更全的杂志信息网

美军电磁频谱战发展沿革与现状述评

更新时间:2009-03-28

0 引言

电磁频谱成为现代战争的关键作战域之一。为争夺战场电磁频谱优势,破解反进入/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,迅猛发展成为引领新一轮军事理论和技术创新的新宠。从作战概念认知、新型装备研发、部队架构与作战运用等方面,研究和剖析美军电磁频谱作战发展现状与特点,在未来信息战场御敌制胜具有重要现实意义。

1 理论发展沿革

电磁频谱控制由来已久。1956年,前苏联海军司令Gorschkov上将指出:“谁控制了电磁频谱,谁将赢得下一场战争。”20世纪70年代初,美参联会主席Moorer称,第三次世界大战的胜利者将是能高度控制和管理电磁频谱的一方。美国“老乌鸦”协会最早提出将电磁控制(EMC)作为电子战概念的第四组成部分。2009年战略司令部推出电磁频谱战(EMSW)早期概念,在电子战基础上增加电磁频谱管理(EMSM)、电磁频谱控制(EMSC)、电磁战斗控制(EMBC)等任务内容。2012年战略司令部建立联合电磁频谱控制中心(JEMSCC),旨在实现电子战和电磁频谱管理全面集成,各部队也分别建立相应的组织协调机构和分队[1],国防部信息系统局下属联合频谱中心则提供应用系统和技术支持。美海军同年提出电磁机动战(EMMW)概念,并在2015年3月发布《21世纪海上力量合作战略》,概要阐述了电磁机动战目标、构成、技术项目和实现路径,该月,美军成立最高级别电子战机构——电子战执行委员会,下设秘书处、常设办公室和负责具体事务的电子战能力小组(EWCT),从国防部层面对电子战进行决策、协调和监管[2]。2015年12月,美国防部首席信息官Halvorsen指出,电磁频谱有望被视作继陆、海、空、天、赛博空间之后第六作战域;同月,战略与预算评估中心在《决胜电磁波:重拾美国电磁频谱领域主宰地位》报告中提出“低-零功率”电磁频谱战概念,阐述了概念思想、趋势特点、能力和技术需求及当前障碍并提出概念与视图、采办、技术、验证等方面建议[3]。2016年11月底,美国“老乌鸦”协会第53届国际研讨会以“电磁频谱作战全球视野”为主题,展示电子战、频谱感知与冲突消除的新概念与技术成果,探讨电磁频谱作战环境、政策条令、装备采办、联合训练与作战能力等[4]。2017年1月新任国防部长Carter签署首部《电子战战略》文件,正式确立电磁频谱为独立作战域并阐述如何实施作战[5]

实验3 为了准确描述算法的并行性能,将预测数据扩展1 000,3 000倍后进行加速比实验,并与文献[12]和文献[11]方法进行对比,得到的实验结果如图3所示。

2 政策与条令

战略政策与军事条令集中体现美军作战理论的最新发展,如表1所示。美军认为,联合电磁频谱作战任务域由电磁频谱利用、管理、攻击和防护四维度任务构成,旨在对电磁作战环境中的联合任务部队电磁频谱行动进行作战集成、重点确立、组织协同和冲突消除,实现战场电磁频谱控制,在各作战域的指挥控制、情报、火力打击、调整与机动、防护、行动维持等职能中发挥关键作用。为推动电磁频谱战理念深度落地,美军建立起从战略框架到战术与技术措施的系列指导性文件,成为生成和提升作战能力的有力支撑[6]。除此之外,美陆军2016年2月版AR525-15《网络电磁行动软件重编程》与2017年4月版FM3-12《网络空间与电子战行动》、空军2014年6月版《电子战集成重编程》与2015年12月版《频谱干扰消除纲要》及海军相关条令等也是重要构成部分。

 

表1 美军电磁频谱战战略与条令文件

  

部门颁布年月文件名内容概要国防部2006—2014.02电磁频谱战略聚焦推进频谱装备发展、增强频谱行动灵活性、提升频谱管理和政策响应能力等战略目标。2017.01电子战战略正式确立电磁频谱为独立作战域并阐述如何实施作战,明确加速推进电子战能力的发展战略和集成电子战能力、概念与项目的技术、训练与作战等措施,阐释当前和未来电磁频谱威胁环境、各军种机构间互操作和战法能力评估以及未来作战新能力需求等。战略司令部2010.08赢得21世纪经济与安全优势:电磁频谱控制战略框架联合信息作战中心从风险与机遇、战略目标、发展需求、战略开发等多角度构建电磁频谱控制的体系架构,建立起从业务到管理再到控制的顶层战略框架。参联会2012.03JP6⁃01:联合电磁频谱管理行动描述联合作战中国土和国际联合电磁频谱管理行动的基本概念、角色定位、任务内容、组织机构、职能与关系、电磁作战环境、计划制定和战场频谱管理全周期实施方式(包括策略需求、资源、冲突消除、协同及转移等)等,为联合部队指挥官提供电磁频谱行动指南。2012.12CJCSM3320.01C:电磁作战环境中联合电磁频谱管理行动2013.01CJCSI3320.01D:联合电磁频谱作战系统阐明联合部队开展电磁频谱作战行动的战略愿景、作战概念、组织机构与职能、指挥与管理关系、计划制定与作战实施、作战集成与行动协同等内容,指导联合部队指挥员开展电磁控制、干扰消除、频谱管理和电子战编程等行动。2013.01CJCSM3320.04:电子战支援联合电磁频谱作战2015.03电磁频谱作战联合概念2013.01CJCSM3320.02D:联合频谱干扰消除程序详述联合频谱干扰消除计划程序、角色与流程、报告指南、内容格式与分发接收、安全保密指南、必要资源与联络点、特征描述与消除水平、商业卫星通信干扰报告及自然效应等,为国防部和指挥官提供标准化技术与程序支撑。2013.03CJCSI3320.02F:联合频谱干扰消除2014.02CJCSI3320.02E⁃1:联合频谱干扰消除程序保密增本2016.10JDN3⁃16:联合电磁频谱作战以参联会JP6⁃01、CJCSM3320.01、CJCSI3320.02等条令为支撑,规范“电磁频谱作战”术语和作战框架标准,对职能角色、组织机构、计划制定、作战实施和评估作了程序性描述,是美军电磁频谱战最新指导。

 

续表1

  

部门颁布年月文件名内容概要陆军2007.12TRADOCP525⁃7⁃16:美陆军未来模块化部队概念能力计划2015-2024———电磁频谱作战介绍陆军电磁频谱作战的目的与职能域范畴及与联合概念的关系,阐明概念能力计划内容、作战核心职能、行动间关系及作战能力需求、当前能力发展评估和未来能力优化计划项目,详述作战体系架构、行动模型、DOTMLPF问题、作战试验与演习实验研究及联合能力集成与开发系统、未来概念能力计划等,作为陆军顶层战略指导。2010.05FM6⁃02.70:陆军电磁频谱作战界定陆军频谱管理行动概念、目标、职能任务和基本流程,明确战术参谋部网络电磁行动工作分队等频谱管理组织机构、行动计划制定与决策流程方法,阐述电磁频谱对各种作战行动的支持及联合任务部队电磁频谱行动实施方式,并介绍频谱管理行动工具系统,是集成电磁频谱战、电子战与网络空间战的行动框架与技能手册。2015.12ATP6⁃02.70:电磁频谱管理作战行动技能

3 装备与技术

军事技术引领和支撑先进作战理念。为将电磁频谱战从概念转化为能力,美军极力开展技术创新和装备研发,发展具有网络化、灵巧化、多功能、小型化和自适应等特征的新系统。

3.1 电磁频谱管控系统

当前我国处于产业结构升级的关键时期,举国上下对产业创新高度关注,但正如经济发展要在适当增长速度的基础上保证质量一样,我们在关注创新速度的同时也要关注创新效益。但目前对两者间关系的研究较少。本文拟系统分析产业创新速度对创新效益的影响机理,并用省级面板数据模型对二者的非线性关系进行实证检验,进而探讨相关政策建议。

被称为“微型金融之父”的孟加拉国银行家尤努斯教授,开创了世界上首个为社会底层人提供金融服务的格莱珉银行,现已成为当今世界规模最大、运作最成功的小额贷款金融机构。小额信贷作为一种新型的金融方式,自20世纪70年代被引入我国后便发挥了重要的作用。尽管近年来围绕农村金融信贷市场的健全和发展,政府不断出台相关政策,但有些问题依然没有得到根本性解决。由于农村居民的信用额度较小、文化素质较低、法律意识较差,一些普通的商业银行不愿意向农户发放贷款。如何解决农户贷款难的问题、如何更好地完善农村信贷体系,是农村金融市场下一步的研究方向。

 

表2 美军主要电磁频谱管理系统互兼容性

  

管理系统SpectrumXXISpectrumXXIOCJSMPTS2ASAESOPSPEEDACES/JACSHNSWDOSpectrumXXI———☉◎◎◎◎◎SpectrumXXIO☉———◎◎◎◎◎◎CJSMPT◎◎———◎◎◎◎S2AS◎◎◎———AESOP◎◎———◎SPEED◎◎◎———◎ACES/JACS◎◎◎———◎HNSWDO◎◎◎◎◎———1)系统说明:SpectrumXXI———频谱XXI,CJSMPT———同盟体联合频谱管理规划工具,S2AS———频谱态势感知系统,AESOP———海上电磁频谱作战行动项目,SPEED———系统规划、工程与评估装置,ACES———自动化通信工程软件,JACS———联合通信电子行动自动指令系统,HNSWDO———东道国全球在线频谱数据库2)符号说明:格式兼容◎ 有限格式兼容☉

3.2 电磁作战装备与技术[8]

美国防部预先研究计划局(DARPA)2011年开始启动行为学习自适应电子战(BLADE)、自适应雷达对抗(ARC)、极端射频频谱条件下通信(CommEx)、主动电子扫描阵列(AESA)技术、近零功耗射频和传感器运行(N-ZERO)等项目,通过对抗行为实时评估、措施自主生成、效果即时反馈等新技术开发针对未知波形和行为的电磁频谱威胁实时战术对抗新能力;美空军2010年启动基于网络化软件定义架构(SDA)的认知干扰机与大功率高效射频数模转换器(HiPERDAC)项目以及无源射频识别环境(PRIDE)、频谱战评估技术工程研究(SWEATER)、反电子高功率微波先进导弹(CHAMP)等项目,发展有源和无源目标威胁自动感知识别、实时评估和自适应对抗技术与能力;海军开展海上电子战改进(SEWIP-BlockI/II/III)SLQ-32舰载电子战系统、舰船信号探测装备(SSEE)、电磁机动指挥与控制(EMC2)、集成桅杆(InTop)舰载天线、下一代干扰机(NGJ)等项目,提升实时威胁评估与态势感知、任务方案建模仿真、电磁频谱自动分配、作战行动分析等能力;陆军启动计划在2016年9月投入使用的电子战规划与管理工具(EWPMT)和多功能电子战(MFEW)、防御性电子攻击(DEA)和“消音器”电子战等系统,增强射频信号感知的电子支援和发送干扰或欺骗信号的电子攻击能力。2017年初,战略司令部联合电子战中心(JEWC)启动面向电磁频谱态势感知与指挥控制提供改进电磁战斗管理能力的新技术研究,计划5年内实现基于策略的实时频谱管控、先进电磁战斗序列(EOB)表征和行动方案建模仿真分析等能力并达到7~8级技术成熟度[9]。在认知电子战和人工智能技术推动下,DARPA于2017年8月11日又启动了射频机器学习系统(RFMLS)和频谱联合挑战项目,开发从大量复杂频谱信号中自动区分和表征目标信号的新技术[10]

  

图1 联合电磁频谱作战计划制定流程

4 组织机构与作战运用

随着认识不断深化,美军逐步将新思想落地为战法和战术措施。JDN3-16全面奠定规范基础。明确规定,联合电磁频谱作战组织机构负责制定和发布政策指示与行动指南,进行计划制定、作战实施、行动协调和作战评估。联合部队指挥官指派电磁频谱控制负责人承担联合电磁频谱作战总职责。联合电磁频谱作战单元(JEMSOC)是联合部队的主要参谋部,由电磁频谱控制负责人委派一名主管统一指挥。各军种设立电磁频谱作战分部,陆军电子战军官所辖网络电磁行动分队、海军海上作战中心电磁频谱作战分队、空军空中作战中心电子战协调单元、海军陆战队战斗开发与集成司令部下属网络空间与电子战协调单元、多国部队联合参谋部作战处所属合同电子战协调单元等为各下辖电磁频谱作战分队,承担集成网电作战、电子战和频谱管理行动职能。

美战略与预算评估中心(CSBA)2016年1月在《决胜齐射角逐:美国防空与导弹防御再平衡》报告中指出,电磁频谱战将成为战场长期性竞争,建议美军重点发展直戳要害的电磁频谱战技术和能力[12]。作为应对信息网络大数据和人工智能时代军事新挑战的作战理念,电磁频谱战一经提出就成为美军战斗力发展新方向。美国防部通过颁布国家战略与军队条令、集成作战力量与机构、研发新型系统与装备技术,将新作战概念全维推向战场。

美国防部自2005年开发部署同盟国联合频谱管理规划工具(CJSMPT)与全球电磁频谱信息系统(GEMSIS),随后的频谱XXI及其改进型、频谱感知管理与规划系统(SSC-SSMPS)、频谱态势感知系统、海上电磁频谱作战行动项目、联合通信电子行动自动指令系统、东道国全球在线频谱数据库等,各系统具备实时频谱测量与在线分析、频谱筹划推演与方案制定、用频规划分配与频率指派、信号操作与通信电子操作指令生成、电磁干扰分析与冲突消除、电磁作战环境建模仿真、电磁态势图共享与用频效能评估、卫星接入与网络中心环境协调、频谱资源接入与数据库标准等多种功能与能力,且各系统具有一定的兼容与互操作性能,如表2所示,为美军开展战场电磁频谱管控提供有力支撑[7]

预制挂板属于外围护结构,不参与结构的整体受力。其与结构的连接主要通过预留钢筋或埋件的形式与梁、柱结合,连接节点应具有一定的柔性。挂板采用先挂法施工是将挂板进行精确定位与稳固支撑后进行现浇结构的钢筋绑扎、模板支设等工作,待现浇混凝土达到设计强度要求时可拆除临时支撑组件。

5 主要特点与启示

作战筹划由各级联合电磁频谱作战单元共同完成,作战计划制定人员在任务分析时制定参谋部评估方案和联合电磁频谱作战附录,同时,联合部队各分部报送各自电磁频谱作战计划并集成到该附录,期间联合电磁频谱作战单元加强各分部电磁频谱作战计划并生成电磁频谱控制计划,从而启动联合电磁频谱作战实施周期,生成指导联合部队电磁频谱使用的电磁频谱控制序列,如图1所示。作战实施是从计划、实施到评估的循环周期,联合电磁频谱作战单元通过制定电磁频谱控制计划和电磁频谱控制序列确立战斗周期,经电磁频谱控制负责人批准,向各分部作战单元和分队发布并组织实施,基本过程为:制定与发布控制计划、更新各分部控制计划、准备作战计划、生成和分发控制序列、执行和调整作战实施计划与控制序列、监测和指导作战进程。为验证和改进作战新概念和能力目标,美军迅速推进电磁频谱领域战场攻防研练实践。美空军在2016年的“战斗护盾”演习中为响应“频谱干扰消除项目”实施了雷达电子战系统测评,美陆军在2017年2至5月成立名为“第1战场网电战小组”的电磁频谱战独立分队,并计划年底参加某地域战斗司令部组织的演习[11]

5.1 通过政策条令强化概念认知,将新理念落地为可执行措施

思想引领行动。美军擅长创新作战理念,电磁频谱战概念也不例外。一是注重厘清并统一概念认知。电磁频谱战发展的早期数年,始终在论证面向新作战域的新概念。军方主导“老乌鸦”等专业性军地高层论坛,分析概念所涉及的相关理论、交流技术发展和应用方式,推动认识深化,同时,在战略性文件和顶层条令中,逐步梳理相关联新旧概念间的联系与区别,剖析其范畴与任务域,以此日益促成概念的清晰界定和理论体系成型。二是强调细化面向战场运用的操作性条令。美军历来重视将作战概念向执行层战、技术措施细化落地。电磁频谱战从概念提出到进入条令和从联合条令到军兵种配套行动手册及战技术规程(TTP)均仅用三年时间,美陆军甚至在联合参谋部之前建立战场运用概念蓝图,形成从联合层面到分队层面层层衔接、逐项落地的系统性作战运用与操作指南。

5.2 依托科技实力支撑装备研发,将新技术转化为战斗力优势

强军必需利器。高新技术装备是催生新生作战能力的重要途径。一是敏锐捕捉战场新变化并评估新需求。美国防部2014年《电磁频谱战略》指出,要量化频谱需求、发展电磁环境所需装备和技术,增强实时频谱操作和电磁频谱系统实时识别、预测及干扰消除等能力[13]。美军由底至顶建立了面向装备系统研建与作战部署应用的需求采集与集成机构,在定期搜集梳理的同时借助政府审计署、兰德公司和院所专题小组进行专项调研论证,分析结果可直接为国防部和参联会提供决策支持,形成了畅通有力的需求管理评估体系,为研建电磁频谱战装备和开发新型战斗力注入激活剂。二是注重将预研技术向装备系统集成应用。美军装备系统研建都会基于国防信息体系结构标准展开,具备仿真建模、预先研究、技术集成、应用验证等系统流程和完善能力,注重同步进行原有型号改进和新研智能技术装备系统开发。《决胜电磁波》指出,新阶段电磁频谱战重要特征是无源传感器应用和采用“低-零功率”能力对敌进行反电磁对抗,智能化技术和装备是未来主导。电磁频谱战技术装备预研与集成也将能够以更优方式实现军事问题向技术能力升级、前沿技术与成熟方法互融、专用系统向综合平台集成,进而完成战斗力优势无缝跃升。

5.3 基于已有力量集成部队架构,使全体系战场运用协调有序

部队是行动载体。美军非常重视新概念作战力量与现有能力的优化集成。一是注重新概念能力体系整体规划。美军电磁频谱战与网络空间作战的能力发展轨迹相似。从联合参谋部、联合部队司令部到军兵种部队,设置作战席位和相应实施分队,建立作战计划、指控、实施和评估的全流程运行机制,形成高效流畅的能力集成体系。二是强化新力量与现有机构协调互融。通过及时明确新能力所涉及机构与力量的职责和相互关系,制定面向作战的行动流程和实施程序,甚至规定有关协调活动中的制式模板,促成电磁频谱作战与其他任务域的全体系全程行动协同有序。三是依托实战演练推进能力验证与运用。为快速验证和提升基于新理念、新体系和新装备的作战能力,在国防部和参联会的统筹下,充分利用各战区年度例行演习、相关装备系统作战试验、全球局部战场实战行动等条件和时机,美陆、海、空军先后结合多域战、电磁机动战和分布式杀伤等新作战概念,检验无线电遥控爆炸装置、手持式无人机对抗装备、集成防控火控系统及“小精灵”空间分散体系等先进技术的战场运用效能,全力推进电磁频谱战力量演练实践。

6 结束语

作为实现新抵消战略的组成部分,电磁频谱战与网络中心战、空地与空海一体战、分布式杀伤、多域战和混合战争等作战思想一样,成为美军谋求导弹攻防、网络电磁和多域空间等军事优势的重要途径之一。从CSBA在2017年10月份发布的《决胜灰色地带——用电磁战重获升级优势》报告提出用小型无人机“蜂群”等新的电磁战概念和技术能力实施电子攻击和精确打击对抗中俄“灰色地带”冲突和混合战争策略可见,电磁频谱战将在未来冲突与对抗中不断创新并主宰战场进程。■

参考文献:

[1] U.S. Government Accountability Office.Electronic Warfare: DOD Actions Needed to Strengthen Management and Oversight (GAO-12-479) [R].Washington DC:U.S. Government Accountability Office, 2012: 15.

[2] 闭谈美国电子战执行委员会[EB/OL].2017-10-01[2017-10-02].http://mp.weixin.qq.com/s/hoQ1YDKl_TvDvjhKto8_Kw.

[3] Bryan C, Mark G.Winning the Airwaves: Regaining America’s Dominance in the Electromagnetic Spectrum [R].Washington DC: Center for Strategic and Budgetary Assessments, 2015-12-02.www.csbaonline.org.

[4] Association of Old Crows.Press Coverage of the 53rd Annual AOC International Symposium & Convention[EB/OL].2016-11-29[ 2017-01-20].http://crows.org/conventions/press-coverage-2016.html.

[5] John Knowles.A Great Strategy [EB/OL].2017-06-15[2017-06-16].http://mp.weixin.qq.com/s/6_84BjjYnorJrxcRBA41Hg.

[6] Joint Chiefs of Staff.Joint Doctrine Note 3-16: Joint Electromagnetic Spectrum Operations[M].Washington DC: U.S. Joint Staff, 2016.

[7] U.S. Army Cyber Center of Excellence.Army Techniques Publication 6-02.70: Techniques for Spectrum Management Operations[M].Washington DC: Headquarters, Department of the Army, 2015: B-1, B-2.

[8] 李琨,任翔宇.反介入/区域拒止背景下电子战装备的研发[EB/OL].2016-06-20[2016-06-22].http://mp.weixin.qq.com/s/hd6w0NMQd0K7wkvzPTHLRg.

[9] 刘丽,译.美联合电子战中心寻求改进型电磁频谱战斗管理技术[EB/OL].2017-04-01[2017-04-09].http://mp.weixin.qq.com/s/narRQTO3-7j4lvHvTcEr7g.

[10] 开辟机器学习应用新领域,DARPA启动“射频机器学习系统”项目[EB/OL].2017-08-17[2017-08-17].http://mp.weixin.qq.com/s/1y2qYE7MYzcKBVZf5jw5ZQ.

[11] Sydne J. Freedberg JR.Army Building 1st Battlefield Cyber/Electronic Warfare Team [EB/OL].2016-12-01[2017-08-20].http://breakingdefense.com/2016/12/army-building-1st-battlefield-cyberelectronic-warfare-team.

[12] Mark G, Bryan C.Winning the Salvo Competition: Rebalancing America’s Air and Missile Defenses [R].Washington DC:U.S. Center for Strategic and Budgetary Assessments, 2016-05-20: 44-46.www.csbaonline.org.

[13] U.S. Department of Defense.Electromagnetic Spectrum Strategy [R].Washington DC: Department of Defense, February 2014.http://www.defense.gov/news/dodspectrumstrategy.pdf.

 
常壮,冯书兴,孙健,杨文
《航天电子对抗》 2018年第01期
《航天电子对抗》2018年第01期文献

服务严谨可靠 7×14小时在线支持 支持宝特邀商家 不满意退款

本站非杂志社官网,上千家国家级期刊、省级期刊、北大核心、南大核心、专业的职称论文发表网站。
职称论文发表、杂志论文发表、期刊征稿、期刊投稿,论文发表指导正规机构。是您首选最可靠,最快速的期刊论文发表网站。
免责声明:本网站部分资源、信息来源于网络,完全免费共享,仅供学习和研究使用,版权和著作权归原作者所有
如有不愿意被转载的情况,请通知我们删除已转载的信息 粤ICP备2023046998号