海戰(zhàn)場電磁頻譜控制技術(shù)面臨的挑戰(zhàn)及發(fā)展*

王雁濤

(海軍裝備部駐重慶地區(qū)軍事代表局　重慶　400042)

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海戰(zhàn)場電磁頻譜控制技術(shù)面臨的挑戰(zhàn)及發(fā)展*

王雁濤

(海軍裝備部駐重慶地區(qū)軍事代表局重慶400042)

摘要信息技術(shù)的不斷發(fā)展及新型作戰(zhàn)裝備的不斷涌現(xiàn)，標(biāo)遠(yuǎn)程探測及精確制導(dǎo)能力大幅提升，海戰(zhàn)場電磁頻譜管理效能直接影響信息的獲取、傳輸、交換和處理，成為作戰(zhàn)順利進(jìn)行的關(guān)鍵因素，面臨的挑戰(zhàn)也日趨嚴(yán)峻。論文在研究海戰(zhàn)場電磁頻譜控制技術(shù)面臨新挑戰(zhàn)的基礎(chǔ)上，分析了國外電磁頻譜控制技術(shù)發(fā)展趨勢，提出了對我國海戰(zhàn)場電磁頻譜控制技術(shù)發(fā)展的啟示和建議，為后續(xù)電磁頻譜控制技術(shù)發(fā)展提供借鑒和參考。

關(guān)鍵詞海戰(zhàn)場； 電磁頻譜控制技術(shù)； 發(fā)展趨勢

Class NumberE917

1　引言

隨著時(shí)代變遷及信息技術(shù)的飛速發(fā)展，現(xiàn)在和未來海上作戰(zhàn)，將以信息系統(tǒng)為基礎(chǔ)，圍繞信息攻防和精確打擊展開，呈現(xiàn)信息化和導(dǎo)彈化發(fā)展趨勢。由于雷達(dá)及導(dǎo)彈技術(shù)的不斷突破，目標(biāo)遠(yuǎn)程探測及精確制導(dǎo)能力大幅提升，反艦導(dǎo)彈超視距突防及準(zhǔn)確打擊能力大幅增強(qiáng)。特別是，編隊(duì)作戰(zhàn)也是一場全方位、大縱深、多層次、快節(jié)奏的海上聯(lián)合綜合作戰(zhàn)，兵力編成復(fù)雜，作戰(zhàn)任務(wù)多樣，戰(zhàn)場協(xié)調(diào)難度大。

編隊(duì)作戰(zhàn)行動保障也離不開通信、偵察預(yù)警、電子對抗、武器控制、制導(dǎo)引導(dǎo)、遙控遙測等電子系統(tǒng)或設(shè)備支持，區(qū)域內(nèi)用頻裝備密集，頻譜交織嚴(yán)重，帶外輻射嚴(yán)重，電磁環(huán)境多變，強(qiáng)度動態(tài)變化，極易相互干擾，近岸還要考慮民用頻段影響。因此，電磁頻譜管理的好壞直接影響海戰(zhàn)場信息的獲取、傳輸、交換和處理，成為作戰(zhàn)順利進(jìn)行的關(guān)鍵因素。從技術(shù)或裝備上實(shí)現(xiàn)電磁頻譜在時(shí)域、頻域、能量域、任務(wù)域上管理自動化，是海戰(zhàn)場對敵作戰(zhàn)要解決的突出問題[1～2]。

2　國外電磁頻譜管理控制技術(shù)現(xiàn)狀及發(fā)展趨勢

2.1國外理論體系健全

國外在海戰(zhàn)場電磁頻譜管理理論體系健全。例如，美國始終把加強(qiáng)電磁頻譜理論研究當(dāng)作加強(qiáng)無線電管理的有效途徑，圍繞如何滿足未來戰(zhàn)場對頻譜的需求，建立了相對完善的理論體系。制定了《2010年聯(lián)合頻譜構(gòu)想》，提出了指導(dǎo)方針，相繼發(fā)表了《21世紀(jì)聯(lián)合頻譜使用和管理》、《電磁頻譜聯(lián)合行動》、《網(wǎng)絡(luò)中心戰(zhàn)頻率管理戰(zhàn)略》、《聯(lián)合作戰(zhàn)電子戰(zhàn)條令》及各軍種的電磁頻譜管理?xiàng)l例，對提高頻譜規(guī)劃、系統(tǒng)采購、模擬仿真、操作支持和信息系統(tǒng)的能力等提出了具體規(guī)劃標(biāo)準(zhǔn)，為電磁戰(zhàn)場提供了理論支持。發(fā)布修改《電磁頻譜管理戰(zhàn)略計(jì)劃》明確美軍對頻譜資源的需求，提出了戰(zhàn)略目標(biāo)。全球電磁頻譜信息系統(tǒng)計(jì)劃，提出了網(wǎng)絡(luò)中心頻譜管理新概念，分布式網(wǎng)絡(luò)下通過局部的自適應(yīng)頻譜控制和頻管信息共享與協(xié)作，實(shí)現(xiàn)頻譜全局優(yōu)化管理[3]。

2.2國外指揮體制順暢

國外在海戰(zhàn)場電磁頻譜管理指揮體制順暢。美國電磁頻譜已經(jīng)形成比較完善的管理體系，軍隊(duì)各部和政府其他部門之間通過無線電咨詢委員會來協(xié)調(diào)電磁頻譜管理問題。首先，是建立了從參謀長聯(lián)席會議、軍事通信電子委員會、聯(lián)合頻率管理組、總司令到各軍種的逐級管理體系。各負(fù)其責(zé)，通過軍事通信電子委員會負(fù)責(zé)協(xié)調(diào)各級國防部、國家間信號問題；通過聯(lián)合頻率管理組負(fù)責(zé)檢查、研究、協(xié)調(diào)和實(shí)施。其次，各軍種設(shè)有專門的電磁頻譜管理機(jī)構(gòu)。航母編隊(duì)電子戰(zhàn)指揮結(jié)構(gòu)成員設(shè)置有電磁干擾協(xié)調(diào)官，掌握敵我雙方的電磁態(tài)勢，對編隊(duì)內(nèi)艦機(jī)電子戰(zhàn)裝備的頻率進(jìn)行統(tǒng)一分配[4～5]。

2.3國外裝備手段豐富

為實(shí)施海上信息戰(zhàn)計(jì)劃，解決頻譜使用沖突問題和有效使用有限的頻譜資源。美國、俄羅斯和法國單艦、編隊(duì)和戰(zhàn)區(qū)各種層次上實(shí)現(xiàn)電磁頻譜管理操作程序的自動化，完成電磁頻譜監(jiān)視、頻譜態(tài)勢分析、信息進(jìn)攻和防御決策等。在艦艇編隊(duì)里實(shí)現(xiàn)了電磁輻射管理監(jiān)控，能根據(jù)面臨的任務(wù)和戰(zhàn)術(shù)形勢，進(jìn)行電磁輻射管制狀態(tài)的轉(zhuǎn)換，并及時(shí)糾正電磁輻射管制中存在的問題[6]。

美國利用海戰(zhàn)場電磁頻譜管理控制全球系統(tǒng)在全球內(nèi)調(diào)整頻譜協(xié)同工作能力，整合和滿足在全球用頻電磁環(huán)境中的雷達(dá)系統(tǒng)、導(dǎo)航系統(tǒng)、通信系統(tǒng)、電子戰(zhàn)系統(tǒng)、民用系統(tǒng)、聯(lián)合系統(tǒng)和商用現(xiàn)貨供應(yīng)系統(tǒng)等系統(tǒng)頻譜需求，在聯(lián)合戰(zhàn)爭支持、聯(lián)合特遣部隊(duì)實(shí)施、聯(lián)合軍事行動、電子戰(zhàn)、電磁兼容分析得到應(yīng)用[7～8]。俄羅斯艦艇指揮所設(shè)立專門偵察電子戰(zhàn)部位，配備電磁兼容性綜合設(shè)備，協(xié)調(diào)編隊(duì)所有無線電電子設(shè)備電子防護(hù)和電磁兼容；導(dǎo)彈驅(qū)逐艦上裝備有電磁兼容系統(tǒng)，用于關(guān)閉有源偵察干擾設(shè)備，匿影己方雷達(dá)信號，裝備有“小行星”艦艇電磁兼容管理裝備管理時(shí)域內(nèi)實(shí)施本艦雷達(dá)信號“匿影”和雷達(dá)距離跟蹤波門等相關(guān)控制。法國“戴高樂”號航母指控系統(tǒng)的核心是“西尼特”8作戰(zhàn)管理系統(tǒng)。以色列、德國、英國和加拿大等發(fā)達(dá)國家也進(jìn)行了戰(zhàn)場的頻譜規(guī)劃，開發(fā)了多種戰(zhàn)場頻率管理系統(tǒng)，提高了戰(zhàn)場頻譜的管理能力[7]。

2.4國外電磁頻譜管理控制技術(shù)發(fā)展趨勢

資料表明，未來戰(zhàn)爭對無線電管理的挑戰(zhàn)，為充分利用頻譜資源，美、俄等國家軍隊(duì)正在建立新的頻譜觀念。從靜態(tài)的、單一頻譜觀念，向動態(tài)的、多面特征的頻譜觀念轉(zhuǎn)變，以求在設(shè)計(jì)、指配和頻譜使用上符合未來。主要以下幾個(gè)方面：1)全域管理：從單一功能項(xiàng)多功能、從單頻段向全頻段、從滿足某一特殊需求向聯(lián)合作戰(zhàn)全維頻譜管理發(fā)展；2)動態(tài)管理：從集中、靜態(tài)管理模式向分布式、動態(tài)管理模式發(fā)展，最終實(shí)現(xiàn)戰(zhàn)場頻譜的自適應(yīng)戰(zhàn)術(shù)規(guī)劃；3)網(wǎng)絡(luò)化管理：實(shí)現(xiàn)戰(zhàn)場頻譜信息的自適應(yīng)共享、頻譜使用協(xié)作和頻譜管理的全域服務(wù)；4)智能化管理：從手工作業(yè)到計(jì)算機(jī)輔助的改變，最終目標(biāo)是實(shí)現(xiàn)在自動化基礎(chǔ)上的智能化管理[8]。

3　國內(nèi)電磁頻譜管理控制技術(shù)現(xiàn)狀及不足

3.1電磁頻譜管理頂層設(shè)計(jì)缺少

缺乏用頻裝備電磁頻譜管理頂層設(shè)計(jì)，無清晰的發(fā)展戰(zhàn)略，頻譜資源使用缺乏全局規(guī)劃，對頻譜協(xié)調(diào)和組織缺乏有效管理。主戰(zhàn)裝備頻譜使用沖突嚴(yán)重，協(xié)調(diào)困難或無法協(xié)調(diào)，直接影響海軍電子信息系統(tǒng)正常工作，造成海戰(zhàn)場作戰(zhàn)行動受限。

3.2電磁兼容總體設(shè)計(jì)不足

艦船電磁兼容總體設(shè)計(jì)能力不足，無裝艦系統(tǒng)、設(shè)備的電磁頻譜使用要求標(biāo)準(zhǔn)。艦載電子武器系統(tǒng)各自發(fā)展，獨(dú)立規(guī)劃。在立項(xiàng)論證和研制時(shí)關(guān)心自身戰(zhàn)術(shù)、技術(shù)指標(biāo)的實(shí)現(xiàn)，通常滿足研制任務(wù)書或研制方案要求。但是系泊、航行試驗(yàn)發(fā)現(xiàn)與其它系統(tǒng)存在使用頻率重疊，電磁頻譜沖突嚴(yán)重，遺留到艦船總體設(shè)計(jì)時(shí)解決，造成總體設(shè)計(jì)被動[9]。

3.3電磁頻譜使用規(guī)范缺失

缺乏電子武備系統(tǒng)電磁輻射管理控制規(guī)范、方法、流程。出海作戰(zhàn)任務(wù)過程中，預(yù)警探測、電子偵察、電子干擾、綜合通信、導(dǎo)彈攻擊等主戰(zhàn)裝備工作在無序狀態(tài)，有限的頻譜資源下電磁頻譜利用效率不高，造成電磁頻譜暴露，電子情報(bào)信息泄露，內(nèi)部頻譜無意互相干擾。

3.4頻譜管理與組織應(yīng)用脫節(jié)

電磁頻譜管理部門平時(shí)側(cè)重于研制過程中的頻率使用、帶外輻射的情況掌握和用頻審批。而實(shí)際訓(xùn)練中，頻譜管理要求出現(xiàn)與作戰(zhàn)目的、任務(wù)相矛盾的情況。編隊(duì)對敵作戰(zhàn)過程中，頻譜管理與我方頻譜使用、敵方偵察與干擾、我方電子戰(zhàn)行動密切協(xié)調(diào)，缺乏有效的電磁頻譜管理、協(xié)調(diào)指揮機(jī)制。

3.5電磁頻譜特性詳細(xì)數(shù)據(jù)缺乏

作戰(zhàn)指揮員為有效實(shí)施電磁頻譜管理的協(xié)調(diào)、指揮，需要全面掌握敵我雙方電磁頻譜輻射、使用情況。雖然主戰(zhàn)裝備加載了標(biāo)準(zhǔn)數(shù)據(jù)庫，包含了輻射源識別、敵方情報(bào)數(shù)據(jù)庫，但缺乏涵蓋雷達(dá)、通信、導(dǎo)航、敵我識別、電子戰(zhàn)等用頻裝備的頻譜數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)，缺乏對應(yīng)用頻裝備的電磁頻譜特性詳細(xì)數(shù)據(jù)，無法支撐艦艇編隊(duì)電磁頻譜規(guī)劃、沖突分析、干擾排查和協(xié)調(diào)管理等。

3.6電磁頻譜管理裝備極少

目前，僅僅在某型艦上開始了編隊(duì)電磁頻譜分析軟件的研制，且受體制、技術(shù)各方面限制，功能有限，電磁頻譜管理裝備極少。

4　對我海戰(zhàn)場電磁頻譜控制技術(shù)發(fā)展啟示和建議

未來空中、陸地、海上、太空和賽博作戰(zhàn)，都應(yīng)重視電磁頻譜管理。抑制敵對方在電磁作戰(zhàn)領(lǐng)域的優(yōu)勢，同時(shí)確保己方在自己選擇的時(shí)間和地點(diǎn)利用電磁作戰(zhàn)，重視電磁頻譜控制在未來戰(zhàn)爭中的重要性。未來海戰(zhàn)場作戰(zhàn)是立體的，多維的，高度聯(lián)合，錯(cuò)綜復(fù)雜，信息化武器和指揮系統(tǒng)對電磁資源的依賴明顯，電磁資源控制的地位日益提高。電子戰(zhàn)任務(wù)領(lǐng)域由原來電子攻擊、電子防護(hù)和電子戰(zhàn)支援，擴(kuò)展到磁頻譜控制，有效管理控制好電磁頻譜作戰(zhàn)資源，對奪取制電磁權(quán)、打贏信息化戰(zhàn)爭至關(guān)重要。

4.1加強(qiáng)手段建設(shè)形成體系聯(lián)動

未來海戰(zhàn)場中，無論武器系統(tǒng)還是商用設(shè)備，甚至未經(jīng)認(rèn)證的發(fā)射器，數(shù)量不斷增多，電磁頻譜沖突日益顯現(xiàn)。管控是電子戰(zhàn)產(chǎn)生作用的關(guān)鍵，必須與其它軍兵種協(xié)調(diào)和管理。加強(qiáng)手段建設(shè)，建立不間斷的戰(zhàn)場電磁環(huán)境監(jiān)測網(wǎng)，通過全空域、全頻域、全天候監(jiān)測戰(zhàn)場內(nèi)敵我雙方的電磁活動，持續(xù)更新電磁信號數(shù)據(jù)庫，準(zhǔn)確把握戰(zhàn)場電磁環(huán)境的變化規(guī)律。實(shí)時(shí)、準(zhǔn)確地掌握頻譜狀態(tài)，及時(shí)干預(yù)、糾正頻譜違規(guī)使用現(xiàn)象，發(fā)現(xiàn)頻譜的不合理分配與使用沖突問題，動態(tài)調(diào)整頻譜分配，維持戰(zhàn)場電磁秩序。

4.2電磁頻譜控制納入指揮控制

戰(zhàn)時(shí)電磁資源控制具有強(qiáng)烈對抗性、時(shí)效性，使其成為作戰(zhàn)指揮重要內(nèi)容。實(shí)時(shí)的電磁資源控制將貫穿于作戰(zhàn)始終，要求在作戰(zhàn)全過程中視戰(zhàn)場態(tài)勢變化，適時(shí)調(diào)整戰(zhàn)前的電磁資源管控計(jì)劃。戰(zhàn)場電磁資源控制行動實(shí)質(zhì)就是作戰(zhàn)行動，想形成于己有利的戰(zhàn)場電磁環(huán)境，僅靠“防”是不夠的，還要抵御敵方破壞我方電磁環(huán)境之外，積極地與敵方開展高強(qiáng)度的、持續(xù)不斷的電磁對抗，干擾、破壞、摧毀敵方精心構(gòu)筑的電磁環(huán)境，使戰(zhàn)場電磁態(tài)勢向有利于己方的方向發(fā)展。把敵我雙方的數(shù)據(jù)庫都能建立起來，完整地了解作戰(zhàn)狀態(tài)下的頻譜規(guī)劃和分析。對電子對抗、情報(bào)偵察、雷達(dá)導(dǎo)航、指揮通信、民用信息系統(tǒng)等進(jìn)行用頻協(xié)同，確定各自頻域范圍、部署位置、功率選擇、使用時(shí)機(jī)及限用電子設(shè)備等，最大限度地消除電磁沖突。

4.3加強(qiáng)海戰(zhàn)場電磁頻譜使用規(guī)范研究

建立合理、可行的海戰(zhàn)場電磁頻譜使用規(guī)范，提高海戰(zhàn)場用頻裝備的應(yīng)用管理能力。嚴(yán)格落實(shí)“嚴(yán)格區(qū)分訓(xùn)練使用頻率和作戰(zhàn)頻率”的頻率管理模式，確保海戰(zhàn)場主戰(zhàn)武器裝備始終有可靠的作戰(zhàn)用頻保障。

針對艦艇編隊(duì)在出海執(zhí)行作戰(zhàn)任務(wù)過程中，各主戰(zhàn)裝備工作在無序狀態(tài)，頻譜使用無任何規(guī)范約束的情況，在現(xiàn)有海軍電磁頻譜管理的技術(shù)水平和管理體制的基礎(chǔ)上，結(jié)合一線部隊(duì)編隊(duì)用頻裝備的作戰(zhàn)使用、保障需求，加強(qiáng)與之對應(yīng)的編隊(duì)電磁頻譜管理使用規(guī)范、規(guī)范流程和運(yùn)作模式研究，制定和頒發(fā)一系列關(guān)于海軍編隊(duì)軍事行動中的電磁頻譜使用規(guī)定，提高對編隊(duì)用頻裝備的應(yīng)用管理和業(yè)務(wù)指導(dǎo)能力，提高部隊(duì)對編隊(duì)用頻裝備的作戰(zhàn)使用水平和保障能力。

4.4加大電磁頻譜管理裝備建設(shè)及數(shù)據(jù)收集

充分借鑒國外海軍電磁頻譜管理裝備建設(shè)經(jīng)驗(yàn)，積極引進(jìn)國外先進(jìn)頻譜管理技術(shù)，立足國內(nèi)研制與生產(chǎn)，加強(qiáng)我海軍電磁頻譜管理裝備建設(shè)力度，研制海戰(zhàn)場電磁頻譜管理系統(tǒng)、編隊(duì)電磁頻譜管理系統(tǒng)、海戰(zhàn)場用頻裝備數(shù)據(jù)庫、電磁頻譜測試評估和訓(xùn)練系統(tǒng)、編隊(duì)電磁兼容維修信息系統(tǒng)等裝備，解決我海軍電磁頻譜監(jiān)測、管理手段缺乏問題，提高部隊(duì)實(shí)施電磁頻譜管理的有效性、頻譜使用效率和針對性訓(xùn)練水平[10～11]。

用頻裝備頻譜特性數(shù)據(jù)是進(jìn)行編隊(duì)電磁頻譜沖突預(yù)測分析、沖突干擾排查從而進(jìn)行協(xié)調(diào)和管理的基礎(chǔ)，數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確性和完備性對于編隊(duì)實(shí)施電磁頻譜管理至關(guān)重要。建議做好各裝艦電子系統(tǒng)或設(shè)備的電磁頻譜數(shù)據(jù)定型試驗(yàn)數(shù)據(jù)、出廠所數(shù)據(jù)、裝艦實(shí)測數(shù)據(jù)及年度數(shù)據(jù)普查、數(shù)據(jù)庫裝訂。

5　結(jié)論

論文在海戰(zhàn)場電磁頻譜控制技術(shù)面臨新挑戰(zhàn)的基礎(chǔ)上，分析了國外申磁頻譜控制技術(shù)發(fā)展趨勢，提出我國海戰(zhàn)場電磁頻譜應(yīng)加強(qiáng)手段建設(shè)形成體系聯(lián)系，應(yīng)納入指揮控制，加強(qiáng)海戰(zhàn)場電磁頻譜使用規(guī)帶研究，加大申磁頻譜管理裝備建設(shè)及數(shù)據(jù)收集。

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*收稿日期：2015年10月7日,修回日期：2015年11月26日

作者簡介：王雁濤，男，工程師，研究方向：電子裝備研制、生產(chǎn)和監(jiān)造。

中圖分類號E917

DOI：10.3969/j.issn.1672-9730.2016.04.002

Challenge and Development of Naval Battle Field Electromagnetic Spectrum Control Technology

WANG Yantao

(Military Representative Bureau of Naval Equipment Department in ChongQing Region， Chongqing400042)

AbstractThe continuous development of information technology and the constantly emerging of the new combat gear， lead to the improvement of remote detection and precision guidance ability. Naval battle field electromagnetic spectrum management efficiency directly affects the acquisition， transmission， exchange and processing of information， which becomes the key factor of operations run smoothly， and faces more serious challenges. Based on the new challenges faced by study of naval battle field control technology， the foreign electromagnetic spectrum control technology development trend is analyzed, and naval battle field electromagnetic spectrum enlightenment and suggestions on the development of control technology are put forward to provide reference for subsequent electromagnetic spectrum control technology development and reference.

Key Wordsnaval battle field， electromagnetic spectrum control technology， development trend