什么是電子戰、頻譜戰、電磁頻譜戰？

2016-12-10 by:CAE仿真在線來源:互聯網

2015年,對于電子戰領域而言,是非常重要的一年,甚至可以說是過去10年以來最重要的一年,沒有之一。因為這一年,電子戰領域內的“大事件”一件一件應接不暇、爭相扎堆。

一、2015,電子戰大事件“扎堆”的一年

這一年,電子戰領域發生了太多的大事件,其中有2件或許可能引領未來至少10年電子戰領域發展方向的大事:

(一)、2015年12月,美國戰略與預算評估中心(CSBA)發布了一篇名為《電波制勝:重拾美國在電磁頻譜領域的主宰地位》的研究報告,提出了“電磁頻譜戰(EMSW)”理念及“低功率到零功率”作戰概念的提出(后者被視作是前者當前所處的階段)。

《電波制勝:重拾美國在電磁頻譜領域的主宰地位》

(二)、同樣是2015年12月,美國國防部首席信息官(CIO)特里·豪沃森表示,美國國防部將有望把電磁頻譜視作一個作戰域,有專家稱之為繼陸、海、空、天、賽博空間之外的“第6個作戰域”。

美國國防部將有可能把電磁頻譜視作一個作戰域,有專家稱之為繼陸、海、空、天、賽博空間之外的“第6個作戰域”

其實,仔細分析可以看出,這兩件事情實際上是同一件事:如果將整個電磁頻譜視作一個“作戰域”,那么發生在這一作戰域內的所有敵對行為、行動自然也就成為一類戰法,就如同空域內的“空戰”、海域內的“海戰”一樣。電磁頻譜域內的所有敵對行為、行動自然也就叫做“電磁頻譜戰”。

如果將整個電磁頻譜視作一個“作戰域”,那么發生在這一作戰域內的所有敵對行為、行動自然也就成為一類戰法,就如同空域內的“空戰”、海域內的“海戰”一樣

這種邏輯關系很好理解,但不好理解的是究竟什么是“電磁頻譜戰”,或者說,這種戰法的內涵、外延、與電子戰的區別到底有哪些。接下來,就該問題簡單闡述一下。

二、概念層出的年代:電子戰、頻譜戰、電磁頻譜戰

近幾年,老美提出了(炒出了)很多新概念(如,電子戰、頻譜戰、電磁頻譜戰),而且這些概念大多都是坑。更可氣的,老美習慣于挖個坑就走(這一點跟溫瑞安、南派三叔很像),連一掊土都不埋。這樣,這些概念就留下了無盡的“咂摸空間”,導致對概念本身的理解千差萬別。

近幾年,老美提出了(炒出了)很多新概念,而且這些概念大多都是坑

因此,本部分先簡單對這電子戰、頻譜戰、電磁頻譜戰概念進行簡單闡述,以期理清其內涵、外延,并未辨析這三者之間的關系奠定基礎。

(一)電子戰:概念最明確的戰法

在這3個概念中,電子戰是歷史最悠久、概念最清楚的一個。根據美國多軍種聯合作戰條令《JP 3-13.1:電子戰》的描述,“電子戰是指利用電磁能和定向能來控制電磁頻譜或攻擊敵人的軍事行動。包括三種功能:電子攻擊(EA)、電子防護(EP)和電子戰支援(ES)。”電子戰三種功能的具體描述如圖 1所示。

制圖:中國電科張進

(二)頻譜戰:賽博戰、電子戰融合的產物

傳統計算機網絡的“無線化”和傳統無線通信的“網絡化”共同促成了電磁頻譜與賽博空間的融合,而這二者的融合又促成了電子戰與賽博戰的融合。然而,歷史上并沒有相應的名詞來描述這一融合后的戰法,于是乎,“頻譜戰”(spectrum warfare)就應運而出。

2013年,美國防部創造了一個新詞匯來描繪電子戰與賽博戰融合后的戰法,即“頻譜戰”。在美國國防部這種倡議下,美國各軍種也各自開發了類似相關項目:

1、2013年11月,美國空軍正式發布先進新型頻譜戰環境研究(ANSWER)項目標書;

2、美國陸軍發起了賽博電磁活動(CEMA)倡議,以實現電子戰、賽博戰、電磁頻譜運作(EMSO)領域融合;

美國陸軍發起的賽博電磁活動(CEMA)倡議

3、2013年4月,美海軍作戰部長專門撰文闡述有關賽博空間與電磁頻譜、賽博戰與電子戰融合的理念(即“賽博與電磁環境”),美海軍還啟動了網絡與電磁頻譜(NES)路線圖研究。

2013年4月,美海軍作戰部長專門撰文闡述有關賽博空間與電磁頻譜、賽博戰與電子戰融合的理念

(從上述描述可以看出,實際上將“spectrum warfare”翻譯成“頻譜戰”是不妥當的,譯作“譜戰”可能更合適,因為其核心本質實際上是“電子戰與賽博戰交叉的部分”。但既然“頻譜戰”已經叫了兩三年,木已成舟,也只有順其自然了。)

(三)電磁頻譜戰:電子戰外延的大幅擴展

《電波制勝:重拾美國在電磁頻譜領域的主宰地位》研究報告并未給出“電磁頻譜戰”的本質性定義,只是籠統地給出了一種構成性的描述“將美國軍方在電磁頻譜中執行的所有行動都視為電磁頻譜戰的一部分”。盡管缺乏具體定義,但不得不承認,這種描述已經大大超越了傳統“電子戰”的范疇。

“電磁頻譜戰”描述已經大大超越了傳統“電子戰”的范疇

報告認為,自從軍方開始將電磁頻譜用于作戰行動以來(大致是從第一次世界大戰),電磁頻譜戰就已經存在了,只是不同時期其外在形態有所不同,如圖 2所示。而當前及未來較長一段時間內,電磁頻譜戰的外在形態主要是“‘隱身’與‘低功率網絡’的較量”,即,報告所稱的“低功率到零功率作戰”。而“低功率到零功率”作戰理念中主要涉及如下幾類系統:低功率電子對抗系統,如,利用網絡化低功率誘餌對敵方傳感器實施抵近式干擾、誘騙;低截獲概率/低檢測概率(LPI/LPD)傳感器,如,無源雷達與多基地雷達、無源相干定位系統;低截獲概率/低檢測概率通信系統。

制圖:中國電科張進

三、這些概念之間到底嘛關系?

簡單地對這3個概念進行描述以后,自然會產生一個新問題:這些概念之間到底有什么關系?簡而言之,個人認為,這3個概念之間的關系如圖 3所示(僅作示意,圈的大小與該戰法的實際覆蓋范圍大小無關)。

制圖:中國電科張進

具體來說,上述3個概念之間的關系可以從如下幾方面進行解讀。

(一)從概念內涵外延來看,電磁頻譜戰是電子戰的擴展

這一點很好理解:電子戰是電磁頻譜內執行的眾多活動之一,而電磁頻譜戰則包括電磁頻譜內執行的所有活動。這一點從《電波制勝》報告中有關電磁頻譜戰歷史階段的劃分中既可以清楚看出:

第一階段(一戰):電磁頻譜戰包括了通信等“有源”手段和通信偵察等“無源”手段,而當時的電子戰則僅包括通信偵察這一種電子戰支援手段。

電磁頻譜戰的起源

第二階段(二戰、冷戰):電磁頻譜戰包括了通信與雷達等“有源”手段、通信與雷達干擾等“有源對抗”手段,而當時電子戰則僅包括通信與雷達干擾等“有源對抗”手段。

第二次世界大戰中“有源網絡”與“有源對抗措施”的較量

第三階段(冷戰后):電磁頻譜戰包括了低截獲概率/低檢測概率通信等“無源”通信手段、無源雷達等“無源”感知手段、隱身等“無源對抗”手段,而此時電子戰僅包括隱身等“無源對抗”手段(備注:在電子戰領域,隱身被視作一種無源干擾手段)。

無源雷達/無源相干定位

從上述描述可以看出,不管處于什么歷史時期,電磁頻譜戰的外延始終比電子戰的外延要廣闊,而且始終是電子戰外延的擴展。可以簡單地認為電磁頻譜戰比電子戰“大”。

(二)從闡述角度來看,電磁頻譜戰更強調“沖突”本身,而電子戰則強調己方如何“應對”

除了概念“大小”之別以外,電磁頻譜戰與電子戰的闡述角度還有很大的差別。筆者認為,這種差別才是二者本質的、核心的差別。

1、電磁頻譜戰更強調“沖突”本身。

若從詞性的褒貶來說,電磁頻譜戰是一個“中性詞”,即,只強調電磁頻譜中的沖突形態,而并不強調己方或敵方。這一點,從上文中電磁頻譜戰各階段的劃分也可以看出。當然,具體到每個國家,都會有針對各自國情的電磁頻譜戰戰略、戰術、技術,但這并不意味著電磁頻譜戰概念本身的“中立性”。

電磁頻譜行動的包含范圍相對廣泛

2、電子戰強調己方如何“應對”。

同樣,若從詞性褒貶來說,電子戰是一個“褒義詞”,即,強調己方如何攻(電子攻擊)、己方如何防(電子防護)、己方如何偵察(電子戰支援)。

因此,可以得出如下結論:電磁頻譜戰描述的是一種客觀戰爭形態,而電子戰描述的則是一種戰法。

(三)從趨勢來看,頻譜戰將是電子戰、賽博戰中最具活力的那部分

關于頻譜戰,既可以視作是電子戰向賽博戰擴展的戰法,同樣亦可視作是賽博戰向電子戰延伸的戰法,還可以視作是電子戰與賽博戰融合的一種戰法,再或者可以從技術角度簡單稱之為“基于電磁頻譜接入的賽博戰”。

然而,不管從哪方面來看,隨著電磁頻譜與賽博空間融合深度、廣度的不斷提升,頻譜戰這種戰法必將成為電子戰、賽博戰中最具活力的那部分。網電一體戰、戰場網絡戰等均屬于頻譜戰的典型形態。

當然,從這種描述可以看出,“電磁頻譜戰”與“頻譜戰”有著本質的不同:電子戰是電磁頻譜戰的一部分,而頻譜戰是電子戰的一部分。

四、老美哪些武器、系統有望成為頻譜戰、電磁頻譜戰“利器”?

首先需要說明一點,由于頻譜戰、電磁頻譜戰都是新提出的概念,因此,目前沒有哪一類武器、系統是專門是為這兩種理念而設計的。因此,本部分僅僅闡述那些剛剛好在功能層面契合了上述兩種理念,且“有望”在未來更進一步的武器、系統。

(一)網絡化、抵近式電子攻擊系統有望成為典型的下階段電磁頻譜戰(低功率到零功率作戰)系統

根據電磁頻譜戰相關闡述,下階段電磁頻譜戰(低功率到零功率作戰)將主要依賴如下三類系統:低功率電子對抗系統、低截獲概率/低檢測概率傳感器、低截獲概率/低檢測概率通信系統。

這三類系統中,最犀利、最具攻擊性的無疑是低功率電子對抗系統,如,網絡化低功率抵近式電子攻擊系統。其實,美軍已經擁有類似系統。從最初的“狼群”系統到最近DARPA正在開發的“小精靈”系統都屬此類,它們具備共同的特點——網絡化、小型化、低功率、抵近式運作。

其中,最典型的非“小精靈”莫屬。2015年9月16日,DARPA發布了“小精靈”電子戰無人機項目征集書,旨在開發一種小型、網絡化、集群作戰電子戰無人機。該無人機屬于一種“半一次性”(semi-expendable,即,盡可能回收并重復使用)偵察與電子戰無人機,可以由C-130運輸機攜帶至防區外并發射出去(如圖 4所示),無人機之間通過網絡化來實現壓制敵方導彈防御系統、切斷敵方通信乃至向敵方數據網絡中注入惡意代碼等功能。

, 制圖:中國電科張進

(二)基于無線注入的賽博攻擊系統有望成為典型的頻譜戰系統

作為電子戰與賽博戰融合的產物,頻譜戰可以視作是“具備賽博戰能力的電子戰”,亦可視作“具備電子戰能力的賽博戰”。從技術層面來講,可以簡單地稱之為“基于無線注入的賽博戰”。

這類系統美軍也已經研究了很多年——如果從2001年在美國國防部遞交國會的《網絡中心戰》報告中首次提到“舒特計劃”(Project Suter)算起,這種研究至少已經持續了15年的時間。當然,有關“舒特計劃”的方方面面始終虛虛實實、真假難辨,但這并不能讓其“入侵敵防控網絡”等充滿科幻氣息的魅力稍減。

“舒特計劃”被稱為“賽博界的黑騎士”

除了“舒特計劃”以外,美軍還有很多系統據稱也都具備這類能力,例如:美國海軍主導研究的下一代干擾機(NGJ)據稱就具備向敵方戰場網絡注入惡意代碼的能力。

雷聲公司為美海軍研制的下一代干擾機(NGJ)據稱就具備向敵方戰場網絡注入惡意代碼的能力

而最近美軍正在研究的賽博攻擊吊艙則進一步體現了其對于“基于無線注入的賽博攻擊”這種典型頻譜戰作戰樣式的堅持。2015年3月17日,據報道,美國正在為F-35“聯合攻擊戰斗機”研制一種吊艙形式的賽博攻擊系統。美軍高層表示,賽博攻擊吊艙不會降低飛機的隱身性能。盡管美軍未透露該吊艙相關技術細節、開發細節(如,承包商),但有專家分析認為,雖然該吊艙的目的是攻擊敵方賽博系統,但它更可能是一種與傳統電子戰相關的系統,能夠產生攻擊波形。