美军“低至零功率作战”概念发展探析

陈军燕，李 琪，廖龙文，曾 鹏

（西北核技术研究所，陕西 西安710024）

0 引言

现代战争高度依赖电磁频谱,在任何冲突中都需要控制电磁频谱才能制胜。为争夺战场电磁频谱优势，破解反介入/区域拒止（A2/AD）困局、达成新的抵消战略，美军推出电磁频谱战新理念，从作战理论到装备技术进行了深入探索，作战系统和装备的更新速度、质量和规模均处于世界领先水平，迅猛发展成为引领新一轮军事理论和技术创新的新宠。近年来，美国发布的多份公开报告均强调要重视发展直戳要害的电磁频谱战技术和能力。

1 电磁频谱战概述

电磁频谱是现代战争最重要的作战域之一，是指整个电磁辐射频率范围，由以频率和波长为特征的振荡电场和磁场组成，其特征主要有物理性、普遍性、约束性和动态性。从表1 可以看出，随着电磁发射器越来越密集，手机和无线互联网供应商等无数利益集团也在不断扩大电磁频谱足迹，当前美国军用频谱资源不断受到蚕食；且民间和军队电磁频谱的坏死用日渐增多、电磁作战环境拥堵和电磁频谱威胁也日渐增长，如图1 所示[1]。

通过近10 年的努力，美军基本建立了由“电磁频谱战-联合电磁频谱作战-军种电磁频谱作战-部队电磁频谱战斗与管理”，从宏观到微观、从抽象到具体、从战略战役到技术的概念体系；也符合了美军作战概念研发的规律，首先是顶层作战概念，其次是联合作战概念，下一层是军兵种作战概念，最低层是装备作战使用概念，逐级形成，提供支撑。

2 “低至零功率”作战

在过去100 多年以来，电磁频谱战主要经历了3个阶段，即有源网络与无源对抗措施的竞争，有源对抗措施的竞争以及隐身和低功率网络的竞争。在此基础上，2015 年12 月，美国战略与预算评估中心（CSBA）发布了名为《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，明确提出了“电磁频谱战”（EMSW）的概念，认为今后的电磁频谱战将是“低至零功率作战”[2]。

表1 美国138～4 500 MHz 电磁频谱使用示意图

图1 拥塞和竞争的电磁频谱

1）作战思想

“低至零功率”作战的核心思想有2 方面。第一，利用“低至零功率”手段对抗敌方无源和有源传感器，即利用低功率或无源探测手段提高探测敌方目标的可能性；第二，利用低截获概率或低探测概率（LPI/LPD）的传感器和通信方式降低被敌方探测的概率，即利用低功率手段降低被敌方探测的可能性，并最大化发挥“零功率”无源探测手段的探测效能。当前，“低至零功率”电磁频谱战理念已经渗透进美军正在研制的典型作战系统，如美海军集成火控-防控系统（NIFC-CA）、集群无人机作战系统、穿透型协同制空系统（如：穿透型制空战斗机、穿透型电子战机）、防区外打击系统（如：武库机）。

2）作战模式

美军目前正采用“辐射控制”措施和隐身技术努力降低平台的射频特征，为了突防进入拒止和对抗区域，还要降低平台的光电和红外特征，提高平台的生存概率。重要的是，降低信号特征还应由无源或低功率有源探测和对抗措施提供补充，进一步从多手段上隐蔽信号特征或保证以低功率形成更加逼真的假目标和其它有效的干扰。“低至零功率”电磁频谱战正是基于这一思想设计的作战模式。

①运用被动或多基地探测能力探测敌方部队，同时规避敌方主动和被动传感器的探测。

如图2 所示，要驱使敌人（红色飞机、舰船）主动向外辐射电磁波，从而对其进行探测和定位，可通过使用己方的一次性或无人雷达辐射源向目标辐射电磁信号，或使用激光雷达或多基地激光对其进行照射，对其反射的电磁波进行无源接收，通过三角测量队辐射源进行无源定位。

如图3 所示，通过机会电磁辐射源，如通信系统、电视或无线电广播，无源系统接收到目标受到机会电磁辐射源照射后反射的信号，对目标进行监视。由于敌方采取辐射控制（功率、频谱管控），没有明显反射特征的目标，可利用多部联网的接收机来融合和评估潜在的目标。

图2 无源与多基地探测概念图

图3 无源定位概念图

②在敌遂行“反介入/区域拒止”（A2/AD）作战活动时，利用强辐射控制或低功率反制措施规避探测。

如图4 所示，为降低敌无源传感器的灵敏度，可以使用在射频频谱内发射低功率干扰声（可以采用数字射频存储技术）的无人装置或投掷式载荷，或者使用低功率激光装置来迷惑敌方光电/红外传感器。与低截获概率/低探测概率通信链联网后，这些无人装置上的电磁频谱战系统将会覆盖更广泛的各种地理和电磁频谱区域，并能自动适应敌方传感器的行为。

③无源定位引导攻击。

2013 年，美海军在“舰队试验-13”试验中，利用EA-18G 在不使用雷达的情况下，通过电子侦察和数据链对移动战舰实施精确跟踪并引导导弹攻击。美军高度重视无源目标瞄准技术在射频拒止环境中的应用，在未来充满强干扰的作战环境中，电子战无源系统将成为作战平台和武器系统的主导要素，成为目标指示、攻击引导的主要装备。

如图5 所示，2 架EA-18G 电子战飞机和1 架E-2D预警机对敌方雷达辐射源进行协同定位，利用EA-18G 机上的ALQ-218 接收机和E-2 的飞机上的ESM 系统测量信号到达的时差，精确解算出辐射源的位置，对辐射源形成武器级的跟踪数据，并通过“战术目标瞄准网络技术”（TTNT）或Link15 数据链分发给攻击集群对目标实施打击。EA-18G 和E-2D 飞机具备的无源定位引导武器打击的能力极大地拓展了雷达对抗系统的任务领域。

图4 对付无源和有源传感器的手段

图5 EA-18G 无源定位攻击示意图

从以上作战模式可以提炼出“低至零功率”电磁频谱战的关键环节有[3]：

①利用“低至零功率”手段对抗敌方无源和有源传感器，降低敌方搜索与目标瞄准传感器性能；

②利用低截获概率或低探测概率传感器和通信方式降低被探测概率；

③使用小型投掷式无人机、导弹和巡飞弹，提高美军武器到达目标的能力，进行使能规模更小、更精确的攻击齐射。

为了对抗“低至零功率”电磁频谱战，必须对其关键环节实施对抗：

①要对抗“低至零功率”探测手段，绝对不能实施电磁辐射，对抗的关键点是：具备“低至零功率”电磁战斗管理/对抗能力、快速威胁目标认知能力；

②针对低截获概率或低探测概率传感器和通信方式，对抗的关键节点是：具备快速识别威胁并电子干扰的能力、通过扰乱局部电磁场降低传感器性能能力、直接损坏传感器能力；

③针对使能规模更小、更精确的攻击齐射，对抗的关键点是：具备“无线弹药”、同时多目标快速拦截能力。

虽然“低至零功率作战”的作战设想比较理想，但是如果没有完备的与之发展相适应的作战能力保障，就无法充分发挥其作战效果。

3 下一步可能的发展计划[4]

美国战略与预算评估中心（CSBA）于2019 年11月发布了《制胜无形之战：获取美国在电磁频谱的持续性优势》的报告，给出了美军未来电磁频谱战的发展建议。

1）实施基于机动性和复杂性的新型作战概念，实现对电磁频谱作战的充分利用，美国国防部应该采用新的作战方法，强调机动性来利用潜在对手力量设计和指控方面的漏洞。当前的作战概念主要是将电子战用作提高生存能力的补救手段，而将电磁频谱作战用于实现协调和感知。

①美国国防部应该寻求更加灵活、弹性的新型作战概念来对抗中国军队的战斗和指控方式；

②美军可以利用电磁频谱机动战来实现跨域影响，提升美军的自适应性以及提升敌方应对的复杂性，如图6 所示；

③利用“杀伤网”概念来对抗敌方体系；

④通过“场景为中心”（Context-centric）指控与通信能力来替代传统上以“网络为中心”的指控与通信能力，进而降低通信中断带来的影响，如图7 所示。

2）更多地采用基于机遇的创新，而非基于需求的创新。

美国国防部应寻求能力开发方法，提高引入民用技术的能力，加快新的电磁频谱作战技术向系统转化，这种创新方法如图8 所示。这可使美军能够挖掘认知化、自适应、网络化和多功能电磁频谱作战系统的潜力。

图6 电磁频谱内的机动方法

图7 以场景为中心的指挥、控制和通信示意图

图8 国防部将研发的创新式流程

3）在电磁频谱内实施机动战。

由于美军的平台具有移动性特点，因此缺乏用于大型高增益无源接收机的空间，美国平台和部队编队使用有源雷达和干扰机来实现防空或快速发现和目标敌军所需的距离、精度和响应能力。然而，主动辐射电磁信号会让美军更容易被敌方的广域信号情报和电子支援系统感知到。美军的远征性质也使得中国和俄罗斯通过特定区域控守的方式来“守株待兔”。因此，美军应通过如下几种方式来实现电磁频谱内的机动作战。

①向高性能无源感知能力和多基地感知能力转型。美军应打造一个框架，评估何时何地应该使用有源、无源或多基地电子战和电磁频谱作战能力，此时，美军应将实现电磁频谱优势作为目标，而不是将缩短个体能力差距为目标。

②将电磁频谱视作一个作战域。为了获得电磁频谱优势，美国国防部应该将电磁频谱作为一个作战域，与陆、海、空、天、赛博空间一样，这种视角比单独创造一个泛泛而谈的“信息域”更合适。

③在电磁频谱中实施机动战。作为一个作战域，电磁频谱应能够支持机动战而非消耗战的实施，当前电磁频谱作战就是一种消耗战。

4 结束语

建立电磁频谱优势是未来高技术战争中取得作战优势的关键要素，美军近年来采取了一系列实际行动，大力推进电磁频谱战的发展。这些行动应引起高度重视，迫切要求必须快速、有力地发展电磁空间的攻防作战能力，在电磁空间这一关键作战域取得优势地位，为在新世纪“能打仗、打胜仗”提供保障。■