二戰(zhàn)期間的電子對抗第三帝國的末日

馬巖

1943年秋，美英在歐洲戰(zhàn)場開始全面啟用電子對抗措施，德國防空雷達的整個頻率范圍都受到了金屬箔條和電子干擾的雙重打擊。為了驅(qū)散干擾的迷霧，德國可謂使出了渾身解數(shù)，然而最終也未能抵擋盟軍的強大攻勢。今天，我們就來回顧一下在第三帝國走向覆滅之際，德國在電子戰(zhàn)領(lǐng)域垂死掙扎的歷史。

德國雷達的抗干擾裝置

事實上，德國對雷達抗干擾技術(shù)的研究起步很早。1942年，英軍空降兵奇襲了布魯諾瓦爾的雷達陣地，將一部當(dāng)時最新型的“維爾茨堡”雷達主要部件拆下來運回了英國。德國清醒地認(rèn)識到，“維爾茨堡”落入敵手，其技術(shù)細(xì)節(jié)已完全暴露，英國會很快掌握相應(yīng)的電子對抗措施。于是，德國軍方和工業(yè)界迅速著手研究消除干擾的方法，最終決定采取展寬工作頻段的方式。

隨著戰(zhàn)事深入，盟軍在北非繳獲了更多的德國雷達。醞釀已久的干擾戰(zhàn)在1942年秋拉開序幕，英國皇家空軍使用“月光”干擾機第一次對德國的“弗雷亞”雷達進行了欺騙式干擾。為了消除干擾影響，德國工程師不得不改變“弗雷亞”的工作頻率，而過不了多久盟軍會對新發(fā)現(xiàn)的頻率重新發(fā)動干擾，于是，“弗雷亞”的頻率進一步展寬，到戰(zhàn)爭末期，原本工作在120～130兆赫的“弗雷亞”將頻帶擴展了十幾倍之多，在57～187兆赫的頻帶上都能發(fā)射信號。

然而，盟軍最初的干擾集中在“弗雷亞”警戒雷達上，對“維爾茨堡”預(yù)期中的干擾卻遲遲沒有實施，等待這種雷達的是一種全新的干擾樣式。1943年7月，在丘吉爾的親自批準(zhǔn)下，英國轟炸機在漢堡啟用了這種極為簡單卻十分致命的干擾——“窗口”箔條。雷達屏幕被箔條反射的大量回波所遮蓋，操作手根本無法從中辨識出真正的目標(biāo)，高度依賴?yán)走_的德國防空系統(tǒng)效能大幅降低。在這個代號“哥莫拉”的行動中，英軍轟炸機只付出了極小的代價便讓漢堡蒙受了前所未有的巨大損失。漢堡的災(zāi)難之后，德國以驚人的速度集中最強的研究力量，尋求反箔條干擾的技術(shù)措施，僅僅一周之后，便制造出了第一種反箔條裝置——“維爾茨勞斯”。其設(shè)計思路是，當(dāng)箔條從飛機上投下之后，速度會很快降低，而根據(jù)多普勒效應(yīng)，不同速度的目標(biāo)所反射的回波頻率會與雷達發(fā)射頻率有所差異，這樣就可以把高速飛行的轟炸機與低速運動的箔條云區(qū)分開來。“維爾茨勞斯”可以在箔條云回波強度比真實目標(biāo)強三倍時正常工作。但是，只有當(dāng)飛機與雷達站接近或遠(yuǎn)離的速度達到每小時20千米時，“維爾茨勞斯”才將其認(rèn)定為飛機，當(dāng)飛機相對雷達站做切線飛行時，雷達就無法辨認(rèn)目標(biāo)，相反，如果風(fēng)速足夠大，箔條云也能以每小時20千米以上的速度運動，雷達就會把它當(dāng)成飛機。

在以多普勒原理為基礎(chǔ)的“維爾茨勞斯”出現(xiàn)后不久，另一種反箔條干擾裝置也被緊急研制出來，其代號為“紐倫堡”。它的工作原理是，當(dāng)雷達脈沖遇到飛機高速旋轉(zhuǎn)的螺旋槳時會產(chǎn)生一種“調(diào)制”效果，回波的幅度會呈現(xiàn)忽強忽弱的變化，如果將信號接入音頻電路，操作手就可以從耳機中聽到某種特殊的沙沙聲，而箔條云反射的回波則不會產(chǎn)生這種聲音。由于這種方法對操作手的熟練程度要求很高，推廣難度頗大，實用性也存在問題，但是當(dāng)“維爾茨勞斯”面對的箔條干擾密度達到飽和時，“紐倫堡”可以輔助其對目標(biāo)進行粗略的跟蹤。在盟軍強大的干擾攻勢威脅之下，形勢已經(jīng)不允許德國在實驗室將技術(shù)問題完全解決后再大規(guī)模列裝，只能以最快速度充實到防空一線，邊使用邊改進。

采用短時常數(shù)視頻濾波器“陶努斯”也在同一時期登臺亮相，它可以用特殊的濾波電路過濾掉屏幕上的箔條云回波。雖然上述反干擾設(shè)備都會降低雷達的探測距離，但比起在箔條云下兩眼一抹黑的境況還是好過太多，德軍要求在三個月內(nèi)為1 500部“維爾茨堡”雷達安裝這三種反箔條裝置，大規(guī)模的操作訓(xùn)練計劃同步啟動，拍攝教學(xué)影片，印刷訓(xùn)練手冊，舉行投放金屬箔條的演習(xí)，極盡所能提升雷達操作手使用抗干擾裝置的熟練度。經(jīng)過一系列努力，德國雷達抗箔條干擾的效能獲得了一定提升。

1943年10月，盟軍開始針對“維爾茨堡”雷達發(fā)起有源干擾，但薄弱的阻塞干擾沒有達到明顯效果，2個月后，美軍開始聯(lián)合運用金屬箔條與有源干擾手段，再次給德國雷達防空體系帶來了沉重的打擊。面對有源干擾，德國以擴展雷達工作頻段和發(fā)展快速變頻技術(shù)作為應(yīng)對。1944年初，部分“維爾茨堡”加裝了“維斯瑪”變頻裝置，工作頻率在原型機553～566兆赫的A頻段基礎(chǔ)上增加了517～566兆赫的B頻段?！熬S爾茨堡”的原始設(shè)計對頻率穩(wěn)定性的要求較高，要實現(xiàn)變頻并不是按幾下開關(guān)、擰幾下旋鈕那么簡單，而是需要操作手快速更換雷達主機內(nèi)的部件單元，在同一頻段內(nèi)改頻的時間需要1分鐘，在A、B頻段間切換則需要4分鐘。

然而，用來對抗有源干擾的“維斯瑪”變頻裝置與反箔條干擾“維爾茨勞斯”確實一對天生的冤家，因為“維爾茨勞斯”使用的振蕩器頻率一旦更改，就需要長時間的精確調(diào)諧，完全跟不上“維斯瑪”的變頻速度。這種境況直到1944年末“塔斯特勞斯”脈沖多普勒反干擾裝置出現(xiàn)才得以解決。

1944年10月，盟軍加大有源干擾和箔條的使用力度，因為科學(xué)界、工程界和軍方已經(jīng)一致認(rèn)定這是對付德國雷達的最有效方式。德國采取了兩方面應(yīng)對方式：一是將“維爾茨堡”的工作頻率進一步向440～470兆赫的C頻段擴展，這一計劃很快變?yōu)楝F(xiàn)實；二是提高雷達的發(fā)射功率來“燒穿”干擾，啟動峰值功率達1兆瓦的“維爾茨堡”升級計劃，這個雄心勃勃的計劃需要將現(xiàn)有發(fā)射機的功率提高100倍，實現(xiàn)難度可想而知，所以直到戰(zhàn)爭結(jié)束也沒有完成。

1944年末，又有幾種變頻裝置投入使用，“維爾茨堡”實現(xiàn)了在A、B、C頻段間快速連續(xù)變頻，和以往的抗干擾裝置一樣，它們在兼容性上存在著許多問題，但饑不擇食的德軍雷達防空網(wǎng)已經(jīng)顧不上那么多了。在C頻段啟用一段時間后，德軍發(fā)現(xiàn)這一頻段的干擾較弱，所以決定隱蔽C頻段，嚴(yán)禁雷達部隊使用C頻段跟蹤有可能執(zhí)行雷達偵察任務(wù)的單架飛機或小型飛機編隊，即使在遭遇空襲時，也要盡可能減少C頻段的工作時間。德軍還在漢堡應(yīng)用了一種新的抗干擾戰(zhàn)術(shù)，外圍部署的雷達使用A頻段，內(nèi)層工作在B頻段，而核心區(qū)的雷達使用C頻段，作戰(zhàn)時，A頻段雷達最先開機，誘使盟軍將干擾頻率調(diào)諧到A頻段，然后打開B頻段雷達，進一步吸引干擾力量，最后打開受干擾較輕的C頻段雷達。

在德軍緊急研制的所有抗干擾裝置中，“K-勞斯”是效果最好的一個。它采用了更先進的濾波電路，可以在比飛機回波幅度強15～20倍的箔條云中跟蹤目標(biāo)。1944年冬季在漢諾威附近的作戰(zhàn)試驗中，裝備“K-勞斯”的兩個連在兩個月內(nèi)連續(xù)擊落了12架飛機，而此前的很長時間他們一直都沒有取得任何戰(zhàn)果，充分證明了其非凡的有效性。雖然“K-勞斯”計劃生產(chǎn)上千部，但對于挽救帝國命運來說已經(jīng)太遲了，到戰(zhàn)爭結(jié)束時，德軍只接收了125套。

新型雷達的部署

為現(xiàn)有雷達加裝抗干擾裝置成為了德軍持續(xù)推進的一項工作，當(dāng)盟軍讓一項抗干擾措施失效時，新的反制措施很快就會研究出來，盟軍又會更新其干擾方式，形成了一場干擾與反干擾的拉鋸戰(zhàn)。與此同時，幾種新型雷達進入了德軍的編制序列，讓這個無形的戰(zhàn)場變得更加熱鬧非凡。

1943年中期，德國開始部署“曼海姆”炮瞄雷達，這種雷達是在“維爾茨堡”基礎(chǔ)上發(fā)展而來，擁有與之相同的工作頻率，但重量更輕、功率更大，顯示裝置由熒光屏改為指針儀表式，能夠提供更精確的火控數(shù)據(jù)，甚至能夠自動跟蹤目標(biāo)?！奥Ｄ贰鲍@得優(yōu)先生產(chǎn)權(quán)，用以取代“維爾茨堡”雷達。至當(dāng)年末，已經(jīng)有120套該型雷達部署在重要目標(biāo)附近。但是在實戰(zhàn)中，“曼海姆”雷達在面對有源干擾和箔條時與“維爾茨堡”雷達一樣脆弱，因此停止了優(yōu)先生產(chǎn)?！熬S爾茨堡”所加裝的反干擾裝置同樣適用于“曼海姆”，但由于后者更復(fù)雜的設(shè)計，部署每種反干擾設(shè)備的時間都要滯后于“維爾茨堡”幾個月。

1944年，德國部署了兩種新型地面雷達——“獵宮”和“大維爾茨堡-古斯塔夫”?！矮C宮”警戒雷達以“弗雷亞”雷達為基礎(chǔ)，具有更大的功率，最大搜索距離80千米，并且配備了平面位置顯示器（PPI）。與德軍裝備的雷達不同，“獵宮”在設(shè)計之初就已經(jīng)考慮到變頻的需要，天線由1米長的寬帶偶極子組成，在129～165兆赫頻段預(yù)置了4個頻率，遇到干擾時，無需借助任何反干擾裝置就能夠迅速切換到未被干擾的頻率。直到大戰(zhàn)結(jié)束前的幾個月，“獵宮”仍是德國最重要的地面控制截?fù)衾走_。

“大維爾茨堡-古斯塔夫”就是一部“大維爾茨堡”雷達與一套“弗雷亞”雷達的組合體。在面對干擾時，“大維爾茨堡”更窄的波束減少了進入接收回路的干擾信號和箔條回波，同時，“弗雷亞”分機能夠?qū)崿F(xiàn)輔助瞄準(zhǔn)和測距，更有利于操作手使用“紐倫堡”裝置分辨真假目標(biāo)。因此，“大維爾茨堡-古斯塔夫”雷達的抗干擾能力要高于“維爾茨堡”，但整體來說提升有限。

就當(dāng)時的電子對抗水平而言，厘米波雷達可以全然不受有源干擾和箔條影響。但德國在這方面的技術(shù)進展較慢，直到在墜毀的盟軍飛機上繳獲了英軍的H2S和美軍的H2X機載雷達之后，才讓德軍決心下大氣力研制自己的厘米波雷達。

1945年1月底，德國的第一個厘米波雷達系統(tǒng)“埃格蘭”在柏林附近投入作戰(zhàn)使用。德軍以最高的優(yōu)先級訂購了1 000套“埃格蘭”雷達，計劃年內(nèi)交付100部，然而由于盟軍的轟炸重創(chuàng)了德國工業(yè)，生產(chǎn)計劃不得不推遲。直至戰(zhàn)爭結(jié)束，德軍也沒有能力部署第二套“埃格蘭”系統(tǒng)。工作波長為9厘米的“獵宮”-Z雷達也在柏林東部進行了試驗，截至大戰(zhàn)結(jié)束，也僅僅停留在樣機階段。如果戰(zhàn)爭再拖延幾個月，這些不受干擾的厘米波雷達也許能夠重新構(gòu)筑起一個有效的地面防空系統(tǒng)，只是風(fēng)雨飄搖的第三帝國實在支撐不了那么久了。

在機載雷達方面，早期“列支敦士登”B/C型和C-1型雷達在箔條的強烈干擾下無法發(fā)現(xiàn)目標(biāo)，德軍夜間殲擊機部隊急需新型雷達的補充。1943年末，工作在90兆赫的“列支敦士登”SN-2開始生產(chǎn)，與工作在490兆赫的早期“列支敦士登”雷達相比，它的頻率只是其前身的一個零頭，盟軍根本沒有發(fā)現(xiàn)德軍啟用了這一頻段的雷達。“列支敦士登”SN-2度過了足足8個月不受干擾的逍遙日子，最后因一架誤降英國機場的Ju-88而使其完全暴露（這架飛機還裝有“弗倫斯堡”接收機，后文會詳細(xì)介紹），盟軍很快制作了與其波長相應(yīng)的Z形箔條。接替“列支敦士登”SN-2的是“奈普頓”雷達，它工作在158～187兆赫茲的頻段，可以使用不同的天線安裝在單發(fā)和雙發(fā)飛機上，還能作為護尾雷達使用。實際上，“奈普頓”雷達是作為“柏林”厘米波機載雷達的后備裝備來設(shè)計的，但“柏林”的研制進程過于遲緩，足足拖了兩年多才開始生產(chǎn)，這才把“奈普頓”推上了前線。“柏林”雷達的工作頻率高達3 250～ 3 330兆赫，可以完全不受干擾的影響，最大探測距離可達9千米，搜索角度為+/-55度。其衍生型還被安裝在“提爾皮茨號”戰(zhàn)列艦和“歐根親王號”重型巡洋艦上，并且有在XXI型潛艇上安裝的計劃。不僅如此，“柏林”N-4還開創(chuàng)性地安裝在了飛機機身上方，配備一個360度全景顯示器來觀察飛機四周的空情，這一型后來被重新命名為“不萊梅”，雖然最終未能生產(chǎn)，但它已經(jīng)具備了現(xiàn)代預(yù)警指揮機的雛形。

被動尋的裝置的研發(fā)

由于雷達系統(tǒng)遭到了強烈干擾，德國被迫采用一種新的思路，即通過對來襲飛機發(fā)射的信號進行測向定位實現(xiàn)目標(biāo)跟蹤。只要目標(biāo)輻射源存在，這種方法就不會受到干擾的影響。

德國人盯上的第一個目標(biāo)是英軍轟炸機的“莫妮卡”護尾雷達。1942年6月開始裝備皇家空軍轟炸機的“莫妮卡”雷達能夠幫助載機探測到尾隨的德國殲擊機，而英國飛行員總是保持雷達全程開啟，這給了德國人以可乘之機。1944年春，納粹空軍開始使用“弗倫斯堡”接收機來跟蹤裝有“莫妮卡”雷達的轟炸機。西門子公司生產(chǎn)的“弗倫斯堡”非常靈敏，可以在100多千米外截獲到“莫妮卡”的信號，德軍飛行員可以毫不費力地發(fā)現(xiàn)轟炸機的行蹤。

1943年9月，德律風(fēng)根公司研制出了“納克索斯-Z”偵察接收機，它可以在16千米的距離上截獲波長10厘米左右的雷達信號。其生產(chǎn)計劃當(dāng)即獲得了批準(zhǔn)，德軍希望將其安裝在殲擊機上，用來跟蹤和攻擊開啟H2S雷達進行導(dǎo)航的領(lǐng)航轟炸機，一旦負(fù)責(zé)標(biāo)識目標(biāo)的領(lǐng)航機被擊落，將大大增加后續(xù)轟炸機編隊確認(rèn)目標(biāo)的難度。嚴(yán)格來說，“納克索斯”實際上是一種雷達告警接收機，比如安裝在潛艇上的“納克索斯-U”，當(dāng)載有10厘米波長對海搜索雷達的飛機逼近時，該設(shè)備可發(fā)出預(yù)警。而“納克索斯-ZR”則安裝在夜間殲擊機的尾部，當(dāng)其被載有Mk IV雷達的“蚊”式飛機追擊時會發(fā)出警告。這種裝置的有效性毋庸置疑，戰(zhàn)爭末期，幾乎每架德軍夜間殲擊機都安裝了“納克索斯”接收機。

德律風(fēng)根公司還將“納克索斯”接收機安裝在了“維爾茨堡”具有極強方向性的碟形天線上，制造出了能夠精確測定H2S發(fā)射源的“納克斯堡”接收機?！凹{克斯堡”于1943年9月22日部署在埃森附近，可探測到160～200千米距離的單架飛機發(fā)射的雷達波。在實際運用中，埃森的“納克斯堡”測向站展現(xiàn)出了巨大的戰(zhàn)術(shù)價值。10月，這種接收機開始進入批量生產(chǎn)，老式的“維爾茨堡”碟形天線被收集起來，成為“納克斯堡”現(xiàn)成的主要部件。德國人在北方的石勒蘇益格——荷爾斯泰因到南部的黑森林地區(qū)部署了一系列“納克斯堡”測向站，多次對來襲的盟軍轟炸機編隊實施成功跟蹤。

獲取這些被動探測設(shè)備的情報對盟軍來說非常困難，因為它們本身不發(fā)射任何信號，無法用電子偵察的方式一探究竟。然而，德國人送來了一份從天而降的大禮——1944年7月13日凌晨4時30分，一架裝備齊全的JU-88誤打誤撞地降落在了英國機場，3名機組人員駕機滑到停機坪上，關(guān)掉發(fā)動機，爬出機艙正活動腿腳時，一輛英軍汽車駛來，車上的人用手槍將他們“請”上了車。這架Ju-88上安裝有“列支敦士登”SN2雷達、“弗倫茲堡”尋的器等盟軍見所未見的電子設(shè)備。皇家空軍很快對“弗倫茨堡”的性能進行了驗證，先是派出一架飛機開啟“莫妮卡”雷達作為目標(biāo)，“弗倫茨堡”精確地顯示出了它的方位。后來，為驗證在密集隊形中“弗倫茨堡”的分辨力，又調(diào)用5架“蘭開斯特”轟炸機進行試驗，Ju-88的尋的器并沒有混淆這幾個靠得很近的信號。8月底，英軍再次派出71架“蘭開斯特”轟炸機，將機上的“莫妮卡”全部開啟，結(jié)果令人震驚，“弗倫斯堡”還是從容地處理了如此密集的雷達信號，完全可以準(zhǔn)確地跟蹤每一架飛機。試驗的結(jié)果已經(jīng)非常明確了，本該保護英軍飛行員的“莫妮卡”卻成了引狼入室的禍?zhǔn)?，英國轟炸機指揮部當(dāng)即采取行動，拆除了所有飛機上的護尾雷達，并且規(guī)定，除非在緊急情況下，禁止轟炸機打開敵我識別裝置，只有當(dāng)轟炸機深入敵領(lǐng)空60千米且進入敵雷達偵測范圍時，方可打開H2S雷達。

隨著盟軍對機載電子設(shè)備管制的加強，德軍很難再找到可供跟蹤的信號源，這些曾作為救命稻草而大量部署的被動尋的裝置也隨即黯然失色。

為擺脫電子干擾，德國舉全國之力將最新的技術(shù)應(yīng)用到雷達的改進和新型電子設(shè)備的研究上，但被盟軍的戰(zhàn)略轟炸嚴(yán)重破壞的工業(yè)生產(chǎn)已經(jīng)無力支撐風(fēng)雨飄搖的第三帝國。1945年5月，隨著德國的無條件投降，歐洲戰(zhàn)場迎來了最終的結(jié)局。根據(jù)戰(zhàn)后的統(tǒng)計和俘虜?shù)墓┦?，電子對抗措施讓德國雷達防空系統(tǒng)的效能降低了70%～80%，超過1 000架盟軍重型轟炸機免于被擊落的命運，同時也挽救了上萬名空勤人員的寶貴生命。而在東方戰(zhàn)場上，在嚴(yán)密的電子對抗措施保護下，美國向日本列島發(fā)動了無情的戰(zhàn)略轟炸，請關(guān)注下期文章——《最后一擊》。