美航母编队侦察预警体系现状及发展趋势*

曾利凯，李 归，薛 慧

(南京电子技术研究所，南京210039)

0 引 言

美国作为当今世界的海洋霸权国家，历来重视海上力量的发展。2020年底，美海军部发布了由海军作战部、海军陆战队、海岸警卫队联合签发的新版“海上三军”战略《海上优势：以一体化全域海上军事力量制胜》[1]，并作为2021年美海军作战部发布的《海军作战部发展指南》的总纲，进一步指导未来海军建设，并明确要提高分布式舰队态势感知能力。航母编队是美国海上力量的核心组成，也是美国对外军事威慑的重要手段，而航母编队侦察预警体系是保障编队安全、发挥编队体系作战能力、完成海军作战使命的重要保证。二战后，美国海军经历了三个发展阶段，如今美航母编队侦察预警装备建设和体系构建已成为全球海上侦察预警体系建设的风向标，备受世界各国关注。

1 美海军发展战略

美航母编队侦察预警体系发展与美海军发展战略一脉相承。二战后，在国际局势和军事形势的影响下，美海军经历了“海上控制”“由海向陆”和“重返制海”三个阶段[2]，各阶段能力水平和发展特点各有侧重，如图1所示。美海军发展战略是依据其在相应阶段的需求而变化的，虽然各阶段使命不同，但侦察预警装备发展是一脉相承的。

图1 美海军发展战略路线图

1.1 “海上控制”阶段(1991年之前)

冷战时期，美苏两极争霸，苏联举全国之力发展海军，逐步具备远海作战能力，对美国构成严重威胁[3]。为保持“海上控制”优势，美海军一方面建造新舰，另一方面改造老舰，20世纪80年代末已拥有14艘航母，并组成多个航母编队，远超其他国家。

在该时期，为应对苏联海军饱和式杀伤战术，保证航母编队的生存能力，重新夺回制海权，美航母编队侦察预警体系以威胁需求为导向，侦察预警装备呈现机械化和单装系列化发展特点，注重简单对抗环境下的区域防空能力，研制了一系列新型侦察预警装备，其中代表作是SPY-1系列雷达。

1.2 “由海向陆”阶段(1991—2010年)

苏联解体后，美国成为海上霸权国家，防御重点从应对敌方远洋舰队转变为应对濒海地区的水雷和快艇，海军战略也转变为“发展海上力量投送和对陆打击”，以应对潜在对手的非对称作战[2]。

在该阶段，美海军为了满足濒海战斗对战术导弹防御、视距拦截和抗饱和打击的需求，提升对陆作战能力，侦察预警装备以信息化为发展特点。为此，美海军发展了以DDG-1000为代表的新型舰艇、以双频段雷达(Dual-Band Radar，DBR)为代表的侦察预警装备以及以协同交战能力(Cooperative Engagement Capability，CEC)[4]为代表的防空系统。

1.3 “重返制海”阶段(2011年至今)

随着中俄等国海军力量的崛起[5]，并推行反介入/区域拒止(Anti-Access/Area Denial，A2/AD)战略，美军开始反思“由海向陆”战略，意识到过于注重“反恐”而忽略了“大国竞争”，并提出“重返制海”战略，意图夺回海上控制权。

继2010年美国防部在《四年防务评估报告》中首次提出“美军需要对抗A2/AD能力的手段”、2017年美海军在《未来海军》白皮书正式提出“重返制海”后，2020年12月，美海军作战部、海军陆战队、海岸警卫队联合发布《海上优势：以一体化多域海上力量取胜》，把海上控制和力量投送作为核心使命，要求加强战备，提升能力，扩大规模。

在该阶段，美海上作战由集中式向分布式发展，为保证分布节点的生存能力，更加重视网络化协同能力和防空防天一体化能力。针对当今精确制导武器的扩散，美海军航母编队迫切需要提升体系化能力，建设了以一体化综合防空火控系统(Naval Integrated Fire Control-Counter Air，NIFC-CA)[6]为代表的一系列装备和系统。

2 美航母编队典型编成

2017年10月，美海军作战部长发布了3501.316C作战指令，将航母编队定义为航母打击群，主要由1艘航母及其舰载机联队、数艘大型水面战舰和潜艇组成，在其作战任务区内执行打击敌方水下、水面和空中部队，以及打击敌方海岸线目标和向敌内陆地区投送力量等的作战任务[7]。

目前，美海军基于现役11艘航母共组建了9个常设航母打击群。美海军典型航母打击群作战编成如表1所示，基本队形如图2所示。

图2 美海军航母打击群基本队形

表1 美海军航母打击群典型作战编成

另外，依托强大的天基资源，美国可以在全球范围内为海上航母编队提供情报支援，进一步支撑侦察预警体系的构建和高效运用。

3 美航母编队侦察预警体系

3.1 侦察预警能力需求

侦察预警体系作为航母编队作战能力的重要组成和保障，美海军依据各战略阶段的使命任务，对航母编队侦察预警能力提出了不同要求，并牵引装备发展。随着新技术的发展，航母编队面临的作战样式越来越多样，作战目标越来越敏捷，作战空域越来越广阔，作战环境越来越复杂。在“重返制海”海洋战略下，美航母编队海上作战的首要任务是保证编队尤其是航母的安全，要求编队必须提升防空反导、对海、反潜等侦察预警能力，实现“先敌发现，先敌开火”。

(1)防空反导预警能力

一是强化对反舰导弹低空突防、饱和攻击的侦察预警能力，借助空基、天基等升空平台以及协同探测手段，实现远程高效预警、近程精准跟踪；二是突出对隐身目标突防的预警能力，应对各国研发的第四代或第五代隐身飞机等隐身目标，实现快速预警、精确识别，防止其突入编队防御圈；三是提升对弹道导弹、高超声速等精准打击目标的预警能力，实现对陆基、舰载或潜射的弹道导弹以及空射的高超声速等目标的提前发现，强化反导体系能力构建；四是适应复杂环境下防空反导能力保持——随着干扰技术的迅猛发展，航母编队必须适应在复杂电磁环境中保持侦察预警能力。

(2)海上目标预警能力

一是提升应对海杂波影响的能力——美海军航母编队在执行远洋作战任务时，面对复杂海况影响，需要加强对海上目标的侦察、识别和预警能力；二是构建全球海上广域监视体系能力，基于天基卫星、舰载机等天基和空基平台构建海上广域侦察预警系统，实现常态化对海监视预警。

(3)水下目标预警能力

水下攻防一直是海上作战的重点和难点，为保障航母编队安全，需要构建水下防御圈，提前锁定敌方水下目标，实现早期预警，防止对编队舰艇产生威胁。

3.2 体系建设思路

美海军航母编队侦察预警体系建设遵循海军战略。纵观各时期发展历程，其航母编队侦察预警装备建设因时而变，主要体现在单平台和编队两个层面：一是基于技术革新推动单平台侦察预警装备的发展，通过现役装备升级和研制新型综合射频系统等手段提升多功能一体化能力，实现单平台侦察预警效能提升；二是基于“网络中心战”理念，构建编队预警侦察体系，实现网络化预警探测，形成体系化作战能力。图3给出了AN/SPY-1系列雷达历次技术升级路线。

3.2.1 单平台侦察预警装备建设思路

在单平台侦察预警装备建设上，美海军一方面从威胁需求出发，推动舰载相控阵雷达系列化发展，并对已有“烟囱”式结构的侦察预警装备，通过升级改造实现能力提升，满足作战需求；另一方面，基于先进多功能射频概念[8]，规划和建设新型装备，实现传感器多功能一体化，构建综合射频系统(图4)，提升单舰作战效能。此外，针对低空反舰导弹、隐身目标、弹道导弹、高超声速等新型威胁，基于宙斯盾系统构建海基反导预警系统，支持防空反导一体化能力生成[9]。

图4 多功能综合射频系统概念[8]

3.2.2 编队侦察预警体系建设思路

在编队层面，美海军以能力需求为导向，基于“网络中心战”“空海一体战”等作战概念需求牵引，结合全球信息栅格(Global Information Grid，GIG)、Link16/22、战术瞄准网络技术(Tactical Targeting Network Technology，TTNT)等不同等级的数据链协同网络，构建多层次、大纵深、一体化侦察预警体系，建设CEC系统[4]、NIFC-CA系统[6]，实现编队协同探测、超视距防空打击，提升编队一体化联合作战能力。

(1)构建多层次大纵深一体化信息获取体系

网络化作战[10]成为现代战争的主要作战样式。美军明确提出建立一体化预警系统，要求做到互联、互通、互操作，真正实现空、天、海、地一体化，情报资源共享，并基于GIG，综合利用分布于岸、海、空、天、潜多维立体空间中的雷达、声呐、光电、电侦、技侦等军用手段和船舶自动识别系统(Automatic identification System，AIS)、广播式自动相关监视系统(Automatic Dependent Surveillance-Broadcast，ADS-B)等民用手段，构建全方位、全时空、全频段的多层次大纵深的信息获取体系，对水下、海上、地面、空中和外层空间目标进行立体的一体化侦察监视和预警探测。

(2)建设CEC协同作战能力

2000年前后，美海军提出了“网络中心战防空”的典型作战概念[10]；2010年前后，建成了基于网络的编队防空系统，实现信息共享、从传感器到射手的防空火力网。如图5所示，CEC能够利用计算机、通信和网络技术，把各协同单元上的目标探测系统、指挥控制系统和武器系统等联成网络，具有综合跟踪与识别、捕捉提示与协同交战等三大功能[4]。

图5 CEC系统组成

(3)构建NIFC-CA一体化防空火控系统

为进一步提高协同作战能力，形成编队分布式探测-跟踪-火控-打击一体化分层防御体系，美军正在构建分布式、网络化协同探测打击体系，推进NIFC-CA系统建设。通过将海上编队多平台传感器、武器联成网络，综合运用侦察、火力、对抗等作战力量，实现网络化协同，构建编队内分布式探测-跟踪-火控-打击的防空杀伤链，扩展单舰防御范围，实现编队的协同作战和超视距防空作战能力。

美海军于2013年8月在“钱斯勒维尔”号巡洋舰首次完成NIFC-CA概念海上演示验证；2014年初，验证了E-2D预警机上APY-9雷达的NIFC-CA能力；2016年9月，首次与F-35的协同实弹拦截试验，并在穆古角靶场完成史上最远距离的防空拦截试验，验证了NIFC-CA系统的超远程、超视距拦截能力。

3.3 侦察预警体系功能和能力

从探测手段和服务保障等角度，美航母编队侦察预警体系功能主要包括电子侦察、预警探测、光电侦察、情报处理、舰载机引导和武器信息保障等功能。另外，本节根据公开资料简要分析美航母编队相应的能力，相关数值仅供参考。

3.3.1 电子侦察

在航母编队侦察预警体系中，电子侦察是早期预警的重要手段之一，航母编队的早期预警和防空作战是在电磁管控状态下进行的。在编队实施防空反导、对海/对陆作战的初期，需尽可能保持电磁静默，以防暴露。在该阶段，禁止使用对空搜索雷达，编队主要依靠舰载电子侦察装备、电子侦察机和天基侦察卫星等完成电子信号侦收，对目标属性、型号、状态等进行识别，实现早期概略预警。

美航母编队依靠电子侦察机前出侦察敌方电子信号，最大侦察距离1 100 km左右，能够在雷达静默条件下提前发现目标或引导雷达开机照射目标区域。依靠天基侦察卫星可以实现以航母为中心1 500 km范围内的侦察，进一步扩大概略预警范围。

3.3.2 预警探测

美航母编队预警探测功能主要包括对空、对海和对潜等三部分。对空预警探测以航母为中心，大致划分为早期概略预警、远程态势感知、中远程防空识别、中近程火控跟踪等任务阶段，主要依靠卫星、电子侦察机、预警机、舰载防空雷达等手段。对海预警探测分为早期概略预警、远程预警、中程预警和近程预警，除了依靠电子侦察卫星、电子侦察机、天基预警雷达等实现早期概略预警，还可利用天基成像雷达针对重点威胁区域进行高精度成像，识别威胁目标群，并引导航母编队有效完成远程、中程和近程对海预警探测任务。对潜预警探测包括远程和中近程:远程对潜探测主要通过反潜巡逻机和潜艇前出，对威胁轴方向进行重点目标探测；中近程对潜探测可通过直升机吊放声纳、舰壳声纳、拖曳声呐阵等，组网探测编队防区水下目标。

远程对空预警探测依靠预警机前出最大预警距离可达1 000 km，中近程依靠编队舰载雷达可覆盖450 km范围空域，依靠CEC、NIFC-CA等手段协同后可进一步扩大探测距离。对海侦察早期概略预警依靠天基卫星能达到1 000 km以上，远程预警依靠E-2D前出(对海距离200 km)，中程依靠直升机(重点方向搜索半径100 km)，近程依靠舰载对海雷达。远程反潜依靠反潜巡逻机(P-8A作战半径2 500 km)和舰艇前出，中近程探潜依靠舰艇自带声呐和反潜直升机，可覆盖110 km左右范围。

3.3.3 光电侦察

光电侦察是编队自防御的重要保障手段，具有精度高、抗海杂波等优点。舰载光电探测系统利用目标和背景反射或辐射的光信号差异，对目标进行探测、识别、跟踪和瞄准[11-12]。

美海军航母编队光电侦察设备主要包括激光告警和红外搜索两类，主要用于末端侦测敌方来袭的隐身飞机和导弹等目标。激光告警以AN/AVR-2为代表，其成像型“高精度激光接收机”的测量精度接近1 mrad；红外搜索设备主要是AN/SAR-8红外搜索与跟踪系统，用于补充舰载雷达警戒系统功能，探测掠海飞行导弹，探测距离10 km左右。

3.3.4 情报处理

如图6所示，编队情报处理功能负责编队内各类情报信息的综合处理、各类传感器的管控、各类信息保障，主要由战术旗舰指挥中心完成[13]，其在编队的防空反导、对海/对陆作战中起着关键作用，既是情报中心，又是指挥决策中心，是整个编队指挥自动化系统(Communication，Command，Control and Intelligence，C3I)和情报侦察系统的神经中枢系统。

图6 美海军航母编队情报处理流程[13]

3.3.5 舰载机引导

航母是海上移动的飞机场，为高效发挥作战能力，编队侦察预警体系必须具备舰载机引导功能，主要包括空战引导和着舰引导：空战引导主要依靠舰载固定翼预警机和舰载雷达，完成对本舰和敌方目标定位，引导舰载机与敌机交战；着舰引导的任务是在复杂气象环境下保证舰载机顺利起降。

美航母舰载机着舰引导采用三步接力的方式：几十千米以外的区域由“塔康”无线电导航系统和飞机进场控制雷达进行引导；几十千米左右的空域，由空中交通管制系统承担导航任务；几千米至十几千米，由着舰控制雷达AN/SPN-46(V)引导着舰。另外，航母、属舰、预警机的侦察预警设备能够为战斗机提供全天时、全空域和全天候引导。

3.3.6 武器信息保障

航母编队侦察预警系统能够为武器平台提供信息保障，支撑武器打击，主要包括导弹目指信息保障及制导功能和炮瞄信息保障功能。

航母编队能够为“标准”系列导弹和近程“海麻雀”导弹提供制导信息，尤其是“标准-6”导弹，最大射程可达400 km，但受地球曲率影响，单部舰载雷达对掠海飞行目标探测距离有限，需依托CEC和NIFC-CA协同探测网络满足杀伤远界。

3.4 侦察预警体系装备组成

天基、空基和舰艇等平台侦察预警装备是美航母编队侦察预警体系的基本要素，为整个编队提供攻防所需的各种信息与情报。

3.4.1 天基侦察预警装备

天基装备是美航母编队侦察预警体系中不可缺少的一环，能够获得其他侦察手段难以获取的情报信息，主要分为成像卫星、电子侦察卫星和导弹预警卫星。美军航母编队可以通过卫星侦察获取广阔海域的情报信息，为其行动进行有力支撑[14-15]。

3.4.2 空基侦察预警装备

空基侦察预警是航母编队侦察预警体系中有力手段，通过升空平台能够克服地球曲率对于探测的影响，极大提升航母编队的侦察预警范围。

3.4.3 舰艇侦察预警装备

水面舰艇和潜艇是航母编队的重要组成，也是守卫航母的“带刀护卫”，集成了雷达、光电、侦察、声呐等各类侦察预警装备。

4 未来发展趋势

随着海上航母编队面临的作战样式越来越多样，作战目标越来越敏捷，作战空域越来越广阔，作战环境越来越复杂，单一的侦察预警装备已经难于满足作战系统的需求，对形成体系作战能力的需求越来越迫切。为了支持未来海上作战行动，综合射频/多功能一体化、分布式网络化/体系协同作战、无人化、防空反导一体化等成为美航母编队侦察预警体系的发展方向[16]，其主要特点如下：

(1)基于多功能一体化，构建新一代综合射频系统，提升单平台作战效能

舰载综合系统呈现探干侦通、微波光电、电磁指控等多方向融合趋势，通过构建具备同时执行雷达、通信、电子战、信息战任务的多功能、多频段、多波束一体化系统，并引入指挥控制功能，实现在战场态势感知、电子战、赛博战、指挥控制的频谱控制与优化，实现作战全要素一体化扁平融合，进一步压缩观测、定位、决策、行动(Observation Orientation Decision Action，OODA)时间，提升作战效率。

(2)深化网络化协同，完善远洋编队协同探测体系，发展分布式远程打击能力

侦察预警网络化协同进一步深化，通过编队作战要素分解与分布式跨域协同、编队有人/无人协同等手段，扩展编队对空、对海、对潜探测协同探测打击功能，支持分布式协同远程打击。

(3)研制防空反导雷达和新一代反导舰载雷达，完善海基反导预警体系

美海基反导技术日趋成熟，通过大量海基反导试验，利用体系能力支持对各类弹道导弹的两段两层拦截能力。美海军正通过研制防空反导雷达(Air and Missile Defense Radar，AMDR)和推动新一代反导舰载雷达发展，逐步完善反导预警装备体系。

5 结束语

美国是世界上最强大的海洋大国之一，航母编队是美国海上作战最主要的力量，编队侦察预警体系是航母编队作战能力的重要组成和重要保障。同时，美国也是全球海上航母编队作战实战经验最丰富的国家之一，其航母编队侦察预警体系与全球各个国家息息相关。本文结合公开资料对美国航母编队侦察预警体系现状和发展趋势进行了介绍和分析，具备一定的参考价值。

未来随着多功能一体化、体系化、协同化、无人化、智能化等技术以及空海战、网络中心战、赛博战、马赛克战等新型作战理念的发展，美国航母编队侦察预警体系功能组成、装备组成、体系能力等也会发生重大的变革，需要持续跟踪。