美軍電磁頻譜戰(zhàn)發(fā)展探究

隨著現(xiàn)代武器裝備信息化、智能化程度的大幅升級，電磁頻譜已成為貫穿作戰(zhàn)全域并產(chǎn)生跨域影響的資源型要素，進入破除“戰(zhàn)爭迷霧”的關(guān)鍵行動域。在爭奪現(xiàn)代戰(zhàn)場的戰(zhàn)略優(yōu)勢中，為破解目標對手日益強大的反介入/區(qū)域拒止能力，美軍推出電磁頻譜戰(zhàn)新概念，迅速引領新一輪軍事理論和技術(shù)創(chuàng)新。研析美軍電磁頻譜戰(zhàn)的進展，對于在未來信息戰(zhàn)場御敵制勝具有重要現(xiàn)實意義。

電磁空間與電磁頻譜戰(zhàn)

認識電磁頻譜戰(zhàn)首先要認清概念內(nèi)核——電磁空間。電磁空間是現(xiàn)代戰(zhàn)爭的作戰(zhàn)概念和技術(shù)發(fā)展到一定階段后的對抗新域。作為自然空間的組成部分，它是由電磁波構(gòu)成的物理空間，涵蓋依存于電磁頻譜的各類傳感器、通信和武器系統(tǒng)及其產(chǎn)生的電磁波、信息流等相關(guān)信息活動。隨著移動通信和傳感技術(shù)的商業(yè)可用性越來越強，電磁空間的頻譜資源日益呈現(xiàn)擁擠、競爭、對抗的典型特征，軍用電磁頻譜面臨不斷被侵蝕的殘酷現(xiàn)實。

電磁頻譜戰(zhàn)是電子對抗向電磁空間的自然延續(xù)和發(fā)展，是發(fā)生在電磁空間并依賴電磁空間能力的對抗行動，核心能力包括電磁空間的偵察、進攻、防御和電磁戰(zhàn)斗管理能力。電磁頻譜戰(zhàn)將電子對抗的傳統(tǒng)概念進一步向“電子戰(zhàn)+電磁頻譜管控”，甚至向整個電磁頻譜域（包括電子戰(zhàn)、通信、傳感器）的斗爭拓展。

發(fā)展沿革與現(xiàn)狀

美軍歷來重視電磁頻譜管控。20世紀70年代初，美國參聯(lián)會主席托馬斯·莫雷稱，第三次世界大戰(zhàn)的勝利者將是能高度控制和管理電磁頻譜的一方。美國電磁行業(yè)的老鴇鴉協(xié)會最早提出將電磁控制作為電子戰(zhàn)概念的第4組成部分，2010年首次提出將電磁頻譜利用與控制上升到國家戰(zhàn)略地位。

電磁頻譜戰(zhàn)相關(guān)概念關(guān)系圖

電磁頻譜的地位作用日益凸顯。進入21世紀后，美軍開始從戰(zhàn)爭對抗角度認知電磁頻譜域的軍事行動。2009年，美國戰(zhàn)略司令部推出電磁頻譜戰(zhàn)爭早期概念，在電子戰(zhàn)基礎上增加電磁頻譜管理、電磁頻譜控制、電磁戰(zhàn)斗控制等任務內(nèi)容，并在《2010聯(lián)合構(gòu)想》的基礎上制定《2010聯(lián)合頻譜構(gòu)想》。2012年，美國參聯(lián)會在《JP3-13.1：聯(lián)合電子戰(zhàn)條令》中提出聯(lián)合電磁頻譜行動概念，美國海軍提出電磁機動戰(zhàn)概念，2013年，美國空軍提出頻譜戰(zhàn)。美國防部2014年版《電磁頻譜戰(zhàn)略》認為，電磁頻譜是國家的重要戰(zhàn)略資源。2017年1月，時任國防部長阿什頓·卡特簽署首部《電子戰(zhàn)戰(zhàn)略》，提升電磁頻譜的獨立作戰(zhàn)域戰(zhàn)略地位并闡述了作戰(zhàn)實施方式。2018年，美國最新版《國防戰(zhàn)略》也為電磁頻譜戰(zhàn)及其軍事行動提供了理論指南，確定了未來相當長時期制定電磁頻譜行動的規(guī)劃與需求原則。

在電磁頻譜戰(zhàn)凸顯戰(zhàn)略地位的歷程中，美國智庫戰(zhàn)略與預算評估中心影響深遠，在一定意義上打通了電磁頻譜戰(zhàn)從戰(zhàn)略認知向?qū)崙?zhàn)應用的銜接通道。2015年12月的《電波制勝：重拾美國在電磁頻譜領域的主宰地位》報告首次提出以電磁頻譜戰(zhàn)代替電子戰(zhàn)，并闡釋了低-零功率電磁頻譜戰(zhàn)概念的視圖、能力與技術(shù)需求，以及所具有的認知、靈巧、分散等能力特征；2017年10月5日的《制勝灰區(qū)：利用電磁戰(zhàn)重獲升級優(yōu)勢》報告，建議美軍應創(chuàng)新對抗中俄“灰色地帶”混合威脅的新方法，提出采用無人機蜂群等電磁戰(zhàn)新概念和技術(shù)達成精確攻擊；2019年11月發(fā)布的《贏得隱形戰(zhàn)爭：在電磁頻譜域奪取持續(xù)優(yōu)勢》報告，采用凈評估框架對比評估美中俄三國電磁頻譜行動能力，重點提出了電磁機動戰(zhàn)的能力創(chuàng)新建議。

軍事機構(gòu)同步調(diào)整變化。2012年，戰(zhàn)略司令部建立聯(lián)合電磁頻譜控制中心，旨在實現(xiàn)電子戰(zhàn)和電磁頻譜管理的全面集成，各部隊也分別建立相應的組織協(xié)調(diào)機構(gòu)和分隊，國防部信息系統(tǒng)局下屬的聯(lián)合頻譜中心則負責提供應用系統(tǒng)和技術(shù)支持。2015年3月，美軍成立最高級別電子戰(zhàn)機構(gòu)——電子戰(zhàn)執(zhí)行委員會，下設秘書處、常設辦公室和負責具體事務的電子戰(zhàn)能力小組，從國防部層面對電子戰(zhàn)進行決策、協(xié)調(diào)和監(jiān)管。2018年1月，空軍司令部新建了跨職能團隊——電子戰(zhàn)/電磁頻譜優(yōu)勢體系能力協(xié)作工作組，由網(wǎng)絡空間行動和作戰(zhàn)通信部主任戴維德·哥德克準將領導，研究確保電磁頻譜優(yōu)勢的具體舉措。各軍種開始圍繞實戰(zhàn)需求組建新型專業(yè)分隊，美國陸軍在2017年成立第1戰(zhàn)場網(wǎng)電戰(zhàn)小組作為獨立電磁頻譜戰(zhàn)分隊。

條令與理論要義

為推動電磁頻譜戰(zhàn)相關(guān)理念深化發(fā)展，美軍先后從戰(zhàn)略政策到戰(zhàn)技術(shù)規(guī)程建立起一系列指導文件。從發(fā)展脈絡看，核心思想逐步從電子戰(zhàn)與電磁管理向電磁頻譜戰(zhàn)與電磁戰(zhàn)轉(zhuǎn)型。

美國國防部于2014年2月修正2006年版《電磁頻譜戰(zhàn)略》，聚焦推進頻譜裝備發(fā)展、增強頻譜行動靈活性、提升頻譜管理和政策響應能力等戰(zhàn)略目標；2017年1月的《電子戰(zhàn)戰(zhàn)略》明確加速推進電子戰(zhàn)能力的發(fā)展戰(zhàn)略以及集成電子戰(zhàn)能力、概念與項目技術(shù)、訓練與作戰(zhàn)等措施。

戰(zhàn)略司令部2010年8月在《贏得21世紀經(jīng)濟與安全優(yōu)勢：電磁頻譜控制戰(zhàn)略框架》文件中，為聯(lián)合信息作戰(zhàn)中心構(gòu)建起電磁頻譜控制的頂層戰(zhàn)略框架和體系架構(gòu)。

參聯(lián)會2012年先后頒布《JP6-01：聯(lián)合電磁頻譜管理行動》和《CJCSM3320.01C：電磁作戰(zhàn)環(huán)境中聯(lián)合電磁頻譜管理行動》手冊，2013年頒布《CJCSI3320.01D：電磁頻譜作戰(zhàn)行動》指示和《CJCSM3320.04：電子戰(zhàn)支援電磁頻譜作戰(zhàn)行動》手冊，2015年簽發(fā)《電磁頻譜作戰(zhàn)聯(lián)合概念》，系統(tǒng)闡明了聯(lián)合部隊開展電磁頻譜作戰(zhàn)行動的戰(zhàn)略愿景、組織機構(gòu)與職能、指揮與管理關(guān)系、計劃制定與作戰(zhàn)實施、作戰(zhàn)集成與行動協(xié)同等內(nèi)容，并向戰(zhàn)術(shù)、技術(shù)與程序（TTP）操作層細化；2016年10月形成的《JDN3-16：電磁頻譜作戰(zhàn)行動》紀要草案，以參聯(lián)會JP6-01、CJCSM3320.01、CJCSI3320.02等條令為支撐，規(guī)范了電磁頻譜作戰(zhàn)術(shù)語和作戰(zhàn)框架標準，對職能角色、組織機構(gòu)、計劃制定、作戰(zhàn)實施和評估作了初步明確，成為電磁頻譜戰(zhàn)較為系統(tǒng)的新指導。

軍種方面，美國陸軍走在前列，空軍近年也進展顯著。陸軍早在2007年就頒布《陸軍未來模塊化部隊概念能力計劃2015—2024：電磁頻譜作戰(zhàn)》作為早期的頂層戰(zhàn)略指導；2010年5月和2015年12月先后頒布《FM6-02.70：陸軍電磁頻譜作戰(zhàn)》《ATP6-02.70：電磁頻譜管理作戰(zhàn)行動技能》，對陸軍電磁頻譜作戰(zhàn)行動的全流程組織實施作了明確規(guī)定，是集成電磁頻譜戰(zhàn)、電子戰(zhàn)與網(wǎng)絡空間戰(zhàn)的行動框架與技能手冊；2018年1月發(fā)布《賽博空間與電磁頻譜戰(zhàn)概念》，對電磁頻譜戰(zhàn)與網(wǎng)絡空間域行動進行融合集成。

空軍2014年6月版《電子戰(zhàn)集成重編程》與2015年12月版《頻譜干擾消除綱要》聚焦電磁頻譜對抗行動的操作規(guī)程；2018 年12月，由空軍大學李梅中心（Curtis E.LeMay）牽頭，以JDN 3-16為指導重修條令附錄《ANNEX3-51：電子戰(zhàn)》，2019年7月正式發(fā)布新版《ANNEX3-51：電磁戰(zhàn)與電磁頻譜行動》，重點描述了電磁頻譜行動和電磁戰(zhàn)兩大概念及其對抗行動與構(gòu)成、支援行動、組織機構(gòu)、行動規(guī)劃、實施與評估，并明確電磁戰(zhàn)的空中、太空和賽博空間3種樣式構(gòu)成。

裝備建設與技術(shù)發(fā)展

軍事技術(shù)引領和支撐先進作戰(zhàn)理念。為將電磁頻譜戰(zhàn)從概念轉(zhuǎn)化為能力，美軍極力開展技術(shù)創(chuàng)新和裝備研發(fā)，發(fā)展具有網(wǎng)絡化、靈巧化、多功能、小型化和自適應等新特征的作戰(zhàn)應用系統(tǒng)。

電磁頻譜戰(zhàn)的組織機構(gòu)

一是電磁頻譜管控系統(tǒng)提供了多功能支撐。美國國防部在2014年《電磁頻譜戰(zhàn)略》中指出，要量化頻譜需求、發(fā)展電磁環(huán)境所需裝備和技術(shù)，增強實時頻譜操作和電磁頻譜系統(tǒng)實時識別、預測及干擾消除等能力。

美軍自2005年開始開發(fā)部署同盟國的聯(lián)合頻譜管理規(guī)劃工具與全球電磁頻譜信息系統(tǒng)，隨后的頻譜XXI及其改進型、頻譜感知管理與規(guī)劃系統(tǒng)、頻譜態(tài)勢感知系統(tǒng)等，均具備實時頻譜測量與在線分析、頻譜籌劃推演與方案制定、用頻規(guī)劃分配與頻率指派、信號操作與通信電子操作指令生成、電磁干擾分析與沖突消除、電磁作戰(zhàn)環(huán)境建模仿真、電磁態(tài)勢圖共享與用頻效能評估、衛(wèi)星接入與網(wǎng)絡中心環(huán)境協(xié)調(diào)、頻譜資源接入與數(shù)據(jù)庫標準等多種功能與能力，且各系統(tǒng)具有一定的兼容與互操作性能，為美軍戰(zhàn)場電磁頻譜管控提供了多功能支撐。

2018年11月，美國國防部首席信息官宣布，國防部國防信息系統(tǒng)局正在利用云計算、大數(shù)據(jù)和人工智能技術(shù)構(gòu)建大型的聯(lián)合電磁頻譜數(shù)據(jù)庫。它將依托抗干擾的安全衛(wèi)星通信，近實時地向美軍全球用戶共享數(shù)據(jù)，并與軍事云和聯(lián)合企業(yè)防御基礎設施結(jié)合使用，將前線作戰(zhàn)單位連接到云，既可避免內(nèi)部信號互擾，又可協(xié)助信號情報和電子戰(zhàn)部隊識別對抗敵方信號，增強電磁頻譜行動的作戰(zhàn)和機動效能。聯(lián)合電磁數(shù)據(jù)庫的建立，將為智能型電磁頻譜戰(zhàn)能力奠定堅實基礎。

二是電磁作戰(zhàn)裝備與技術(shù)取得長足進展。高新技術(shù)裝備是催生新生作戰(zhàn)能力的重要途徑?！稕Q勝電磁波》指出，新階段電磁頻譜戰(zhàn)的重要特征是無源傳感器的應用和采用低-零功率能力對敵進行反電磁對抗，智能化技術(shù)和裝備將是未來主導。在智能型電磁頻譜作戰(zhàn)技術(shù)與能力發(fā)展中，認知電子戰(zhàn)具有重要影響。

聯(lián)合電磁頻譜作戰(zhàn)計劃產(chǎn)品及其關(guān)系

2010年7月，自適應行為學習電子戰(zhàn)項目將機器學習應用到通信電子戰(zhàn)領域，開啟了認知電子戰(zhàn)的發(fā)展。認知電子戰(zhàn)的實現(xiàn)依靠智能電子戰(zhàn)系統(tǒng)，能夠自主感知電磁環(huán)境，通過學習和推理實時改變干擾策略，并評估干擾效果，以實現(xiàn)對已知或未知威脅目標的自適應對抗，具備環(huán)境感知、學習推理、評估判斷和記憶存儲等能力。

因此，美國國防高級研究計劃局自2010年開始啟動自適應行為學習電子戰(zhàn)、自適應雷達對抗、極端射頻頻譜條件下通信技術(shù)等項目，通過對抗行為實時評估、措施自主生成、效果即時反饋等技術(shù)，開發(fā)針對未知波形和行為的電磁頻譜威脅進行實時戰(zhàn)術(shù)對抗的能力。在認知電子戰(zhàn)和人工智能技術(shù)的推動下，2017年8月11日DARPA啟動了射頻機器學習系統(tǒng)（RFMLS）和頻譜聯(lián)合挑戰(zhàn)項目，開發(fā)從大量復雜頻譜信號中自動區(qū)分和表征目標信號的新技術(shù)。

作戰(zhàn)運用與典型戰(zhàn)法

在新概念牽引下，美軍從規(guī)范條令文件到基于概念驗證實戰(zhàn)能力同步展開。在聯(lián)合和軍種條令中，規(guī)范作戰(zhàn)概念、任務范疇、組織機構(gòu)、作戰(zhàn)籌劃與實施及評估等；在系統(tǒng)研建和戰(zhàn)法驗證中，充分融入“體系博弈”理念，將電磁頻譜戰(zhàn)與多域戰(zhàn)、馬賽克戰(zhàn)、分布式作戰(zhàn)、蜂群作戰(zhàn)等概念緊密銜接。

作戰(zhàn)運用理論電磁頻譜戰(zhàn)是交戰(zhàn)雙方圍繞制電磁權(quán)展開的爭奪，目的是限制或剝奪敵方有效使用電磁頻譜，從而保障己方有效使用電磁頻譜。根據(jù)JDN3-16和ANNEX3-51條令，電磁頻譜戰(zhàn)的任務域由電磁頻譜利用、管理、攻擊和防護四維度任務構(gòu)成，旨在對電磁作戰(zhàn)環(huán)境中聯(lián)合任務部隊的電磁頻譜行動進行作戰(zhàn)集成、重點確立、組織協(xié)同和沖突消除，從而實現(xiàn)戰(zhàn)場電磁頻譜控制在各作戰(zhàn)域的指揮控制、情報、火力打擊、調(diào)整與機動、防護、行動維持等職能能力中發(fā)揮關(guān)鍵作用。

電磁頻譜戰(zhàn)概念及行動要素關(guān)系

電磁頻譜戰(zhàn)的核心在于爭奪和利用電磁頻譜資源，是電子戰(zhàn)與頻譜管控的有機集成。美軍聯(lián)合部隊組織實施電磁頻譜戰(zhàn)的基本框架為：電磁頻譜控制計劃與電子戰(zhàn)重編程相結(jié)合生成電磁頻譜控制序列，主要內(nèi)容是針對電磁頻譜控制行動的計劃制定、電磁頻譜資源使用的優(yōu)先級確立與沖突消除、作戰(zhàn)行動的協(xié)同與集成。

因此，電磁頻譜控制序列是關(guān)鍵，它以計劃為基礎（包括主/備用方案），在根據(jù)戰(zhàn)場行動需要進行重編程的情況下，考慮和解決局部資源使用的沖突消除、優(yōu)先級序列和行動協(xié)同問題，以形成新的電磁頻譜控制序列。由于電磁頻譜戰(zhàn)系統(tǒng)具備智能認知、多功能集成、自主協(xié)同、小型靈巧、網(wǎng)絡分布、頻譜機動等新型能力，頻譜管控與電磁輻射控制將是一個協(xié)同、反饋和自適應的動態(tài)過程。作戰(zhàn)防御方應重點關(guān)注的要素包括對手的電磁能量控制、電磁信號認知、頻譜控制和信息情報支援等。電磁能量控制可以實現(xiàn)低-零功率探測和高功率攻擊，電磁信號認知和頻譜規(guī)劃控制可以實現(xiàn)頻域機動和頻段控守，頻譜管控與電磁能量控制協(xié)同可以實現(xiàn)電磁兼容和電子防護，信號情報支援是電磁能量控制、信號認知與頻譜控制共同支撐的結(jié)果。

典型戰(zhàn)法樣式近年來，馬賽克戰(zhàn)、多域作戰(zhàn)等新的作戰(zhàn)理念與電磁頻譜戰(zhàn)概念交織滲透，催生了更多戰(zhàn)場應用的新戰(zhàn)法。在多域作戰(zhàn)和彈性分散架構(gòu)理念的框架下，美軍推出借助小精靈、低成本無人機集群技術(shù)等蜂群項目驗證電磁頻譜戰(zhàn)能力的構(gòu)想。小精靈電磁戰(zhàn)無人機項目于2015年9月提出，旨在開發(fā)小型化、網(wǎng)絡化、集群作戰(zhàn)偵察與電子戰(zhàn)無人機，可由C-130運輸機攜帶至防區(qū)外發(fā)射，這種可回收、重復使用的無人機利用網(wǎng)絡化集群特征壓制敵方導彈防御系統(tǒng)，切斷敵方通信乃至向數(shù)據(jù)網(wǎng)絡注入惡意代碼等。

美軍小精靈無人機集群計劃概念圖

隨著美國太空軍建設的持續(xù)加強，電磁頻譜戰(zhàn)也已在太空戰(zhàn)領域初現(xiàn)雛形?？哲夾NNEX3-51條令在電磁戰(zhàn)概念中專門闡釋了太空電磁戰(zhàn)的組織籌劃、指揮控制、效果協(xié)同、攻防支援等內(nèi)容，將成為太空軍實施電磁頻譜戰(zhàn)的早期遵循。2019年2月，美國國防情報局在《太空安全挑戰(zhàn)》報告中分析了針對太空系統(tǒng)及其鏈路的電磁對抗問題。近年來，美軍不斷加強太空體系彈性建設，2019年太空發(fā)展局發(fā)起“下一代太空架構(gòu)”的大規(guī)模集群式太空系統(tǒng)建設愿景，認為增強電磁頻譜對抗能力將是確保彈性的重要因素。其中，發(fā)展導航戰(zhàn)和通信對抗能力是重點內(nèi)容之一。據(jù)美媒報道，2014年發(fā)射的第三代GPS-Ⅲ衛(wèi)星的抗干擾能力就比現(xiàn)有的GPS系統(tǒng)提高了100～500倍。

結(jié)語

美國戰(zhàn)略與預算評估中心在2016年1月的《決勝齊射角逐：美國防空與導彈防御再平衡》報告中指出，電磁頻譜戰(zhàn)將成為戰(zhàn)場的長期性競爭，建議美軍重點發(fā)展直戳要害的電磁頻譜戰(zhàn)技術(shù)和能力。作為應對信息網(wǎng)絡、大數(shù)據(jù)和人工智能時代軍事新挑戰(zhàn)的作戰(zhàn)理念，電磁頻譜戰(zhàn)一經(jīng)提出就成為美軍戰(zhàn)斗力發(fā)展的新方向。美國國防部通過頒布國家戰(zhàn)略與軍隊條令、集成作戰(zhàn)力量與機構(gòu)、研發(fā)新型系統(tǒng)與裝備技術(shù)等措施，將新作戰(zhàn)概念全維推向戰(zhàn)場。