作者:劉靂宇

  制作:光明網軍事科技前沿

  出品:科普中國

  電子戰起源于二戰時期,當時只有些最基本的干擾手段,如箔條和初步噪聲干擾等。越南戰爭時期,現代電子戰尤其是機載電子攻擊得到了極大的發展。雖然新干擾技術大量涌現,但電子戰學說仍處于起步階段。所以盡管當時的電子戰平臺在越戰中表現搶眼,但由于任務制定者們缺乏電子戰知識和標準化程序,阻礙了電子戰平臺戰斗力的進一步發揮。而機載電子攻擊實際上在第一次海灣戰爭期間才真正成熟起來,在戰爭中起到了主導作用。現代戰爭中,一個國家想要有制海權,必須得有制空權。想要有制空權,則必須要有制電磁權。

  電子戰涵蓋偵察和干擾兩大機制

    偵察裝備包括專用電子偵察船和作戰艦艇上電子偵察設備。前者專用于對海戰區內敵雷達、通信等電磁輻射源進行截獲、識別、測向、定位并測出技術參數,獲取敵方戰術情報,判斷敵方上兵力部署、行動意圖和對己方的威脅程度;后者用于搜索、截獲、識別敵海上威脅程度最高的電磁輻射源,及時向艦艇指揮員發出警報,或引導火力實施攻擊。

    電子干擾設備又包括有源干擾裝備和無源干擾裝備。有源干擾裝備包括大功率雷達噪聲干擾機、通信聲干擾機或拖曳式有源雷達誘餌等,以干擾壓制敵軍海上預警、引導、炮瞄雷達,航對空、對岸、對艦通信設備,以及艦載、機載或岸基反艦導彈的制導系統;無源干擾裝備包括箔條、紅外誘餌彈和各種反射體,他們與有源雷達誘餌一樣,可部署到離真實艦艇一定距離,形成假目標,以引誘敵雷達和反般導彈跟蹤假目標,達到保護自己的目的。

    “己所不欲,且施于人”已成為電子干擾戰機核心特質

    飛機上電磁探測,包括雷達和通訊的系統必須能夠不受對方干擾的同時,卻又能夠干擾對方,使得其雷達癱瘓。這種“己所不欲,且施于人”的飛機就是美國最新研制的一種電子戰飛機。這類戰斗機的編號后面都加了“G”,且老美給它起了個特別形象的名字——野鼬鼠。野鼬鼠是種體積不大的食肉動物。讓飛機叫這個名字可不是“反差萌”,這是指電子戰飛機就像黃鼠狼一樣,見縫就鉆,在空中非常靈活,異常兇狠。

  圖一 波音EA-18G“咆哮者”電子攻擊機

圖一 波音EA-18G“咆哮者”電子攻擊機

  該飛機在美軍的超級大黃蜂戰機基礎之上研制而成,不僅保留了原飛機超強的性能,還加入了新一代電子對抗設備,使得飛機能夠很好地完成電子對抗任務。專家們評價說,“咆哮者”既是當今戰斗力最強的電子干擾機,又是電子干擾能力最強的戰斗機。

  作為一款名副其實的電子戰機,美國的EA-18G戰機擁有十分強大的電磁攻擊能力和寬頻信號感知和識別功能。以往的電子干擾往往采用覆蓋某頻段的梳狀波,也就是較寬頻率的覆蓋,但敵方雷達僅僅工作在若干特定頻率。這樣的干擾方式雖然能夠干擾不同頻率,但將能量分散在較寬的頻帶上,就如同對電磁頻譜進行了“地毯式轟炸”,浪費彈藥太多,付出功率的代價太大。

    隨著技術發展,跳頻能力的抗干擾系統出現之后,傳統干擾方式無法有效應對每秒鐘發射頻率都要跳動數次的電臺和雷達,干擾效果便大打折扣。此時對手的信號恰似神出鬼沒的“游擊隊”,“地毯式轟炸”就顯得不甚明智。與以往這些攔阻式干擾不同,電子戰機具有的普遍特點是它可以通過主動分析干擾對象的跳頻圖譜自動追蹤其發射頻率,并采用“長基線干涉測量法”對輻射源進行更精確的定位以實現“跟蹤-瞄準式干擾”。此舉大大集中了干擾能量,首度實現了電磁頻譜領域的“精確打擊”。采用上述技術的EA-18戰機可以有效干擾160千米外的雷達和其它電子設施,超過了任何現役防空火力的打擊范圍。

圖二 戰爭中的電磁頻譜應用

圖二 戰爭中的電磁頻譜應用

  這套系統目的是保護己使用電磁頻譜,防止敵方使用電磁頻譜的斗爭成為現代戰爭的第四維戰場,大規模電子戰將貫穿于戰爭的始終。未來的高技術戰爭,電子戰將發揮巨大作用,沒有制電磁權就談不上制天、制空、制海、制陸權。

  所以電子戰機的利器就是雷達。它是電掃的相控陣雷達,具有非常強大的電子干擾功能,即瞄準式干擾。瞄準式干擾系統測對方的頻率非常迅速,而且既能測又能瞄準,一邊測,一邊瞄著你干擾。另外,它的通訊干擾也很厲害。一般我們說的通訊干擾等于兩人談話,干擾的人拿著一個大喇叭放著噪音,兩人誰也聽不見誰。但是這個通訊干擾就是兩人說你聽不見我,我聽不見你的時候,他可以聽見你的,還能聽見我的,這不僅能干擾,還能繼續監聽。它還有一個干擾對消技術,放出干擾波段,即在對外實施干擾的同時,采用主動干擾對消技術保證己方高頻話音通信的暢通,這項技術在美軍中也是首次應用。

圖三 相控陣雷達

圖三 相控陣雷達

  相控陣雷達有相當密集的天線陣列,在傳統雷達天線面的面積上可安裝上千個相控陣天線,任何一個天線都可收發雷達波,而相鄰的數個天線即具有一個雷達的功能。掃描時,選定其中一個區塊或數個區塊對單一目標或區域進行掃描,因此整個雷達可同時對許多目標或區域進行掃描追蹤,具有多個雷達的功能,具有無慣性快速掃描,數據率高,跟蹤多目標,適應環境能力強等特點。

  此外,作為部隊網的關鍵節點,EA-18G戰機裝備了基16號數據鏈的JTIDS聯合戰術信息分發系統。JTIDS采用了高速跳頻、跳時、直接序列擴頻和糾錯編碼等多種反偵察和抗干擾措施,是當今世界最為“堅固”的無線戰術通信系統。時至今日,除了核電磁脈沖武器,連美軍自己也沒有干擾JTIDS的有效手段。因而,“咆哮者”的抗干擾能力不可小視。

  如果說戰斗機是刀光火影的戰斗;那么電子戰機就是無聲無息無色的電磁波和電子信號的斗爭。能夠兵不刃血,以最少代價取得戰場上的主動權,這是世界任何軍事強國強烈追求的目標。當前,中國正在軍事現代化的道路上穩步前進,也開發出了屬于自己的電子戰機。殲16戰機即采用了類似美國EA-18G裝備的新型有源相控陣雷達,具備了電子戰能力。隨著我國電子信息技術的高速發展,無論是硬件還是軟件控制上面的領先甚至突破,并將為我們的未來電子戰機注入強大的體魄和戰斗力。

  (劉靂宇:重慶大學物理學院教授,青年“千人計劃”電子信息組組長,青年“973”計劃首席科學家)

“咆哮者”電子戰機的傳奇之路

圖文簡介

現代戰爭中,一個國家想要有制海權,必須得有制空權。想要有制空權,則必須要有制電磁權。