【摘要】面對(duì)作戰(zhàn)目標(biāo)單一平臺(tái)載荷多樣化和多平臺(tái)網(wǎng)絡(luò)化協(xié)同的發(fā)展趨勢(shì)，提升我方單裝多功能能力是必然趨勢(shì)，本文據(jù)此開展多功能一體化對(duì)抗系統(tǒng)研究，分析了多功能一體化對(duì)抗系統(tǒng)的應(yīng)用需求、國(guó)外發(fā)展情況和需要解決的關(guān)鍵問題，并對(duì)未來發(fā)展方向進(jìn)行了思考和展望。

【關(guān)鍵詞】多功能|一體化|網(wǎng)絡(luò)化|智能

隨著信息技術(shù)的快速發(fā)展，作戰(zhàn)對(duì)手的技術(shù)能力不斷增強(qiáng)，衛(wèi)星、飛機(jī)、艦船等作戰(zhàn)平臺(tái)往往搭載有多種電子載荷，如雷達(dá)、GPS、ELINT、IFF、數(shù)據(jù)鏈等，要求我方對(duì)抗系統(tǒng)需要同時(shí)對(duì)抗多種類型目標(biāo)。傳統(tǒng)的功能單一的電子裝備難以適應(yīng)協(xié)同作戰(zhàn)需求，為了實(shí)現(xiàn)對(duì)單一平臺(tái)多載荷或多個(gè)平臺(tái)多載荷的對(duì)抗，需要將雷達(dá)對(duì)抗、通信對(duì)抗、雷達(dá)探測(cè)、通信等多型功能單一的系統(tǒng)在多個(gè)陣地分散部署，通過網(wǎng)絡(luò)實(shí)現(xiàn)協(xié)同工作，實(shí)時(shí)性難以保證；在不同陣地，有效的指揮控制和準(zhǔn)確的操作難度加大，進(jìn)一步降低了協(xié)同作戰(zhàn)的效果。同時(shí)，分散獨(dú)立部署的電子裝備戰(zhàn)時(shí)保障困難，戰(zhàn)場(chǎng)適應(yīng)能力有限。有源探測(cè)和干擾都是大功率有源電子設(shè)備，電子偵察是高靈敏度無源電子信息系統(tǒng)，再加上配套的通信系統(tǒng)，整個(gè)陣地上電磁頻譜的協(xié)調(diào)和管理難度極大，系統(tǒng)間的電磁兼容問題可能成為多型裝備能否協(xié)同工作的關(guān)鍵。

一、國(guó)外發(fā)展現(xiàn)狀

一體化系統(tǒng)的出現(xiàn)以20世紀(jì)70年代美國(guó)空軍數(shù)字式航空電子信息系統(tǒng)（DAIS）為標(biāo)志，并陸續(xù)產(chǎn)生了美國(guó)陸軍的一體化通信導(dǎo)航和識(shí)別計(jì)劃、空軍的綜合電子戰(zhàn)系統(tǒng)、Pave Pace計(jì)劃、綜合傳感器系統(tǒng)概念研究和演示驗(yàn)證計(jì)劃等多個(gè)項(xiàng)目。1985年開始，美國(guó)海軍開展了一系列有關(guān)雷達(dá)/電子戰(zhàn)設(shè)備一體化設(shè)計(jì)技術(shù)的研究[1]。1996年，美國(guó)海軍研究辦公室（ONR）開展了先進(jìn)多功能射頻系統(tǒng)（AMRFS）研究[2]。AMRFS后進(jìn)一步發(fā)展成為AMRFC項(xiàng)目，AMRFC通過一個(gè)共用的孔徑來實(shí)現(xiàn)雷達(dá)、電子戰(zhàn)和通信系統(tǒng)的同時(shí)工作，基于軟件無線電技術(shù)，用軟件模塊在共用的硬件結(jié)構(gòu)上實(shí)現(xiàn)多種功能[3]。AMRFC的設(shè)計(jì)思想，將電子系統(tǒng)的一體化推向更高的水平，代表了一體化電子系統(tǒng)的發(fā)展方向。

2008-2016年，ONR推出InTop計(jì)劃，構(gòu)建了一系列的用于處理多功能綜合射頻系統(tǒng)的演示驗(yàn)證項(xiàng)目，先后研發(fā)了多波束電子戰(zhàn)/信息戰(zhàn)/視距內(nèi)通信樣機(jī)、靈活分布陣列雷達(dá)、潛艇和水面艦船的聯(lián)合衛(wèi)星通信系統(tǒng)、LLRAMID模塊、固態(tài)電子器件、綜合射頻功能的寬頻帶水面艦艇通信陣列和其他管理器或相參雷達(dá)網(wǎng)絡(luò)化控制系統(tǒng)。

其他的一體化設(shè)計(jì)研究還包括：低成本機(jī)載多功能傳感器系統(tǒng)、美國(guó)陸軍研究實(shí)驗(yàn)室（ARL）的多功能多波束電掃天線（ESA）、英國(guó)的多平臺(tái)綜合電子戰(zhàn)系統(tǒng)（EWCS）、德國(guó)海軍F125級(jí)護(hù)衛(wèi)艦上的多探測(cè)器桅桿（IMSEM）、俄羅斯20385型護(hù)衛(wèi)艦上使用的多用途海景雷達(dá)系統(tǒng)等項(xiàng)目和系統(tǒng)。

二、需要解決的關(guān)鍵問題

多功能一體化對(duì)抗系統(tǒng)與傳統(tǒng)單一功能電子裝備相比，功能更多、模式更加豐富、系統(tǒng)集成度更高，需要針對(duì)其架構(gòu)、寬帶天線、收發(fā)前端、一體化信號(hào)處理、高效干擾樣式等多個(gè)關(guān)鍵問題進(jìn)行分析并開展方案設(shè)計(jì)，本文重點(diǎn)從以下三個(gè)關(guān)鍵問題展開思考。

（一）一體化系統(tǒng)架構(gòu)設(shè)計(jì)技術(shù)

一體化系統(tǒng)架構(gòu)設(shè)計(jì)應(yīng)進(jìn)行系統(tǒng)功能需求分析，針對(duì)偵、干、探、通、協(xié)同等多種應(yīng)用，對(duì)各種工作模式（偵察引導(dǎo)探測(cè)、探測(cè)引導(dǎo)干擾等）、技術(shù)體制（模擬陣列、數(shù)字陣列等）和資源分配（目標(biāo)分配、時(shí)間分配等）進(jìn)行分析和優(yōu)化，對(duì)軟硬件系統(tǒng)的通用化、模塊化、可重構(gòu)、可定義問題進(jìn)行分析；在各種功能的不同指標(biāo)要求之間合理折中，對(duì)戰(zhàn)術(shù)指標(biāo)和技術(shù)指標(biāo)如何更有效地結(jié)合、系統(tǒng)的指標(biāo)如何合理分解等問題進(jìn)行深入分析和計(jì)算；對(duì)系統(tǒng)多種功能的能力發(fā)揮進(jìn)行平衡，在針對(duì)不同應(yīng)用時(shí)突出某一方面的資源使用策略，如態(tài)勢(shì)感知應(yīng)用時(shí)以偵察為主、探測(cè)為輔，空情獲取應(yīng)用時(shí)以探測(cè)為主、偵察為輔等，對(duì)系統(tǒng)的戰(zhàn)術(shù)應(yīng)用和作戰(zhàn)效能進(jìn)行分析。

（二）寬帶通用射頻收發(fā)前端技術(shù)

電子偵察、電子干擾需要超寬帶寬角掃描天線、寬帶收發(fā)通道、連續(xù)波工作，系統(tǒng)瞬時(shí)帶寬大；有源探測(cè)使用窄帶天線、窄帶收發(fā)通道、脈沖工作，系統(tǒng)瞬時(shí)帶寬窄，但需要好的改善因子；通信使用窄帶天線、窄帶收發(fā)通道、脈沖或連續(xù)波工作，但需要較高的線性度，滿足多種調(diào)制波形的使用。如何將寬帶、低相噪、高線性、脈沖/連續(xù)波均適應(yīng)的高效率功放等需求有機(jī)結(jié)合，使系統(tǒng)共用的天線、收發(fā)通道同時(shí)滿足多種功能的要求，需要深入研究。對(duì)于大功率陣列系統(tǒng)，發(fā)射通道熱設(shè)計(jì)方面尤為需要關(guān)注。

（三）干擾策略和高效干擾樣式研究

多功能一體化對(duì)抗系統(tǒng)需要對(duì)抗的載荷種類多，需要考慮在多載荷同時(shí)存在時(shí)，如何調(diào)度系統(tǒng)資源以適應(yīng)不同的對(duì)抗載荷，同時(shí)需要考慮對(duì)于同一個(gè)載荷對(duì)抗時(shí)，因目標(biāo)參數(shù)變化帶來的偵察干擾問題，需要針對(duì)干擾策略進(jìn)行研究，使得系統(tǒng)能夠自動(dòng)調(diào)整和匹配載荷參數(shù)的變化。同時(shí)，對(duì)于不同的載荷，需要研究各種干擾樣式，對(duì)于雷達(dá)對(duì)抗時(shí)，重點(diǎn)需要研究噪聲調(diào)制、卷積等相干干擾；對(duì)于GPS干擾重點(diǎn)研究掃頻干擾、偽白噪聲干擾等；對(duì)于ELINT干擾重點(diǎn)研究雜亂脈沖等。建立對(duì)抗仿真環(huán)境，針對(duì)各種不同的作戰(zhàn)對(duì)象的體制特點(diǎn)、工作方式、信號(hào)形式，分析不同干擾樣式的干擾效果，并對(duì)各種干擾方法的干擾性能進(jìn)行評(píng)估，確定最佳干擾樣式。

三、未來發(fā)展展望

多功能一體化對(duì)抗系統(tǒng)通過獲取目標(biāo)位置信息、運(yùn)動(dòng)信息和偵察的電磁信號(hào)信息等并進(jìn)行綜合判斷來實(shí)現(xiàn)對(duì)目標(biāo)的快速發(fā)現(xiàn)和識(shí)別，當(dāng)前在目標(biāo)識(shí)別能力、系統(tǒng)自主工作能力和體系協(xié)同能力方面已有一定的基礎(chǔ)。未來，面對(duì)日益復(fù)雜的電磁作戰(zhàn)環(huán)境，多功能一體化對(duì)抗系統(tǒng)必然會(huì)向著智能化、網(wǎng)絡(luò)化方向發(fā)展，需要具備基于機(jī)器學(xué)習(xí)的自適應(yīng)算法更新能力、網(wǎng)絡(luò)化協(xié)同與智能決策能力，同時(shí)從系統(tǒng)實(shí)用性角度出發(fā)，還需要具備高效的電磁頻譜規(guī)劃能力，針對(duì)上述三方面的能力需要重點(diǎn)開展研究。

（一）基于機(jī)器學(xué)習(xí)的自適應(yīng)算法更新能力

作戰(zhàn)對(duì)手的電子載荷能力在快速地提升，傳統(tǒng)的基于采集、分析、仿真、驗(yàn)證、應(yīng)用的對(duì)抗算法研究過程周期太長(zhǎng)，不能適應(yīng)當(dāng)前電子對(duì)抗快速變化的戰(zhàn)場(chǎng)需求。未來在陸?？仗煲惑w化多維度信息獲取的背景下，多功能一體化對(duì)抗系統(tǒng)將能夠?qū)崟r(shí)獲取時(shí)、頻、空、能量、極化等多維度數(shù)據(jù)，利用機(jī)器學(xué)習(xí)算法針對(duì)不同目標(biāo)快速生成新的對(duì)抗算法。同時(shí)，要求多功能一體化對(duì)抗系統(tǒng)具備自適應(yīng)算法更新能力，在硬件上支持新算法便捷、靈活的在線更新，從而滿足對(duì)新目標(biāo)變化的快速對(duì)抗響應(yīng)。

（二）網(wǎng)絡(luò)化協(xié)同與智能決策能力

由于作戰(zhàn)對(duì)手載荷向著網(wǎng)絡(luò)化協(xié)同作戰(zhàn)方向發(fā)展，作戰(zhàn)區(qū)域內(nèi)的作戰(zhàn)目標(biāo)數(shù)量會(huì)越來越多，多功能一體化系統(tǒng)在對(duì)抗這類情況時(shí)，需要多個(gè)一體化系統(tǒng)通過網(wǎng)絡(luò)連接，實(shí)現(xiàn)協(xié)同對(duì)抗的能力。單個(gè)一體化系統(tǒng)針對(duì)截獲的雷達(dá)偵察數(shù)據(jù)、通信偵察數(shù)據(jù)、雷達(dá)探測(cè)點(diǎn)跡、通信數(shù)據(jù)等多元數(shù)據(jù)信息，通過一體化數(shù)據(jù)處理進(jìn)行關(guān)聯(lián)融合后，進(jìn)行智能化決策，形成對(duì)目標(biāo)的識(shí)別和干擾策略的生成，最后通過發(fā)射天線輸出干擾信號(hào)。

（三）高效電磁頻譜規(guī)劃能力

相比于單一功能的電子對(duì)抗系統(tǒng)，多功能一體化對(duì)抗系統(tǒng)工作模式多、不同模式使用的頻率可能不同，在面臨外部復(fù)雜電磁環(huán)境和同陣地其他電子裝備頻率干擾時(shí)，更容易出現(xiàn)工作性能下降，因此需要系統(tǒng)具備高效的電磁頻率規(guī)劃能力，滿足多場(chǎng)景、多模式工作情況下的應(yīng)用需求。如當(dāng)外界存在通信頻段干擾信號(hào)時(shí)，傳統(tǒng)的單一電子對(duì)抗系統(tǒng)只需要考慮通信干擾對(duì)電子偵察功能的影響即可，而多功能一體化系統(tǒng)在面臨上述情況時(shí)，還需要考慮通信干擾對(duì)雷達(dá)探測(cè)及通信等多種功能的影響，電磁兼容問題變得更加復(fù)雜。

四、結(jié)語

在現(xiàn)代電子信息作戰(zhàn)中，面對(duì)作戰(zhàn)目標(biāo)單一平臺(tái)載荷多樣化和網(wǎng)絡(luò)化協(xié)同的發(fā)展趨勢(shì)，提升己方單裝多功能一體化能力是必然趨勢(shì)。一體化作戰(zhàn)系統(tǒng)應(yīng)具備自適應(yīng)算法更新能力、網(wǎng)絡(luò)化協(xié)同與智能決策能力、高效的電磁頻譜規(guī)劃能力等核心能力，在面對(duì)不同目標(biāo)時(shí)能夠?qū)崟r(shí)自適應(yīng)升級(jí)，遇到單個(gè)多功能一體化系統(tǒng)無法應(yīng)對(duì)的情況，還能實(shí)現(xiàn)分布式智能組網(wǎng)協(xié)同，這對(duì)于實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)快速部署、信息智化處理、決策迅速響應(yīng)具有重要意義。中國(guó)軍轉(zhuǎn)民

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（作者簡(jiǎn)介：邱志剛，中國(guó)電子科技集團(tuán)公司第三十八研究所系統(tǒng)工程師，碩士，從事電子對(duì)抗裝備研制工作）