现代战争中电磁频谱相关技术的发展与应用

乌日娜

（武警内蒙古总队参谋部综合信息保障中心 内蒙古自治区呼和浩特市 010010）

1 电磁频谱的特点与应用

电磁频谱就是电磁波按照波长或频率排列起来形成的一个谱系结构，频率从低到高可以分为无线电波、微波、红外线、可见光、紫外线、X 射线以及伽马射线。电磁频谱是一个广泛的活动领域，包括物理上可观测的活动以及不可观测的现象，它是一种特殊而宝贵的自然资源，主要体现在以下四个方面[1]：

（1）三维特性：它同时存在于频率、空间和时间的三维空间，也就是在不同的空间、不同的时间、不同的频率范围内都可以同时使用电磁频谱；

（2）有限特性：对某一个频段或频率而言，在一定时间和区域内是有限的，导致其经常处于供应紧张的状态，必须进行有序管理，避免资源不足和浪费；

（3）共享特性：作为存在于整个自由空间内的一种自然资源，电磁波可以不受行政区划的限制任意传输，所以电磁频谱是具有共享性的，无线电频谱的无序使用，则可能对正常使用者产生干扰和影响；

（4）排他特性：在一定的时间、地区和频域内，一旦某个频率被使用，其他设备则不能以相同的技术模式同时使用该频率，也就是频道被占用。

对于不同频段的电磁波，其应用也有所不同。其中，无线电波的应用最为广泛，不论是在民用领域的移动通信、广播电视、卫星导航等各种无线电业务，还是在军事领域的导航定位、情报侦察、指挥通信中都起着至关重要的作用。

2 现代战争中的电磁频谱战

现代战争中，信息化联合作战的模式将占主导地位，信息化条件下的作战能力是掌握战场主动权的关键，而制电磁权则是制信息权的核心。电磁频谱作为信息化战争的灵魂，是所有军事行动所依赖的战略资源，它将跨陆、海、空、天、网各个领域的协同作战紧密连接在一起。

现代战争中，电磁频谱一直被广泛应用于战场的各个领域，不论是指挥控制方式、侦察预警手段还是精确打击行动、全维度防御，战争的方方面面都与电磁频谱息息相关，这些涉频的军事行动已经紧密融合为一体、无法分开。未来战争的发展将愈加重视对电磁频谱的管理、监测和使用。美军早在20 世纪50年代就认识到电磁频谱的重要性，开始实施电磁频谱的利用和控制，大力发展相关技术，巩固其优势，并在20 世纪90年代将战场的概念从“陆、海、空、天”的四维结构拓展到第五维空间——电磁空间，于2007年提出电磁

频谱作战的概念，并在2015年由美军战略与预算评估中心出版的《电波致胜：重拾美国在电磁频谱领域的主宰地位》一书中首次提出了“电磁频谱战（Electromagnetic Spectrum Warfare,EMSW）”这一专用术语[2]。从美军提出的电磁频谱战概念来看，主要是指在电磁频谱领域内执行的通信、传感、电子战和频谱管理等所有行动，最关键的能力是对电磁频谱的态势感知、利用、攻击和防御。作为在信息化条件下由电子战逐渐演变而来的一种全新的作战概念，电磁频谱战的内涵更加升华、内容得到拓展、作战领域相互融合、技术装备快速发展，其在以信息化为指导的现代战争中的地位将愈加重要，谁握有制电磁权，谁就扼住了战争的咽喉。

3 电磁频谱战中的相关技术形态

随着科学技术的不断进步，军事领域的新技术也在以前所未有的速度发展着，现代战争的形态已发生深刻变革。未来战争不再以兵力数量，火力大小为关键，而是发展成为信息为主导的前提下，通过网络链接形成的多兵种协同作战的一体化联合作战模式。它将打破陆、海、空各军种在传统空间领域作战的传统模式，而是通过侦察监视、指挥控制、精确打击、全维防护和支援保障五大作战职能来实施军事行动，也不再通过“武力规模”占领战场主动权，而主要以电磁对抗技术为基础的各种信息系统，例如侦察预警、指挥控制、情报获取、通信雷达、导航定位、作战保障等模块彰显军力优势[2]。所以，电磁频谱已经不是简单意义上的承载信息的一种方式，而是成为了未来信息化战争中的一种独立的战争形态，未来战争也将向一体化、数字化、智能化、网络化的方向发展。

电磁频谱战是一种全新的战争状态，是电磁频谱域内包括通信、传感、电子战和频谱管理等在内的所有军事行动的有机集成，概括来说就是对电磁域的利用、进攻、防御和管控。所以，涉及到的技术领域主要包括对电磁频谱的监测、管理、控制以及传统电子战中的电子对抗、电子攻击和电子防御。

电磁频谱监测是军队对电磁频谱管控行动的基础性工作。它以任务部队用频装备及其使用频率为监控对象，贯穿整个军事行动，大致可以分为信道遴选分级、电磁环境监测、民用设备占用军频情况排查、任务部队违规用频行为纠察、军队用频设备受扰情况处置、境外及地方单位申请频率对军队用频潜在影响分析、重要活动地域电磁环境保护性监测等任务组成。

电磁频谱管理就是根据战场环境特点和己方需求，将有限的电磁频谱资源进行最优分配，使每个使用频谱的设备与系统能够同时正常运行，不产生相互干扰，达到共同有效使用电磁频谱的目的，并且将电磁频谱的兼容性发挥到最优，充分提高电磁频谱的技术价值，使得军队在相同频谱资源条件下可以掌握在战场主动权[3]。

而在电磁频谱域内的对抗、攻击、防御主要是为了剥夺敌方对电磁频谱的使用权，破坏敌方涉频设备、扰乱敌方电磁秩序、干扰敌方电磁传播，确保己方能够占有更多频谱资源，获得在电磁频谱域中的更为突出的优势，保护己方不被干扰，实现在电磁空间中的行动自由。其最终的目标就是确保己方的行动自由而限制敌方的行动自由[4]。

4 现代战争中电磁频谱技术的发展应用前景

科技进步显著改变了电磁对抗态势，电磁频谱对抗不再是仅仅停留于物理层面的电磁能的对抗，而是向智能化、网络化、一体化的方向发展，无人战争、智能对抗的新型作战方式也随之应运而生。

信息化条件下的未来战争模式中，对电磁频谱的控制和利用将处于更加突出的位置。未来战场，具有电磁频谱自动感知能力的智能无线电设备，如具有认知能力的认知无线电、认知雷达和认知电子战武器等将被广泛使用，再与穿戴型电子信息对抗设备在战场上的联合应用，就可以将战场上海量的电磁频谱信息捕捉并汇总起来，从而精确呈现整个战场的电磁分布特征与电磁态势。自动感知的设备加上智能频谱管理、电磁作战管理等理论应用，未来战场将更加透明、信息互联互通将更加高效，武器装备将更加自主和智能。

可见，未来的电磁频谱技术将向以下几个方向发展[5]：

4.1 网络化

就是在电磁频谱应用中将传感器和反制手段之间，以及分散部署的武器系统和指挥控制中心之间建立起有效的网络。这样的网络化布局将有助于共同应对敌方威胁，强化协同作战和电磁频谱使用的能力，保护渗透到敌方的作战单元。其关键在于可以协调、管理分散式作战的各控制系统，能够在作战区域中的己方军队之间建立起安全可靠的数据传输链路。

4.2 灵活性

未来的电磁频谱系统在频率、电磁波方向、功率级别以及自动控制方面是可以变化的，这样就可以在空间、频率和时间这三个维度实现有效机动，更加有效地实施作战行动，并且有助于提高军用、民用共享频谱的能力。比如，频率或者光谱的瞬时改变可以大大降低被敌方被动监测到的可能性，大幅降低传感器和通信系统的功率可以降低被敌方利用的风险。

4.3 多功能

未来的电磁频谱战要求军队所有的作战平台、承载任务和运载工具都要有机融入到一个庞大的作战网络中。这就要求电磁频谱相关技术和设备可以将原本独立的通信、感应、干扰、诱导等多种功能融为一体。这些不同的功能所需的频谱、功率以及带宽都各不相同，所以需要使用新的技术将其组合到一起。比如，可以利用新型半导体技术，使得焦平面阵列系统的信号探测频率范围更加宽广，同时还可以作为被动式传感器和通信接收器工作，这些系统若使用低功率的激光器或发光二极管，则能够实现可拦截度低和可探测度低的通信传输。

4.4 小型化

在未来的电磁频谱战中，使用小型的、低成本的无人机和功能单元，在作战区域实施多基地和被动感应、低功率干扰任务，可以使得军事行动更加灵活、机动。更多的小型的电磁阵列装配在大型的作战平台上，可以增加电磁传输和接收覆盖的范围。为了实现未来电磁频谱战网络化、多功能的特点，各作战单元功能系统的体积就必须更小，且成本需要控制的更低。

4.5 自适应性

为了更大程度发挥出电磁域作战的潜力，就需要更加灵活、机动、多功能、网络化的系统和平台，这样的作战系统必须具备更加高效的自适应性。自适应性与自动化不尽相同。现今的自动化系统是指能够在限定的范围内自动转换频率，同时可以自动查找敌方特定的频率或转为诱饵查找敌方传感器，与真正意义上的自适应还有一定差距，这些自动化系统还不具备对已知威胁范围之外的新生威胁主动识别并迅速作出反应的能力，同时，这些自动化系统也对宽频内的电磁频谱监测能力不足。而具有自适应功能的电磁频谱系统可以对整个战场频谱环境进行态势感知，并作出相关决策，它不仅仅针对敌方的雷达进行干扰，或者是适时调整电台频率，而是能够根据目标的各类参数对其进行识别，通过感知其所处的电磁环境和通联概率给己方决策提供依据，向作战部队下达任务，并运用频谱感知能力评估这些系统对己方和敌方的电磁环境能够造成影响。

5 结束语

电磁频谱像一张看不见、摸不着的大网，已经将陆、海、空、天四个维度通过电磁波在全时域、全空域、全频域的范围内紧密联系在一起，其在现代战争中的重要作用和地位已有目共睹。制电磁权就是制胜权是所有国家的共识，在电磁频谱领域中取得关键的理论创新和技术进步将决定着未来战争的成败。