季華益

（中國航天科工集團(tuán)8511研究所，江蘇 南京 210007）

0 引言

電子偵察是當(dāng)今熱點(diǎn)技術(shù)之一。研究電子偵察技術(shù)的發(fā)展現(xiàn)狀和架構(gòu)，旨在面對現(xiàn)代戰(zhàn)場上已經(jīng)形成的復(fù)雜電磁環(huán)境?，F(xiàn)代戰(zhàn)爭強(qiáng)調(diào)體系作戰(zhàn)，強(qiáng)調(diào)頻域、時域和效能，電子信息獲取技術(shù)為適應(yīng)現(xiàn)代作戰(zhàn)的需要，其發(fā)展趨向高截獲能力、多功能綜合能力、多源信息融合能力、空地一體能力等。

1 復(fù)雜電磁環(huán)境特點(diǎn)

在以信息戰(zhàn)為核心的現(xiàn)代戰(zhàn)爭中，電子偵察設(shè)備將面臨著日益復(fù)雜的電磁環(huán)境。首先，作戰(zhàn)環(huán)境中的電磁輻射源信號日益密集，其中既有敵方的雷達(dá)、通信信號（許多通信信號與雷達(dá)信號共用頻段）、數(shù)據(jù)鏈路信號以及故意釋放的各種強(qiáng)干擾信號，也有己方各種電子設(shè)備的輻射信號和各種民用電子信號。這些信號的持續(xù)時間、強(qiáng)度往往存在較大差異，但只要落在電子偵察接收頻帶內(nèi)，它們就會對接收機(jī)信號輸出產(chǎn)生影響。偵察系統(tǒng)必須具有較大的線性動態(tài)范圍和較強(qiáng)的多信號處理能力、抗干擾能力，才能夠?qū)Ω信d趣的信號進(jìn)行有效偵收。其次，各種輻射源信號調(diào)制樣式千差萬別，例如連續(xù)波、脈沖波；調(diào)頻、調(diào)相或調(diào)幅，或者是復(fù)合調(diào)制樣式，甚至是寬帶或窄帶噪聲信號，偵察系統(tǒng)必須適應(yīng)多種調(diào)制類型。第三，為了有效對抗電子偵察、干擾及反輻射導(dǎo)彈攻擊，越來越多的雷達(dá)系統(tǒng)采用了低截獲概率（LPI）設(shè)計，包括采用高占空比、低峰值功率的復(fù)雜脈沖壓縮調(diào)制/大時間帶寬積信號波形，以及參數(shù)（載頻、脈沖重復(fù)周期）捷變、低副瓣天線、功率管理等措施，這就大大增加了偵察系統(tǒng)截獲和分析雷達(dá)信號的難度。如何在非合作情況下盡可能獲得更高的處理增益、實現(xiàn)低信噪比信號檢測與分析識別，成為電子偵察系統(tǒng)設(shè)計必須考慮的問題。第四，現(xiàn)代雷達(dá)大多體制復(fù)雜、具有多種工作模式，不同模式之間信號參數(shù)差異較大，這往往給輻射源信號識別、關(guān)聯(lián)過程帶來極大困擾。

復(fù)雜電磁環(huán)境是在空域、時域、頻域上展現(xiàn)，其電磁信號縱橫交錯、連續(xù)交叉、密集重疊。而電磁信號屬性可在空域、時域、頻域和能域上描述。戰(zhàn)場電磁環(huán)境是戰(zhàn)場信息依存的主要媒介。而通信對抗中的偵察、識別、監(jiān)視和干擾以及傳輸也是在這個領(lǐng)域內(nèi)完成。

2 電子偵察技術(shù)能力需求與拓展

2.1 電子偵察技術(shù)必須具備的能力

1）高截獲能力、強(qiáng)分析能力

要求更高的截獲概率和偵察靈敏度和較低的虛警概率。此外，還要求測量更多的信號特征參數(shù)，參數(shù)測量及輻射源定位精度進(jìn)一步提高、處理速度更快，某些場合要求直接支援戰(zhàn)術(shù)應(yīng)用（如ESM、SEAD/反輻射）。要求更強(qiáng)的真假目標(biāo)識別能力，除了正確識別雷達(dá)工作體制、型號，還要與武器平臺相關(guān)聯(lián)，特定場合要求區(qū)分同型雷達(dá)的不同個體。

2）多功能綜合一體化能力

需要集雷達(dá)/通信電子支援、電子情報、通信情報、信號情報等多功能為一體的電子偵察和干擾系統(tǒng)。美軍多功能綜合系統(tǒng)特別注重偵察和打擊一體化系統(tǒng)。美軍電子偵察與干擾和打擊一體化系統(tǒng)主要集中于海軍。例如艦載自防御系統(tǒng)（SSDS）、快速綜合防御系統(tǒng)（RADS）、先進(jìn)多功能射頻系統(tǒng)（AMRFS）計劃以及先進(jìn)一體化電子戰(zhàn)系統(tǒng)（AIEWS）等。其中SSDS系統(tǒng)由 AN/SLQ－32（V）3的電子支援系統(tǒng)、AN/SPS－49雷達(dá)/紅外探測跟蹤系統(tǒng)、旋轉(zhuǎn)體導(dǎo)彈（RAM）和密集陣系統(tǒng)組成，構(gòu)成一個從電子偵察/光電探測到多層攔截反艦導(dǎo)彈等目標(biāo)的艦船自防御系統(tǒng)。該系統(tǒng)采用新型計算機(jī)操作程序，具有多傳感器數(shù)據(jù)融合能力、多目標(biāo)跟蹤能力、威脅評估和武器分配能力。其作戰(zhàn)方式為：首先由艦載雷達(dá)和紅外探測系統(tǒng)發(fā)現(xiàn)、跟蹤并識別目標(biāo)，同時艦載電子戰(zhàn)系統(tǒng)測定來襲反艦導(dǎo)彈的輻射電磁波頻段，并將目標(biāo)高度、方位和距離等信息傳送給武器控制系統(tǒng)，經(jīng)計算機(jī)處理后送給RAM導(dǎo)彈；RAM導(dǎo)彈發(fā)射后接收來襲導(dǎo)彈的末制導(dǎo)雷達(dá)信號，采用被動跟蹤，當(dāng)反艦導(dǎo)彈的紅外信號足夠強(qiáng)時，RAM導(dǎo)彈轉(zhuǎn)入紅外尋的直至命中目標(biāo)。而俄軍特別重視偵察打擊一體化裝備研發(fā)，把偵察打擊一體化武器系統(tǒng)分為空地偵察打擊一體化武器系統(tǒng)、地面?zhèn)刹齑驌粢惑w化武器系統(tǒng)和機(jī)載偵察打擊一體化武器系統(tǒng)。通用偵察與干擾和打擊一體化框圖見圖1所示。

圖1 通用偵察與干擾和打擊一體化框圖

3）多源信息融合能力

網(wǎng)絡(luò)中心戰(zhàn)將逐步替代以武器平臺為中心的傳統(tǒng)作戰(zhàn)方式，多傳感器協(xié)同探測、多源信息融合成為未來電子偵察技術(shù)發(fā)展的重要趨勢。以二島鏈海洋目標(biāo)監(jiān)視為例，未來可將衛(wèi)星電子偵察系統(tǒng)、天基微波/光學(xué)成像系統(tǒng)、天基AIS監(jiān)視系統(tǒng)以及部署在沿海的超視距雷達(dá)系統(tǒng)進(jìn)行多源信息融合，提高海洋目標(biāo)綜合偵察能力。

4）高可靠低功耗要求

機(jī)載、星載等平臺對載荷體積、質(zhì)量和功耗有嚴(yán)格限制，要求設(shè)備體積小、質(zhì)量輕、高可靠、低功耗。

2.2 電子偵察技術(shù)變化

1）復(fù)雜電磁環(huán)境下偵察系統(tǒng)的架構(gòu)趨勢

為了應(yīng)對復(fù)雜電磁環(huán)境，電子偵察系統(tǒng)必須提升密集多信號、抗干擾、微弱復(fù)雜調(diào)制信號檢測與識別等能力。當(dāng)今適應(yīng)復(fù)雜信號環(huán)境的新體制電子偵察系統(tǒng)見圖2。

圖2 適應(yīng)復(fù)雜信號環(huán)境的新體制電子偵察系統(tǒng)

常規(guī)電子偵察技術(shù)主要利用峰值功率進(jìn)行單脈沖檢測，LPI雷達(dá)的趨勢為減小峰值功率并提高占空比，從而降低敵方偵察系統(tǒng)的信號檢測概率。新體制的電子偵察接收機(jī)如果采用能量檢測替代傳統(tǒng)的功率檢測，其檢測性能將明顯改善，特別是面對類似噪聲的擴(kuò)譜調(diào)制信號時，通過適當(dāng)?shù)姆e累方式可獲得足夠的處理增益，以此實現(xiàn)低信噪比信號檢測。目前更傾向于采用確定性的脈沖壓縮調(diào)制。對于線性調(diào)頻或類似的確定性脈沖壓縮調(diào)制信號，電子偵察接收機(jī)有可能采用比能量檢測更好的方式來處理截獲信號。

實際應(yīng)用中，電子偵察系統(tǒng)缺乏信號環(huán)境的先驗信息，不確定因素多，很難找到普遍適用于各種場景、各種信號的技術(shù)體制，但數(shù)字化、軟件化、可重構(gòu)、陣列多通道接收處理的發(fā)展趨勢卻越來越明顯。因此將寬帶陣列天線與數(shù)字接收機(jī)技術(shù)相結(jié)合、通過加載各種信號處理算法軟件實現(xiàn)空域、時域、頻域、調(diào)制域多維聯(lián)合處理是提升電子偵察系統(tǒng)適應(yīng)復(fù)雜信號環(huán)境的一條重要途徑，將是電子偵察系統(tǒng)技術(shù)發(fā)展的必然趨勢。

寬帶陣列接收帶來的多通道高速、高位數(shù)A/D采集數(shù)據(jù)流需要高效處理算法，以及功能強(qiáng)大的處理器和并行處理機(jī)制來吞吐。再通過海量存儲器進(jìn)行數(shù)據(jù)存儲，用高性能計算機(jī)完成離線分析處理。

2）網(wǎng)絡(luò)戰(zhàn)條件下的功能測量

電子對抗發(fā)展趨勢表明，網(wǎng)絡(luò)中心戰(zhàn)將逐漸替代以武器平臺為中心的傳統(tǒng)作戰(zhàn)方式。多傳感器協(xié)同、多源信息融合必將成為未來軍用電子信息系統(tǒng)信息處理的主導(dǎo)方向，電子偵察技術(shù)發(fā)展也將順應(yīng)這一發(fā)展趨勢。在網(wǎng)絡(luò)中心戰(zhàn)的體系架構(gòu)下，單個電子偵察系統(tǒng)作為網(wǎng)絡(luò)中的一個傳感器節(jié)點(diǎn)，可將采集數(shù)據(jù)傳送到指揮控制系統(tǒng)應(yīng)用處理中心完成分析、定位和多源融合處理，結(jié)果供各作戰(zhàn)單元分享。這種情況下，電子偵察系統(tǒng)的部分資源從繁雜的信號處理和數(shù)據(jù)處理任務(wù)中解放出來，更多側(cè)重于只需完成大動態(tài)、高保真的信號采集、初步過濾、篩選存儲和傳輸，電子偵察信號處理（信息提?。?、情報產(chǎn)生加工和分發(fā)等功能都由應(yīng)用處理中心運(yùn)算功能強(qiáng)大的處理器通過軟件來實現(xiàn)，如圖3所示。

圖3 網(wǎng)絡(luò)中心戰(zhàn)多傳感器信息融合提高電子偵察能力

2.3 舒特技術(shù)

2007年9月6日，以色列8架戰(zhàn)機(jī)，成功地躲過敘利亞的俄羅斯體制防空雷達(dá)網(wǎng)嚴(yán)密監(jiān)視，突襲敘利亞境內(nèi)縱深核目標(biāo)。在空襲過程中，以色列空軍啟用了美國新研發(fā)的信息戰(zhàn)裝備“舒特”。以色列通過實時偵察將所獲取的敵情信息與事先建立敘利亞防空系統(tǒng)數(shù)據(jù)庫進(jìn)行比對，在確認(rèn)無誤后，隨即注入“誤導(dǎo)”信息，滲入敘利亞防空系統(tǒng)的C4I中，植入誤導(dǎo)算法和數(shù)據(jù)，使其獲得完全錯誤的空情信息，實際中的“最高威脅等級”被評估為“毫無威脅”，從而誤導(dǎo)其防空作戰(zhàn)系統(tǒng)得出“平安無事”的結(jié)論。

1）網(wǎng)絡(luò)瞄準(zhǔn)技術(shù)

網(wǎng)絡(luò)瞄準(zhǔn)技術(shù)，通過機(jī)載傳感器網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)，自動協(xié)調(diào)多個機(jī)載傳感器工作，能夠快速偵察敵防空情報網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)及其目標(biāo)位置和屬性，整個過程由傳感器網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)自動實施。通過網(wǎng)絡(luò)瞄準(zhǔn)技術(shù)發(fā)現(xiàn)正在工作的網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)，并利用機(jī)載傳感器探測其輻射或反射能量。采用類似于人的中樞神經(jīng)系統(tǒng)技術(shù)，能即時將各種傳感器聚焦于潛在的威脅來源，當(dāng)敵目標(biāo)進(jìn)行通信或移動時，機(jī)載傳感器平臺構(gòu)成的網(wǎng)絡(luò)瞄準(zhǔn)系統(tǒng)立即建立一條通道，并及時調(diào)用多種傳感器追蹤該目標(biāo)，以進(jìn)行目標(biāo)性質(zhì)和位置的確認(rèn)。一旦其他傳感器發(fā)現(xiàn)目標(biāo)并采集了數(shù)據(jù)，網(wǎng)絡(luò)瞄準(zhǔn)系統(tǒng)就能自動計算出目標(biāo)的三維空間位置，為精確打擊目標(biāo)數(shù)據(jù)信息。

采用網(wǎng)絡(luò)瞄準(zhǔn)技術(shù)的系統(tǒng)需要兩個重要技術(shù)支持：一是傳感器本身必須具有較強(qiáng)的電子偵察能力；二是必須有強(qiáng)大的數(shù)據(jù)庫支持，通過網(wǎng)絡(luò)瞄準(zhǔn)技術(shù)，能將獲取的信號與數(shù)據(jù)庫已有信息進(jìn)行比對、驗證和核實。

2）網(wǎng)絡(luò)偵察監(jiān)視與網(wǎng)絡(luò)攻擊

“高級舒特”技術(shù)是通過已查明的防空系統(tǒng)節(jié)點(diǎn)，滲入敵防空系統(tǒng)的通信、情報、指揮與控制網(wǎng)絡(luò)（C4），實施信息數(shù)據(jù)偵察和攻擊的技術(shù)。該技術(shù)由兩個程序塊構(gòu)成：一是監(jiān)視敵網(wǎng)絡(luò)的情報信息輸出程序塊；二是向敵網(wǎng)絡(luò)植入誤導(dǎo)算法和數(shù)據(jù)的程序塊。網(wǎng)絡(luò)偵察監(jiān)視程序塊的任務(wù)是偵察監(jiān)視敵C4I的信息輸出。網(wǎng)絡(luò)攻擊的操作人員通過已查明的敵防空系統(tǒng)節(jié)點(diǎn)：①進(jìn)入網(wǎng)絡(luò)。使用這個程序塊進(jìn)入（滲入）其防空系統(tǒng)的C4I，實施信息偵察，查明敵人情報系統(tǒng)發(fā)現(xiàn)和跟蹤空中目標(biāo)的情況，掌握敵防空部隊獲取對空情報的基本能力和情況，評估空襲機(jī)群采取的對抗措施對敵防空作戰(zhàn)的具體影響。②發(fā)送誤導(dǎo)信息，網(wǎng)絡(luò)攻擊程序塊的任務(wù)是向敵防空網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)植入誤導(dǎo)算法和數(shù)據(jù)，實施網(wǎng)絡(luò)攻擊。舒特技術(shù)的實質(zhì)是誤導(dǎo)、控制敵人防空系統(tǒng)的網(wǎng)絡(luò)。它比摧毀破壞網(wǎng)絡(luò)的組件更進(jìn)了一步，事實上，它并不對敵防空系統(tǒng)實施直接的電子干擾或物理破壞，而是隱蔽滲入敵人防空作戰(zhàn)網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)，將誤導(dǎo)算法和數(shù)據(jù)（虛假正數(shù)）植入敵方防空情報傳輸系統(tǒng)末端的信號處理和通信系統(tǒng)。③發(fā)送虛假信息。制造虛假空中目標(biāo)并發(fā)送虛假信息，使敵方因得不到來襲威脅目標(biāo)信息而難以組織有效的反擊，從而保證己方作戰(zhàn)任務(wù)的完成。

3 結(jié)束語

電子偵察中信息獲取是偵察打擊一體化的前提，提高系統(tǒng)應(yīng)變能力、可重構(gòu)能力、生成能力和作戰(zhàn)效能是電子偵察的重點(diǎn)。沒有信息獲取能力就不可能有精確而有效的打擊能力。

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