例)

得益于新型传感器技术、微系统技术快速成熟，各种武器小型化、能力拓展(同时保持廉价)成为可能，推动着电子对抗装备新作战模式的产生。使用多样化、廉价的小型武器替代原有的大型、昂贵的武器，将交战过程中的之前作战飞机平台承担的对抗功能分散到不同的小型飞行器上，使得整个作战模式有了革命性的变化，体现出了动态与分布式的特点。下面以美国“小精灵” 无人机集群项目[5]为例说明。图 3(a)是传统的远距支援干扰机在敌防区外释放有源干扰，使得战斗机成功避过敌方综合防空武器系统的雷达探测，成功突防。图 3(b)是使用大量小型无人机携带电子对抗载荷，诱使敌方综合防空武器系统的雷达系统开机，并释放大量逼真虚假假目标来掩护突防飞机进入。相对于传统的整体式作战方式，这种分布式作战方式在战术灵活性、作战费效比和安全性上更有优势。

以美军为代表的西方国家认为分布式对抗在强对抗环境中有较高的效费比。首先在反介入/区域拒止环境中，小型无人机以个体方式渗入敌防区的能力强；其次小型无人机以群体方式作战将使敌防御系统产生“饱和”而无法全部应对，即便防御也需耗费昂贵的地空导弹打击廉价的单个小型无人机，使防御成本显著增加；最后，小型无人机集群还可依据敌情和自身损失，实时排列组合出最优的作战能力，以在F-22、F-35等有人机有限的指挥下实现以群体方式完成任务，作战灵活性较强。

小型平台集群分布式作战与当前的作战样式大相径庭，对装备的要求也会有变化。同时，机体廉价化、平台智能化、载荷小型化等特点将对电子对抗作战装备的发展思路产生重大影响。因此，为了适应网络中心战形态下分布式作战需求，电子对抗装备的设计思路相应地发生了巨大的变化。

2.3 网络中心战形态下分布式电子对抗装备应具备的特点

为了适应网络中心战形态下分布式作战样式，电子对抗装备应具备以下几个特点：

1)“多能化”：装备可以通过当前战术要求完成电磁环境侦察、压制干扰、欺骗干扰、电磁域扰乱等多种功能。

2)“小型化”：采用微系统最新的技术和工艺，大幅降低载荷的质量、体积和功耗，以满足小型平台的平台需要。

3)“模块化”：一方面采用模块化设计理念提高装备的可靠性；一方面采用统一的硬件接口和信息协议，实现功能与硬件模块化。

4)“软件化”：通过将装备进行梳理分层，在应用层面上针对不同的工作场景设置不同的工作模式，在使用时根据需要调用不同的工作模式来满足作战使用要求，同时可以根据需要通过外部接口进行升级，可升级部分包括对抗关键算法等。

5)“认知化”：基于对敌方区域内的存在辐射源的侦察结果，采用优化实时策略实现最佳对抗，并基于评估结果实时调整对抗策略，以适应复杂时变的战场环境。

3 网络中心战形态下分布式电子对抗装备设计思路

3.1 分布式电子对抗装备的总体构架

从功能架构上来说，电子对抗装备分为三层：分布式协同任务管理层、综合信息管理层、设备管理层。其中分布式任务管理层包括分布式任务管理；综合信息管理层包括区域电磁态势感知、战场情报分析；设备管理层包括任务调度管理、数据记录与存储、状态监控与测试。分布式任务管理层根据指挥控制方式和通信网络形态变化可裁剪。其示意图如图4所示。

图4 分布式电子对抗装备功能架构示意图

图5 分布式电子对抗装备逻辑构成图

3.2 分布式电子对抗装备功能组成

分布式电子对抗装备是由有多部电子对抗载荷组成，通过组网协同完成分布式感知与智能决策，从功能上该系统可以分为以下四个部分：基于学习的侦察感知模块、智能推理和决策模块、动态数据库和自适应对抗模块，逻辑构成如图 5所示。

1)基于学习的侦察感知模块

该模块通过对战场环境的持续性、不同策略下的侦察得到威胁辐射源的全域信息，既包含了工作频率、脉宽、重频特性等常规参数，同时包含脉内细微特征、处理帧级行为特征，综合得到辐射源的部署、动机和威胁信息。通过学习之前的侦察结果可以确定下一步侦察的空域、时域和特征项，并实时调整侦察策略。

2)智能推理和决策模块

该模块根据预加载数据库的先验信息和学习来的信息自动合成能够有效打击目标的对抗手段，并优化对抗分配方案(单个/多个电子对抗载荷对多威胁目标)和干扰方式。

3)自适应对抗模块

该模块实时接收威胁环境感知信息和干扰决策信息，监视威胁信号在己方对抗手段下产生的变化情况，如威胁雷达频率特性、重频特性、波形参数的变化等威胁目标动态信息，基于这些信息进行对抗效能评估，并推断威胁目标的真实性。同时根据对抗效能优化制定有针对性的电子攻击方法，优化对抗参数与干扰波形。

4)动态知识库

该模块为其它三个模块提供所需知识，并利用反馈信息进行认知学习，持续性动态更新知识库。

由多个电子对抗载荷构成的具有通过先验知识(即事先加载的辐射源数据库)与自主交互学习来侦察作战环境辐射源，并基于双(多)站对辐射源进行实时定位。基于当前态势实施智能对抗决策来最大化地削弱敌方侦察探测与通信能力的智能、动态的闭环系统，可在实时感知电磁环境的基础上，高效自主调整系统特性以适应威胁环境的变化，提高分布式电子对抗装备的快速反应能力与可靠性，其功能示意图如图 6所示。

图6 分布式电子对抗装备功能示意图

4 结束语

分布式电子对抗装备是信息技术、分布式技术、电子对抗技术的有机结合。电子对抗装备作为与新一代侦察打击体系争夺战场“制信息权”的关键装备，在信息化战争中起着至关重要的作用。研究分布式电子对抗装备的作战使用方式、功能性能需求和设计思路，对于完善电子对抗体系建设、提高作战效果和作战效率有着重要作用，将成为未来一个重要的研究方向。■

[1] 尼卡拉伊维. 侦察-打击一体化系统和对地观测雷达[M].北京：国防工业出版社, 2005.

[2] 王祥,林春应,王海.现代战争中的侦察打击一体化系统[J].舰船电子对抗, 2007,30 (1) :12-14.

[3] Alberts DS , Garstka JJ , Stein FP. Network centric warfare: developing and leveraging information superiority[M]. CCRP Serials Publication, 2000:11-19.

[4] 凯尔斯.分布式网络化作战：网络中心战基础[M]. 北京：北京邮电大学出版社, 2006.

[5] 王璐菲. DARPA研发“小精灵”无人机用于分布式空中作战[J]. 防务视点, 2015 (11) :62-63.