作者:刘雳宇
制作:光明网军事科技前沿
出品:科普中国
电子战起源于二战时期,当时只有些最基本的干扰手段,如箔条和初步噪声干扰等。越南战争时期,现代电子战尤其是机载电子攻击得到了极大的发展。虽然新干扰技术大量涌现,但电子战学说仍处于起步阶段。所以尽管当时的电子战平台在越战中表现抢眼,但由于任务制定者们缺乏电子战知识和标准化程序,阻碍了电子战平台战斗力的进一步发挥。而机载电子攻击实际上在第一次海湾战争期间才真正成熟起来,在战争中起到了主导作用。现代战争中,一个国家想要有制海权,必须得有制空权。想要有制空权,则必须要有制电磁权。
电子战涵盖侦察和干扰两大机制
侦察装备包括专用电子侦察船和作战舰艇上电子侦察设备。前者专用于对海战区内敌雷达、通信等电磁辐射源进行截获、识别、测向、定位并测出技术参数,获取敌方战术情报,判断敌方上兵力部署、行动意图和对己方的威胁程度;后者用于搜索、截获、识别敌海上威胁程度最高的电磁辐射源,及时向舰艇指挥员发出警报,或引导火力实施攻击。
电子干扰设备又包括有源干扰装备和无源干扰装备。有源干扰装备包括大功率雷达噪声干扰机、通信声干扰机或拖曳式有源雷达诱饵等,以干扰压制敌军海上预警、引导、炮瞄雷达,航对空、对岸、对舰通信设备,以及舰载、机载或岸基反舰导弹的制导系统;无源干扰装备包括箔条、红外诱饵弹和各种反射体,他们与有源雷达诱饵一样,可部署到离真实舰艇一定距离,形成假目标,以引诱敌雷达和反般导弹跟踪假目标,达到保护自己的目的。
“己所不欲,且施于人”已成为电子干扰战机核心特质
飞机上电磁探测,包括雷达和通讯的系统必须能够不受对方干扰的同时,却又能够干扰对方,使得其雷达瘫痪。这种“己所不欲,且施于人”的飞机就是美国最新研制的一种电子战飞机。这类战斗机的编号后面都加了“G”,且老美给它起了个特别形象的名字——野鼬鼠。野鼬鼠是种体积不大的食肉动物。让飞机叫这个名字可不是“反差萌”,这是指电子战飞机就像黄鼠狼一样,见缝就钻,在空中非常灵活,异常凶狠。
图一 波音EA-18G“咆哮者”电子攻击机
该飞机在美军的超级大黄蜂战机基础之上研制而成,不仅保留了原飞机超强的性能,还加入了新一代电子对抗设备,使得飞机能够很好地完成电子对抗任务。专家们评价说,“咆哮者”既是当今战斗力最强的电子干扰机,又是电子干扰能力最强的战斗机。
作为一款名副其实的电子战机,美国的EA-18G战机拥有十分强大的电磁攻击能力和宽频信号感知和识别功能。以往的电子干扰往往采用覆盖某频段的梳状波,也就是较宽频率的覆盖,但敌方雷达仅仅工作在若干特定频率。这样的干扰方式虽然能够干扰不同频率,但将能量分散在较宽的频带上,就如同对电磁频谱进行了“地毯式轰炸”,浪费弹药太多,付出功率的代价太大。
随着技术发展,跳频能力的抗干扰系统出现之后,传统干扰方式无法有效应对每秒钟发射频率都要跳动数次的电台和雷达,干扰效果便大打折扣。此时对手的信号恰似神出鬼没的“游击队”,“地毯式轰炸”就显得不甚明智。与以往这些拦阻式干扰不同,电子战机具有的普遍特点是它可以通过主动分析干扰对象的跳频图谱自动追踪其发射频率,并采用“长基线干涉测量法”对辐射源进行更精确的定位以实现“跟踪-瞄准式干扰”。此举大大集中了干扰能量,首度实现了电磁频谱领域的“精确打击”。采用上述技术的EA-18战机可以有效干扰160千米外的雷达和其它电子设施,超过了任何现役防空火力的打击范围。
图二 战争中的电磁频谱应用
这套系统目的是保护己使用电磁频谱,防止敌方使用电磁频谱的斗争成为现代战争的第四维战场,大规模电子战将贯穿于战争的始终。未来的高技术战争,电子战将发挥巨大作用,没有制电磁权就谈不上制天、制空、制海、制陆权。
所以电子战机的利器就是雷达。它是电扫的相控阵雷达,具有非常强大的电子干扰功能,即瞄准式干扰。瞄准式干扰系统测对方的频率非常迅速,而且既能测又能瞄准,一边测,一边瞄着你干扰。另外,它的通讯干扰也很厉害。一般我们说的通讯干扰等于两人谈话,干扰的人拿着一个大喇叭放着噪音,两人谁也听不见谁。但是这个通讯干扰就是两人说你听不见我,我听不见你的时候,他可以听见你的,还能听见我的,这不仅能干扰,还能继续监听。它还有一个干扰对消技术,放出干扰波段,即在对外实施干扰的同时,采用主动干扰对消技术保证己方高频话音通信的畅通,这项技术在美军中也是首次应用。
图三 相控阵雷达
相控阵雷达有相当密集的天线阵列,在传统雷达天线面的面积上可安装上千个相控阵天线,任何一个天线都可收发雷达波,而相邻的数个天线即具有一个雷达的功能。扫描时,选定其中一个区块或数个区块对单一目标或区域进行扫描,因此整个雷达可同时对许多目标或区域进行扫描追踪,具有多个雷达的功能,具有无惯性快速扫描,数据率高,跟踪多目标,适应环境能力强等特点。
此外,作为部队网的关键节点,EA-18G战机装备了基16号数据链的JTIDS联合战术信息分发系统。JTIDS采用了高速跳频、跳时、直接序列扩频和纠错编码等多种反侦察和抗干扰措施,是当今世界最为“坚固”的无线战术通信系统。时至今日,除了核电磁脉冲武器,连美军自己也没有干扰JTIDS的有效手段。因而,“咆哮者”的抗干扰能力不可小视。
如果说战斗机是刀光火影的战斗;那么电子战机就是无声无息无色的电磁波和电子信号的斗争。能够兵不刃血,以最少代价取得战场上的主动权,这是世界任何军事强国强烈追求的目标。当前,中国正在军事现代化的道路上稳步前进,也开发出了属于自己的电子战机。歼16战机即采用了类似美国EA-18G装备的新型有源相控阵雷达,具备了电子战能力。随着我国电子信息技术的高速发展,无论是硬件还是软件控制上面的领先甚至突破,并将为我们的未来电子战机注入强大的体魄和战斗力。
(刘雳宇:重庆大学物理学院教授,青年“千人计划”电子信息组组长,青年“973”计划首席科学家)