美軍典型衛(wèi)星通信干擾裝備發(fā)展概況

滿莉 史西斌 王瑛 （32039部隊(duì)）

自2019年7月美國(guó)政府宣布成立天軍以來(lái)，相關(guān)太空力量整編與管理機(jī)構(gòu)調(diào)整部署一直穩(wěn)步推進(jìn)。2020年2月，美國(guó)國(guó)防部公布2021財(cái)年預(yù)算，提出重點(diǎn)發(fā)展核武和太空戰(zhàn)力。而后，美國(guó)天軍先是批評(píng)俄羅斯空間檢視衛(wèi)星頻繁變軌機(jī)動(dòng)、接近美偵察衛(wèi)星，其行為不可接受；后又鮮有少見(jiàn)地公開(kāi)論及美國(guó)進(jìn)攻性太空武器——反通信系統(tǒng)（CCS）的最新研發(fā)部署情況，其統(tǒng)籌軍商合力，武備太空意圖明顯。衛(wèi)星通信系統(tǒng)是太空戰(zhàn)力生成的基準(zhǔn)孵化單元與重要支撐，隨著電子戰(zhàn)向太空作戰(zhàn)空間滲透，以通信電子戰(zhàn)達(dá)成有效進(jìn)攻反制，已成為當(dāng)前奪取太空主動(dòng)權(quán)的有效手段。相比于使用動(dòng)能武器直接攻擊通信衛(wèi)星的方式，運(yùn)用現(xiàn)有成熟技術(shù)對(duì)上行和下行鏈路進(jìn)行干擾，則具有難以被探測(cè)和追溯的優(yōu)勢(shì)，更適合隱蔽攻擊。為此，美軍一方面大力研發(fā)部署各類新體制通信衛(wèi)星，強(qiáng)化衛(wèi)星通信抗擾能力，另一方面積極發(fā)展衛(wèi)星通信干擾武器裝備并加緊推進(jìn)相關(guān)技術(shù)儲(chǔ)備。

陸基衛(wèi)星通信干擾裝備原理示意圖

1 引言

美軍衛(wèi)星通信對(duì)抗技術(shù)發(fā)達(dá)，太空作戰(zhàn)資源豐富，具備衛(wèi)星通信干擾作戰(zhàn)的顯著優(yōu)勢(shì)。當(dāng)前，美軍大力發(fā)展集偵察、測(cè)向、干擾三位于一體的通信對(duì)抗設(shè)備，以有效地支援一體化聯(lián)合作戰(zhàn)，建構(gòu)機(jī)群突防作戰(zhàn)的支援干擾掩護(hù)，充分實(shí)現(xiàn)情報(bào)資源共享，提高通信對(duì)抗系統(tǒng)的快速反應(yīng)能力和整體作戰(zhàn)能力。依據(jù)搭載平臺(tái)及運(yùn)用方式的不同，衛(wèi)星通信干擾裝備主要包括陸基、空基、天基以及綜合電子對(duì)抗系統(tǒng)等多種，本文將主要介紹美軍陸基、空基、天基相關(guān)裝備。

2 陸基系統(tǒng)

已知美軍已列裝部署的地基通信干擾典型裝備為反通信系統(tǒng)。2003年，美空軍轉(zhuǎn)型飛行計(jì)劃提出了保護(hù)己方重要空間資源并阻止敵方利用太空的需求。為此，列舉了6個(gè)2010年前部署的系統(tǒng)，其中之一就是反通信系統(tǒng)。據(jù)稱，該系統(tǒng)也是目前美國(guó)天軍武器庫(kù)中唯一的進(jìn)攻系統(tǒng)，依據(jù)公開(kāi)研制項(xiàng)目計(jì)劃推測(cè)，美軍目前至少已完成13套反通信系統(tǒng)系統(tǒng)的部署應(yīng)用，其用戶包括加利福尼亞、科羅拉多和佛羅里達(dá)州的空軍國(guó)民警衛(wèi)隊(duì)，以及空軍第4太空控制中隊(duì)等作戰(zhàn)單元。

反通信系統(tǒng)為地基移動(dòng)式系統(tǒng)，可全球機(jī)動(dòng)部署，以支持全球和戰(zhàn)區(qū)戰(zhàn)役，可終止在美軍作戰(zhàn)司令部責(zé)任區(qū)內(nèi)敵方衛(wèi)星通信能力，其作用是暫時(shí)、可逆、非毀滅性的，且干擾不會(huì)影響友方和中立方通信服務(wù)。盡管，目標(biāo)關(guān)于反通信系統(tǒng)的技術(shù)特點(diǎn)和頻率范圍、功率電平、波形等性能參數(shù)尚無(wú)公開(kāi)可用信息。然而，依據(jù)陸基衛(wèi)星通信干擾裝備技術(shù)原理及美軍相關(guān)作戰(zhàn)應(yīng)用，可合理推斷反通信系統(tǒng)以地球同步軌道通信衛(wèi)星上行鏈路為目標(biāo)，其干擾能力可覆蓋部分的主要商業(yè)頻率（尤其是C和Ku頻段），以及最常用的軍事頻率（X頻段），也可能干擾使用日益增多的Ka頻段。隨著商業(yè)通信衛(wèi)星越來(lái)越多投入軍事應(yīng)用，如指揮控制、情報(bào)和作戰(zhàn)數(shù)據(jù)中繼、無(wú)人機(jī)控制等，戰(zhàn)區(qū)內(nèi)反通信系統(tǒng)的運(yùn)用也可能非常有效。

反通信系統(tǒng)由美國(guó)諾格公司（Northrop Grumman）和哈里斯公司（Harris）共同研制，初始研發(fā)成本為 2200萬(wàn)美元。系統(tǒng)從概念研究到2003年12月首次交付給位于彼得森空軍基地第76太空控制中隊(duì)使用，歷時(shí)近3年。截至2005年底，美軍已投入使用7套反通信系統(tǒng)一代系統(tǒng)，具備了初始作戰(zhàn)能力。此后，美空軍于2006財(cái)年第二季度啟動(dòng)了反通信系統(tǒng)二代系統(tǒng)（Block 2.0）的研究與風(fēng)險(xiǎn)降低工作，并于2009年底陸續(xù)展開(kāi)部署，其中3套部署于新墨西哥州霍羅曼空軍基地的第4空間控制中隊(duì)，還有一套用于人員培訓(xùn)。同時(shí)，美軍還啟動(dòng)了反通信系統(tǒng)后續(xù)系統(tǒng)的研制與升級(jí)，以彌補(bǔ)現(xiàn)有系統(tǒng)的不足，以提高頻率覆蓋范圍與同步干擾能力。2014年，由哈里斯公司開(kāi)發(fā)的反通信系統(tǒng)10.1推出，由7個(gè)分系統(tǒng)組成。2018年4月25日，美國(guó)空軍太空與導(dǎo)彈防御中心（SMC）向哈里斯公司追加4460萬(wàn)美元合同，內(nèi)容是將反通信系統(tǒng)10.1升級(jí)至10.2并提供倉(cāng)庫(kù)備件。在歷經(jīng)為期一年的測(cè)試驗(yàn)證后，反通信系統(tǒng)10.2已具備實(shí)戰(zhàn)應(yīng)用能力，并已于2020年3月12日移交至科羅拉多州彼得森空軍基地的第4太空控制中隊(duì)。新系統(tǒng)包含16個(gè)功能模塊，并通過(guò)軟件可升級(jí)的方式進(jìn)行必要的功能升級(jí)和系統(tǒng)更新，可干擾更多的頻段，為美軍干擾破壞對(duì)手衛(wèi)星通信提供了更多選擇。

美軍典型衛(wèi)星通信干擾裝備

3 空基系統(tǒng)

反通信系統(tǒng)10.2移交儀式（左為美空軍第4空間控制中隊(duì)指揮官威廉·桑德斯；右為美國(guó)空軍太空與導(dǎo)彈系統(tǒng)中心戰(zhàn)斗系統(tǒng)部門(mén)物資負(fù)責(zé)人斯蒂芬·布羅根）

美軍認(rèn)為，機(jī)載衛(wèi)星通信干擾系統(tǒng)對(duì)于壓制地面（艦載）通信干擾系統(tǒng)作用不到的敵方通信設(shè)施，保護(hù)攻擊機(jī)群，支援地面和海上作戰(zhàn)方面具有重要作用，因此美國(guó)空軍、海軍及其陸戰(zhàn)隊(duì)和陸軍都具有一定的空基衛(wèi)星通信干擾能力?？栈蓴_系統(tǒng)通常對(duì)地面作戰(zhàn)區(qū)域的雷達(dá)、導(dǎo)航、通信設(shè)備進(jìn)行大范圍、全頻段壓制，其實(shí)施簡(jiǎn)便、干擾效果明顯，相關(guān)干擾裝備大多搭載在電子戰(zhàn)飛機(jī)等平臺(tái)上。典型裝備包括“徘徊者”、“咆哮者”、“羅盤(pán)呼叫”（EC-130H）等電子戰(zhàn)飛機(jī)，其中“咆哮者”是目前世界現(xiàn)役最先進(jìn)、綜合作戰(zhàn)能力最強(qiáng)的電子戰(zhàn)飛機(jī)，其強(qiáng)大的電子戰(zhàn)能力主要源自以“徘徊者”EA-6B ICAP-3為基礎(chǔ)改進(jìn)的電子戰(zhàn)系統(tǒng)，目前美軍“徘徊者”已于2019年3月退役，以下將主要介紹“咆哮者”電子戰(zhàn)飛機(jī)。

“咆哮者”是美國(guó)海軍具有全頻段電子監(jiān)視能力且能夠干擾壓制敵方雷達(dá)和通信網(wǎng)絡(luò)的超音速飛機(jī)，最大速度可達(dá)1.8倍音速，飛行半徑為2346km，其基于美海軍主力戰(zhàn)機(jī)F/A－18F“超級(jí)大黃蜂”的改造設(shè)計(jì)，使其具備全方位對(duì)敵方防空系統(tǒng)壓制能力，既能夠完成防區(qū)外干擾任務(wù)，也可以與攻擊機(jī)群一道深入到敵方防區(qū)內(nèi)執(zhí)行伴隨干擾任務(wù)。

“咆哮者”機(jī)載電子戰(zhàn)任務(wù)系統(tǒng)主要包括AN/ALQ-99戰(zhàn)術(shù)干擾系統(tǒng)、AN/ALQ-218戰(zhàn)術(shù)偵察告警接收機(jī)系統(tǒng)、AN/ALQ-227通信對(duì)抗系統(tǒng)等。其中，AN/ALQ-99F是其核心部件， 也 是AN/ALQ-99的最新型號(hào)。作為一種全新寬頻帶的電子干擾裝備，AN/ALQ-99F系統(tǒng)包含高低頻2個(gè)干擾吊艙、1個(gè)用于冷卻的沖壓空氣渦輪和1個(gè)通用功率激勵(lì)單元，頻率工作范圍64MHz～40GHz，主要用于對(duì)敵方雷達(dá)設(shè)備實(shí)施壓制干擾。AN/ALQ-218電子戰(zhàn)接收機(jī)由安裝在翼尖掛架的天線陣列吊艙以及前機(jī)身兩側(cè)和機(jī)翼后緣內(nèi)側(cè)的干涉儀天線等設(shè)備組成，主要任務(wù)是對(duì)敵方輻射源進(jìn)行測(cè)向和定位，為有源干擾機(jī)和機(jī)載任務(wù)傳感器提供目標(biāo)指示，并為“哈姆”（AGM-88）反輻射導(dǎo)彈提供目標(biāo)瞄準(zhǔn)。AN/ALQ-227通信對(duì)抗系統(tǒng)則主要對(duì)敵方通信設(shè)備實(shí)施阻塞式干擾，其處理單元也安裝在原機(jī)炮艙內(nèi)，發(fā)射部分使用AN/ALQ-99F低頻干擾吊艙，覆蓋頻段更寬，干擾能力更強(qiáng)。需要說(shuō)明的是，該機(jī)電子戰(zhàn)系統(tǒng)通過(guò)分時(shí)技術(shù)保證AN/ALQ-218、AN/ALQ-99F和AN/ALQ-227同時(shí)工作，前者可以通過(guò)監(jiān)測(cè)接收到的敵方電磁波頻率變化，向后兩者發(fā)出干擾波頻率調(diào)整指令，從而有效應(yīng)對(duì)頻率捷變雷達(dá)和通信系統(tǒng)。此外，機(jī)載通信系統(tǒng)中采用了干擾對(duì)消技術(shù)，能夠保證在對(duì)敵方實(shí)施干擾時(shí)，本機(jī)依然可以與外界進(jìn)行超高頻段（UHF）通信。

迄今為止，由于該機(jī)電子戰(zhàn)組件服役時(shí)間己接近50年，在性能上己經(jīng)越來(lái)越難以達(dá)到美軍的任務(wù)要求。為此，美軍于2008年2月正式啟動(dòng)了“下一代干擾機(jī)”（NGJ）方案的分析研究，項(xiàng)目由美海軍航空系統(tǒng)司令部下屬的EA-6B/AEA項(xiàng)目辦公室負(fù)責(zé)。“下一代干擾機(jī)”是美軍當(dāng)前有效輻射功率最強(qiáng)的干擾吊艙，該項(xiàng)目采用增量升級(jí)方式，分別針對(duì)中、低、高頻段干擾吊艙進(jìn)行設(shè)計(jì)研制。在該項(xiàng)目基礎(chǔ)上進(jìn)行性能升級(jí)的“咆哮者”，預(yù)期將具有全頻段的輻射源探測(cè)、識(shí)別、定位、干擾能力和部分認(rèn)知電子戰(zhàn)能力。

“咆哮者”機(jī)載電子戰(zhàn)設(shè)備示意圖

4 天基系統(tǒng)

考慮到天基平臺(tái)在衛(wèi)星通信干擾方面具有天然距離優(yōu)勢(shì)，并可依據(jù)加裝載荷的不同，成為靈活、機(jī)動(dòng)的綜合性對(duì)抗單元，具備衛(wèi)星通信干擾潛力。本文也將當(dāng)前美軍典型的高軌電子偵察與信號(hào)情報(bào)衛(wèi)星列入研究范疇，以期擴(kuò)展對(duì)美軍衛(wèi)星通信干擾能力的認(rèn)知與理解。

“地球同步軌道空間態(tài)勢(shì)感知計(jì)劃”衛(wèi)星

“地球同步軌道空間態(tài)勢(shì)感知計(jì)劃”（GSSAP）衛(wèi)星是一系列工作在近GEO軌道的偵察衛(wèi)星，它作為美軍太空監(jiān)視網(wǎng)絡(luò)的天基傳感器，為戰(zhàn)略司令部太空監(jiān)視行動(dòng)提供支撐。該計(jì)劃的內(nèi)部名稱可能為“大黃蜂”，它充分汲取了美空軍從先前的“徘徊者”、“微衛(wèi)星技術(shù)實(shí)驗(yàn)”（MiTEx）衛(wèi)星任務(wù)中所獲的經(jīng)驗(yàn)。

目前，GSSAP星座有4顆衛(wèi)星在軌。其首對(duì)衛(wèi)星于2014年7月28日發(fā)射，2015年9月29日美軍宣稱其具備初始作戰(zhàn)能力；第二對(duì)衛(wèi)星于2016年8月19日發(fā)射，2017年9月12日進(jìn)入工作狀態(tài)；第三對(duì)衛(wèi)星預(yù)計(jì)在2020年第4季度發(fā)射。GSSAP衛(wèi)星由美空軍衛(wèi)星控制網(wǎng)地面站提供測(cè)控通信支持，其日常運(yùn)行由第50太空聯(lián)隊(duì)的第1太空操作中隊(duì)負(fù)責(zé)。2017年，該中隊(duì)開(kāi)始對(duì)GSSAP地面系統(tǒng)進(jìn)行軟件升級(jí)。升級(jí)后的系統(tǒng)已于2019年12月完成試驗(yàn)，2020年2月12日通過(guò)作戰(zhàn)驗(yàn)收。

GSSAP衛(wèi)星工作示意圖

GSSAP一直處于高度保密狀態(tài)，直到2014年初才美空軍才承認(rèn)該計(jì)劃的存在，但詳細(xì)技術(shù)指標(biāo)和細(xì)節(jié)仍處于保密之中。該衛(wèi)星通常采用成對(duì)漂移偵察的工作方式，一顆略高于GEO軌道，另一顆略低于GEO軌道，在檢視駐留太空目標(biāo)方面具有明顯的優(yōu)勢(shì)。此外，GSSAP衛(wèi)星能夠執(zhí)行交會(huì)與抵近操作，目標(biāo)接近距離可達(dá)10km。當(dāng)前，GSSAP表征太空目標(biāo)的特性已達(dá)到非常精細(xì)的程度，所獲取相關(guān)數(shù)據(jù)可用于精確和及時(shí)的軌道預(yù)報(bào)，可在增強(qiáng)對(duì)GEO環(huán)境的基礎(chǔ)上，進(jìn)一步強(qiáng)化太空飛行安全監(jiān)控，如衛(wèi)星碰撞規(guī)避。

由俄羅斯科學(xué)院管理的“國(guó)際科學(xué)光學(xué)監(jiān)測(cè)網(wǎng)”（ISON）的數(shù)據(jù)表明，2014年以來(lái)“地球同步軌道空間態(tài)勢(shì)感知計(jì)劃”衛(wèi)星已經(jīng)實(shí)施了數(shù)百次機(jī)動(dòng)，并對(duì)十幾顆GEO衛(wèi)星實(shí)施了近距離靠近或抵近操作。其中，靠近行動(dòng)的一些涉及GSSAP衛(wèi)星在較短時(shí)段內(nèi)實(shí)施多次小型調(diào)相機(jī)動(dòng)，或者在2顆衛(wèi)星通過(guò)地球陰影區(qū)時(shí)實(shí)施靠近操作，因而地面光學(xué)望遠(yuǎn)鏡無(wú)法跟蹤且難以判明其真實(shí)意圖。據(jù)悉，GSSAP衛(wèi)星平臺(tái)能力主承包商是軌道-ATK公司、衛(wèi)星由德?tīng)査? 運(yùn)載火箭發(fā)射?？紤]到德?tīng)査?運(yùn)載火箭的GEO漂移軌道運(yùn)載能力為1550～1650kg，扣除有效載荷適配器和次要有效載荷的質(zhì)量，那么2顆GSSAP衛(wèi)星的質(zhì)量應(yīng)為1300～1400kg，即每顆衛(wèi)星的質(zhì)量為650～700kg量級(jí)，這意味著每顆衛(wèi)星可以攜帶大量的推進(jìn)劑，由此可推測(cè)該星具備頻繁的軌道調(diào)整和位置保持機(jī)動(dòng)能力，能夠在作戰(zhàn)需要時(shí)進(jìn)行漂移或停留在新位置上。

GSSAP靠近的衛(wèi)星

“克萊奧”衛(wèi)星

“克萊奧”（CLIO）衛(wèi)星于2014年9月17日發(fā)射入軌。該衛(wèi)星由洛馬公司（LM）制造，采用A2100平臺(tái)，衛(wèi)星應(yīng)隸屬于美國(guó)國(guó)家偵察局（NRO），其任務(wù)類似于復(fù)仇女神－1（NEMESIS－1），即“夜晚守護(hù)神”（PAN）。結(jié)合斯諾登所公開(kāi)2013財(cái)年美國(guó)國(guó)家偵察局預(yù)算文件，分析推斷“克萊奧”衛(wèi)星應(yīng)該是該預(yù)算文件中提到的復(fù)仇女神－2。

“克萊奧”衛(wèi)星極為保密，難以獲得更多公開(kāi)信息，基于對(duì)“夜晚守護(hù)神”衛(wèi)星在軌運(yùn)行和任務(wù)的初步分析，可初步判定“克萊奧”是負(fù)責(zé)收集通信衛(wèi)星上行鏈路信號(hào)，并就其頻譜特征進(jìn)行分析的信號(hào)情報(bào)類偵察衛(wèi)星?？赏ㄟ^(guò)對(duì)在軌通信衛(wèi)星實(shí)施抵近偵察，核實(shí)定位輻射源精確位置，截獲、解碼無(wú)線電傳輸信號(hào)，竊聽(tīng)指揮通信情報(bào)，并確定其頻段、發(fā)射機(jī)和較詳細(xì)的性能參數(shù)，以從中推斷對(duì)方作戰(zhàn)意圖、力量部署、作戰(zhàn)能力和局限性等內(nèi)容，為采取相關(guān)行動(dòng)提供支援。

“試驗(yàn)衛(wèi)星系統(tǒng)”

美國(guó)空軍“試驗(yàn)衛(wèi)星系統(tǒng)”（XSS）可用于阻斷對(duì)手在太空中的通信鏈路，系統(tǒng)由1顆微衛(wèi)星和1臺(tái)衛(wèi)星干擾儀組成，目前該項(xiàng)目處于試驗(yàn)驗(yàn)證階段。2003年1月29日，美國(guó)空軍在使用德?tīng)査?火箭發(fā)射GPS衛(wèi)星時(shí)，搭載發(fā)射試驗(yàn)衛(wèi)星系統(tǒng)－10作為輔助載荷。在德?tīng)査?火箭上面級(jí)鈍化燒蝕后，試驗(yàn)衛(wèi)星系統(tǒng)－10被釋放。試驗(yàn)衛(wèi)星系統(tǒng)－11于2005年4月11日發(fā)射，并成功在其軌道附近與幾個(gè)空間物體進(jìn)行了近距離逼近觀測(cè)。但是，由于美國(guó)軍方未公布該衛(wèi)星的軌道位置信息，因此無(wú)法核實(shí)這些活動(dòng)是否發(fā)生以及其是否訪問(wèn)過(guò)任何非美國(guó)空間物體。

5 小結(jié)

目前，美軍將其衛(wèi)星通信干擾裝備歸于太空攻防裝備范疇，相關(guān)技術(shù)指標(biāo)與性能參數(shù)高度保密，但從其發(fā)展路線與組織運(yùn)用不難看出，美軍衛(wèi)星通信干擾力量平臺(tái)分散部署與多功能集成的趨勢(shì)愈加明顯，其技術(shù)體制也正逐漸由單一大功率壓制向綜合、分布式靈巧干擾方向發(fā)展。未來(lái)衛(wèi)星通信對(duì)抗已不再是局限于敵對(duì)雙方在無(wú)線頻譜控制權(quán)而展開(kāi)的“信號(hào)”爭(zhēng)斗，更多的是深入到包括有線通信媒介在內(nèi)的整個(gè)信息網(wǎng)絡(luò)體系對(duì)抗。因此，衛(wèi)星通信對(duì)抗必須及早實(shí)現(xiàn)從信號(hào)層對(duì)抗為主向信息層對(duì)抗為主的過(guò)渡轉(zhuǎn)型，注重提高信息網(wǎng)絡(luò)體系的內(nèi)質(zhì)對(duì)抗能力，這些決定了未來(lái)衛(wèi)星通信干擾裝備和技術(shù)的發(fā)展趨勢(shì)和走向。