從美軍艦載電子戰(zhàn)裝備發(fā)展看電磁頻譜戰(zhàn)的發(fā)展脈絡(luò)

顏雨 余剛 劉波

（1.海軍裝備部 北京市 100036 2.中國電子科技集團公司第二十九研究所 四川省成都市 610036）

1 引言

艦載電子戰(zhàn)系統(tǒng)已成為現(xiàn)代海上作戰(zhàn)系統(tǒng)重要組成部分，是衡量海軍作戰(zhàn)能力強弱的重要標志。美國海軍為其海上艦隊均配備了能實時探測、識別和對抗雷達等威脅的電子戰(zhàn)系統(tǒng)。隨著系統(tǒng)日益復雜，美軍為更好的發(fā)揮各用頻設(shè)備能力，基于電子戰(zhàn)是戰(zhàn)場電磁頻譜管控發(fā)端的認識，從傳統(tǒng)電子戰(zhàn)系統(tǒng)開始轉(zhuǎn)型，系統(tǒng)架構(gòu)向多功能綜合一體化邁進，成為電磁頻譜戰(zhàn)的使能因素。本文從美軍艦載電子戰(zhàn)裝備的發(fā)展入手，主要圍繞電子戰(zhàn)系統(tǒng)的能力演進過程來剖析電磁頻譜戰(zhàn)這一新的作戰(zhàn)概念形成脈絡(luò)，并從中獲得節(jié)點裝備和電磁頻譜戰(zhàn)體系建設(shè)等工作的重要啟示。

2 電磁頻譜戰(zhàn)發(fā)展脈絡(luò)

AN/SLQ‐32(V)電子戰(zhàn)系統(tǒng)由美國雷聲公司研制生產(chǎn)，70年代開始裝艦，后經(jīng)不斷改進，是目前美海軍裝備水面艦艇的主要電子戰(zhàn)(EW)系統(tǒng)。當時，美國海軍之所以迫切需要開發(fā)一種新的主戰(zhàn)艦用電子戰(zhàn)系統(tǒng)的主要原因是反艦導彈對水面艦艇構(gòu)成的威脅日益嚴重，前蘇聯(lián)開始使用10GHz～20GHz 頻段的導彈制導雷達，而當時的艦載電子戰(zhàn)裝備已無力提供有效的電子防御。當時與雷聲公司形成激烈競爭的主要是休斯公司，其設(shè)計和制造的系統(tǒng)樣機被命名為AN/SLQ‐31，它的主要特點是采用單波束相掃覆蓋作戰(zhàn)空域。AN/SLQ‐32 則采用了透鏡饋電的多波束系統(tǒng)，用多個波束同時覆蓋作戰(zhàn)空域。后來的試驗證明了AN/SLQ‐32 這種多波束體制在應(yīng)對多目標攻擊時具有明顯優(yōu)勢。同時多波束體制的設(shè)計在電子戰(zhàn)系統(tǒng)中一直沿用至今，多采用數(shù)字波束形成（DBF）的方式實現(xiàn)。

AN/SLQ‐32(V)的發(fā)展主要分為兩個階段：第一階段為2000年之前，AN/SLQ‐32 共衍生出5 個型號，不同的型號提供不同等級/組合的信號探測、分析、威脅告警、電子攻擊（EA）功能——(V)3、(V)4 和(V)5 型系統(tǒng)具備EA功能；第二階段從2002年7月開始，美國海軍啟動“水面電子戰(zhàn)改進項目”(SEWIP)對AN/SLQ‐32 進行升級，其SEWIP Block 2 服役后的裝備代號為AN/SLQ‐32(V)6，Block 2 服役后的裝備代號為AN/SLQ‐32(V)7。

2.1 AN/SLQ-32(V)電子戰(zhàn)系統(tǒng)

AN/SLQ‐32(V)1 工作在B3 波段（6～20GHz），功能上能實現(xiàn)對臨近的雷達制導反艦導彈提供告警、識別和測向，可引導艦載箔條發(fā)射系統(tǒng)，但(V)1 型系統(tǒng)僅具備偵察功能，不具備無干擾功能。

AN/SLQ‐32(V)2 在(V)1 型系統(tǒng)的基礎(chǔ)上通過增加接收孔徑，使得系統(tǒng)增加了B1 波段（0.25～2GHz）和B2 波段（2～10GHz）的偵察功能，但(V)2 系統(tǒng)仍然不具備無干擾功能。

AN/SLQ‐32(V)3 是在(V)2 型系統(tǒng)的基礎(chǔ)上增加了干擾功能，可施放噪聲干擾、欺騙（轉(zhuǎn)發(fā)式/應(yīng)答式）干擾。因此，(V)3 型系統(tǒng)是AN/SLQ‐32 系列中一種較為完善的電子戰(zhàn)系統(tǒng)，也現(xiàn)役的主戰(zhàn)艦載電子戰(zhàn)系統(tǒng)。

AN/SLQ‐32(V)4 是(V)3 改進型，主要改進是為了適用于航母，在左右舷采用了光纖連接。

AN/SLQ‐32(V)5 型系統(tǒng)主要是對已經(jīng)裝備(V)2 型系統(tǒng)的艦艇進行改進，使之具有有效的艦載有源電子干擾能力。該型系統(tǒng)主要是由(V)2 型系統(tǒng)和“伙伴”干擾機組成。

AN/SLQ‐32(V)電子戰(zhàn)系統(tǒng)從服役至21世紀初，先后經(jīng)過300余次大大小小改進，之所以能進行這種“小步快跑”式的能力升級，關(guān)鍵的因素是系統(tǒng)的研制過程中預測了事后的性能改善前景，采用了一種所謂“預先設(shè)計、生成、完善”的管理方法。進入21世紀后，美國海軍啟動了“水面電子戰(zhàn)改進項目”（SEWIP），該項目基于統(tǒng)一的系統(tǒng)架構(gòu)，以螺旋漸進的方式對SLQ‐32（V）進行低風險、革命性的系列改進，逐步引入先進的電子監(jiān)視與電子攻擊能力，被認為是電磁頻譜戰(zhàn)的基石。

2.2 水面電子戰(zhàn)改進項目（SEWIP）

SEWIP 項目對電子戰(zhàn)的改進目前主要分為Block1～Block5 五個階段：

Block1 是在現(xiàn)有基礎(chǔ)上通過低成本低風險的方式進行升級，增強現(xiàn)役電子戰(zhàn)裝備能力和改進反艦導彈防御、對抗目標以及對抗監(jiān)視能力的新作戰(zhàn)系統(tǒng)。通過高增益天線和接收機的升級提升系統(tǒng)再目標識別和偵察靈敏度方面的能力。

Block2 通過新的接收機/發(fā)射機硬件和軟件對SLQ‐32 舊設(shè)備進行重大的改進。升級了天線、接收機和作戰(zhàn)系統(tǒng)接口，接收機和干擾機由模擬體制轉(zhuǎn)向數(shù)字體制，信號處理和管理能力大大提升。Block2 升級后型號名稱為SLQ‐32(V)6。2 洛克希德?馬丁公司2014年完成首批交付。

Block3 引入了InTop（集成桅桿）的科學技術(shù)成果，采用全新開放式架構(gòu)對SLQ‐32 系統(tǒng)進行一次徹底的升級，采用收發(fā)分置，干擾頻段擴展到40GHz。其基于GaN 材料的有源陣列干擾機，側(cè)重電子進攻能力，配備軟殺傷協(xié)調(diào)系統(tǒng)（SKCS），可協(xié)調(diào)Nulka（納爾卡）舷外有源誘餌、箔條和AOEW（先進的外置電子戰(zhàn)）吊艙（AN/SLQ‐248）。該系統(tǒng)還集成通信功能。Block3 升級后型號名稱為SLQ‐32（V）7，預計2021年交付，AN/SLQ‐32(V)7 型具備的通信功能使得電子戰(zhàn)系統(tǒng)間的自組網(wǎng)協(xié)同作戰(zhàn)成為可能，區(qū)域態(tài)勢感知能力也大大提升，可以作為電磁頻譜戰(zhàn)的重要節(jié)點裝備。

特別值得一提的是BLOCK3 所開發(fā)的TEWM（便攜式電子戰(zhàn)模塊）可以為艦隊快速部署先進對抗終端的電子進攻能力?；谠撃K，美海軍在2013年授予ITT Exelis 公司緊急開發(fā)合同，開發(fā)AN/SLQ‐59 系統(tǒng)，并于2014年部署于第七艦隊。

TEWM 在功能上包括電子支援能力和基于寬帶數(shù)字式射頻存儲器（DRFM）的電子攻擊能力。其電子攻擊能力：可提供標準的噪聲干擾；可制造高分辨率、逼真幅度和多普勒調(diào)制特征的假目標；可同時接戰(zhàn)多個目標；可產(chǎn)生假目標與隱蔽干擾相結(jié)合的多向干擾。同時，TEWM 系統(tǒng)還具備便捷組網(wǎng)能力，可實現(xiàn)多個TEWM 間的通信和共享數(shù)據(jù)。TEWM 具有快速響應(yīng)能力，又便于快速部署，比傳統(tǒng)構(gòu)形的AN/SLQ‐32 更靈活，因此發(fā)現(xiàn)了AN/SLQ‐32 尚不能對付的威脅時，最快的方法是增加一個專一用途的AN/SLQ‐59，而非耗時過多去升級AN/SLQ‐32。

Block4 和Block5 未來計劃為SLQ‐32(V)提供先進光電和紅外能力，設(shè)計組合的光電紅外監(jiān)視和響應(yīng)系統(tǒng)，目前還處于研發(fā)階段。

美海軍在進行SEWIP 的同時，也在嘗試解決另一個難題：隨著系統(tǒng)數(shù)量的增加，艦艇頂部天線數(shù)量也顯著增加，這帶來了包括天線擁擠、電磁干擾、艦艇雷達截面積增大和系統(tǒng)維護難度大等一系列問題。美軍首先從減少孔徑入手，提出了先進多功能射頻概念（AMRFC）。

2.3 綜合一體化架構(gòu)

美軍從1999年開始多功能一體化方面的研究，相關(guān)項目包括先進多功能射頻概念（AMRFC）、集成桅桿（InTop）、電磁機動指揮與控制（EMC2）。相關(guān)的成果通過水面電子戰(zhàn)改進項目（SEWIP）應(yīng)用到了型號當中，對其艦艇的作戰(zhàn)能力提升起到了至關(guān)重要的作用。

先進多功能射頻概念（AMRFC）計劃目標是用一套共用的寬帶陣列天線、信號處理與數(shù)據(jù)處理、信號發(fā)生和顯示硬件，實現(xiàn)包括雷達、通信和電子戰(zhàn)在內(nèi)的多種艦載RF功能一體化，在統(tǒng)一的調(diào)度下各功能平等集成。從上世紀80年代到90年代，美國海軍艦艇頂部天線的數(shù)量幾乎增加一倍，帶來了射頻阻塞、電磁互擾電磁兼容上的沖突，同時由于安裝了大量的天線，也導致了艦船的射頻信號特征和雷達截面積難以管理。由此，美國海軍提出了AMRFC計劃，并于2004年在海軍研究實驗室切薩皮克灣分部測試場完成了演示驗證。

總的來說，AMRFC 項目通過“綜合孔徑、綜合處理、綜合顯示”解決設(shè)備級的綜合問題，目的是減少設(shè)備數(shù)量，改善電磁兼容問題。通過演示驗證，對雷達、通信、電子戰(zhàn)等功能實現(xiàn)一體化，證明了共用孔徑和處理硬件的可行性。

“集成桅桿”（Integrated Topside）項目旨在構(gòu)建規(guī)?？烧{(diào)的裝備體系，其具備模塊化、開放式射頻架構(gòu)、軟件自定義功能特征，為各級別的軍艦配備具備多波束、多頻段、多功能的超寬帶孔徑和射頻設(shè)備，優(yōu)化頻譜利用，提升信號情報、電子戰(zhàn)、雷達和通信能力。該項目是AMRFC 的工程化實踐，繼承了AMRFC 架構(gòu)的優(yōu)點，2015年完成演示驗證。其原型機作為SEWIP Block3 技術(shù)開發(fā)階段產(chǎn)品交付美海軍，即AN/SLQ‐32（V）7 系統(tǒng)，于2018年夏進行了初始作戰(zhàn)測評（IOT&E），首裝伯克級Flight 3 型。

2015年《海軍項目指導》介紹集成桅桿“原型樣機能夠在X波段和Ku 波段同時進行4 個視距通信任務(wù)的同時，同時實施8 個電子攻擊交戰(zhàn)”。所開發(fā)的RAM（資源分配管理器）技術(shù)，應(yīng)用到EMC2（電磁機動指揮與控制）項目。

“電磁機動與指揮控制”（EMC2）項目是美國海軍2016年開展的一項為期5年、投資達8 億美元的研究項目。EMC2 項目作為美國海軍電磁機動戰(zhàn)的使能因素，其目的是為戰(zhàn)斗群(跨平臺)實現(xiàn)電子戰(zhàn)、信息戰(zhàn)、通信和雷達在頻譜上的協(xié)同，從而讓美國海軍實現(xiàn)電磁頻譜敏捷性。EMC2 項目繼承了“集成桅桿”項目的已有成果，監(jiān)視射頻頻譜并將功能分配到最佳的頻段，減輕射頻干擾的影響，從而實施電子戰(zhàn)、情報搜集、賽博戰(zhàn)、指揮與控制、態(tài)勢感知和作戰(zhàn)管理。

2.4 電磁頻譜戰(zhàn)概念的提出與發(fā)展

近年來，美軍及其智庫推出了電磁頻譜戰(zhàn)作戰(zhàn)概念，期望在電磁頻譜域獲得比對手更大的作戰(zhàn)優(yōu)勢，打贏大國間的高端競爭。

2012年版《聯(lián)合電磁頻譜管理行動》（JP6‐01）條令給出了“聯(lián)合電磁頻譜作戰(zhàn)”的定義：包括電子戰(zhàn)和聯(lián)合電磁頻譜管理行動用于利用、攻擊、防護和管理電磁作戰(zhàn)環(huán)境，完成指揮官的目標。2012年版《電子戰(zhàn)》（JP3‐13.1）除了引述該定義外，進一步指出，聯(lián)合電磁頻譜作戰(zhàn)包括所有以成功計劃和執(zhí)行聯(lián)合或多國作戰(zhàn)為目的，進而控制電磁作戰(zhàn)環(huán)境的軍事行動?？梢?，聯(lián)合電磁頻譜作戰(zhàn)的最初行動方式主要包括電子戰(zhàn)和頻譜管理，其目的是整合電磁頻譜控制和管理這兩種作戰(zhàn)要素，消除電磁作戰(zhàn)環(huán)境中的頻譜沖突。

2016年，美軍發(fā)布《聯(lián)合電磁頻譜作戰(zhàn)》(JDN3‐16)，將“聯(lián)合電磁頻譜作戰(zhàn)”定義調(diào)整為：由兩個或更多軍種參加，共同利用、攻擊、防護和管理電磁作戰(zhàn)環(huán)境的軍事行動。其目標是建立電磁作戰(zhàn)環(huán)境下高度一體化的行動模式，從而贏得電磁頻譜優(yōu)勢，實現(xiàn)指揮官目標。

3 美軍電磁頻譜戰(zhàn)發(fā)展的啟示

電磁域的對抗是強國比拼信息化體系作戰(zhàn)能力的常態(tài)手段，是信息化時代“拼內(nèi)功、校暗勁”的最佳方式，美軍將電磁域作為一個獨立的作戰(zhàn)域進行成體系的研究和建設(shè)，目的就是要通過統(tǒng)一視角、獲取電磁頻譜作戰(zhàn)域的優(yōu)勢，從而獲得新的戰(zhàn)略制高點。

結(jié)合美軍推進電磁頻譜戰(zhàn)的節(jié)奏，節(jié)點裝備的綜合一體化是促進體系新質(zhì)能力生成的關(guān)鍵。美軍的綜合一體化發(fā)展是和體系規(guī)劃的發(fā)展緊密耦合的。

美軍艦載電子戰(zhàn)系統(tǒng)一直以來是基于開放式基礎(chǔ)架構(gòu)進行升級的，70年代的SLQ‐32 正在以綜合一體化為標志煥發(fā)第二春。開放式的系統(tǒng)架構(gòu)，便于美軍根據(jù)威脅的發(fā)展和技術(shù)的創(chuàng)新，持續(xù)升級，一直保持充分的戰(zhàn)斗力。