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未來電子戰(zhàn)趨勢:認(rèn)知電子戰(zhàn)從軟件算法到硬件系統(tǒng)(下)

2017-12-27 來源:踢圍 字號:

隨著軍民用電磁裝備的數(shù)量、類型以及更新速度快速增長,自適應(yīng)對抗技術(shù)飛速發(fā)展以及電磁系統(tǒng)數(shù)字化程度越來越高,電磁環(huán)境呈現(xiàn)高度復(fù)雜化、動(dòng)態(tài)化特征。常規(guī)電子戰(zhàn)手段所取得的作戰(zhàn)效能也在逐步下降,現(xiàn)有的電子對抗技術(shù)及工作模式已不能適應(yīng)未來電磁發(fā)展環(huán)境和軍事任務(wù)需要,因此迫切需要開辟一條新的思路來突破瓶頸,推動(dòng)電子戰(zhàn)作戰(zhàn)方式的變革,認(rèn)知電子戰(zhàn)技術(shù)正是在這種背景下應(yīng)運(yùn)而生的。

面對各種電子戰(zhàn)裝備組網(wǎng)協(xié)同作戰(zhàn)能力的不斷發(fā)展,如何能夠迅速、準(zhǔn)確、有效地對組網(wǎng)系統(tǒng)實(shí)施打擊,將是擺在電子戰(zhàn)研究者面前的一道難題。分布式方法是認(rèn)知電子戰(zhàn)在性能、成本、體積、重量和功率方面產(chǎn)生最大效益的一個(gè)方面。隨著網(wǎng)絡(luò)的發(fā)展,采用分布式方法已成趨勢,蜂群無人電子戰(zhàn)飛機(jī)成為重要分布式方法解決方案。可以通過分布式協(xié)同無人機(jī)電子作戰(zhàn)平臺(tái),使得每個(gè)平臺(tái)覆蓋特定頻段,感知和干擾地方網(wǎng)絡(luò)化電子作戰(zhàn)裝備。美相關(guān)研究已經(jīng)大量鋪開。

洛克希德·馬丁公司先進(jìn)技術(shù)實(shí)驗(yàn)室研究分布式感知問題已有6 年,在感知、處理和組網(wǎng)方面取得了重大進(jìn)展,其一些認(rèn)知算法目前已可用于小型平臺(tái)。

在美國國防先期研究計(jì)劃局(DARPA)的支持下,BAE 系統(tǒng)公司研發(fā)出輕量、手持戰(zhàn)術(shù)傳感器,將顯著減少該新型認(rèn)知電子戰(zhàn)系統(tǒng)的尺寸、重量和功耗。

DARPA 的「利用計(jì)算應(yīng)對監(jiān)視」(CLASS)項(xiàng)目,基于COMMEX 項(xiàng)目所獲得研究成果,使得模塊化通信技術(shù)在嵌入到現(xiàn)有和即將出現(xiàn)的無線電系統(tǒng)中的成本增加不超過100 美元,但使得敵方需要用超過1000 倍的處理能力——「超級計(jì)算機(jī)」級處理能力才能破解。該技術(shù)成果計(jì)劃將轉(zhuǎn)化為美國陸軍通信電子司令部所用。

美空軍的先進(jìn)電子戰(zhàn)組件(Advanced Components for Electronic Warfare, ACE)項(xiàng)目將通過設(shè)計(jì)制造低成本高產(chǎn)量的先進(jìn)電子戰(zhàn)光電元件,推進(jìn)構(gòu)建適應(yīng)未來先進(jìn)電子戰(zhàn)的基礎(chǔ)設(shè)施和能力。

DAPAR「自適應(yīng)雷達(dá)對抗」(ARC)項(xiàng)目要求采用模塊化、開放式、可升級軟件架構(gòu)。一旦部署,嵌入ARC 技術(shù)的平臺(tái)既能獨(dú)立工作,也能在具備ARC 能力的網(wǎng)絡(luò)化系統(tǒng)中工作。

DAPAR的「行為學(xué)習(xí)自適應(yīng)電子戰(zhàn)」項(xiàng)目將使裝備了BLADE 的系統(tǒng)將能獨(dú)立工作或成為BLADE 系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)的一部分,隨著網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)數(shù)量增加,系統(tǒng)性能也不斷提高,有望在多個(gè)電子戰(zhàn)節(jié)點(diǎn)之間實(shí)現(xiàn)信息共享。該項(xiàng)目第二階段將演示組網(wǎng)能力;第三階段提供組網(wǎng)的樣機(jī)。

DARPA、頻譜共享公司和BAE 系統(tǒng)公司正在研究「極端射頻頻譜環(huán)境中的通信」(COMMEX)項(xiàng)目,也將重點(diǎn)研究自適應(yīng)組網(wǎng)、網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)、多鏈路和多組網(wǎng)等技術(shù)。

填補(bǔ)虛擬網(wǎng)絡(luò)作戰(zhàn)與硬殺傷物理作戰(zhàn)之間的譜系空白

信息戰(zhàn)融入聯(lián)合作戰(zhàn)

電子戰(zhàn)與賽博戰(zhàn)作為高技術(shù)條件下的新興作戰(zhàn)樣式,在效能發(fā)揮方面有著極其緊密的相互使能關(guān)系。然而受傳統(tǒng)電子戰(zhàn)在偵察分析、決策生成、對抗實(shí)施以及效能檢測等方面技術(shù)水平的限制,同時(shí)又由于賽博戰(zhàn)注重邏輯層、應(yīng)用層等高層次的信息對抗,缺乏物理層、鏈路層等低層次的對抗手段和技術(shù),從而導(dǎo)致兩者之間的使能作用并未充分發(fā)揮。

認(rèn)知電子戰(zhàn)在多個(gè)關(guān)鍵環(huán)節(jié)帶來了重大的技術(shù)變革,將顯著縮小電子戰(zhàn)同賽博戰(zhàn)間的距離,增強(qiáng)兩者之間的相互使能作用。與此同時(shí),這種使能作用也必將促進(jìn)某些瓶頸問題的突破,進(jìn)一步推動(dòng)電子戰(zhàn)與賽博戰(zhàn)發(fā)展。

同時(shí),認(rèn)知電子戰(zhàn)可顯著彌補(bǔ)傳統(tǒng)物理硬殺傷作戰(zhàn)面臨的殺傷范圍過大,誤傷機(jī)率高,殺傷能力可操縱性低的問題。降低作戰(zhàn)過程中倫理道德風(fēng)險(xiǎn),為殺傷人員裝備資產(chǎn)提供更廣泛且更加風(fēng)險(xiǎn)可控的選項(xiàng)。

美國陸軍多域作戰(zhàn)概念

電磁公域環(huán)境軍事化

美軍事優(yōu)勢本質(zhì)是通過對公共空間的控制體現(xiàn)的,美利用其技術(shù)優(yōu)勢實(shí)現(xiàn)了對海洋、太空、網(wǎng)絡(luò)等空間的主導(dǎo)權(quán)。隨著各個(gè)國家、團(tuán)體對電磁空間利用能力快速提升,電磁空間隨著頻譜資源爭奪的日趨激烈,電磁空間逐漸呈現(xiàn)從利用、爭奪到軍事化發(fā)展趨勢。

信息戰(zhàn)一般模型

美軍認(rèn)知電子戰(zhàn)的本質(zhì)就是繼續(xù)通過技術(shù)優(yōu)勢地位的維持和發(fā)展來實(shí)現(xiàn)強(qiáng)制性電磁空間利用和控制能力,并阻礙其他國家、機(jī)構(gòu)團(tuán)體對電磁空間的獲取、利用能力發(fā)展。

比如,美海軍認(rèn)知通信電子戰(zhàn)(Cognitive Communication Electronic Warfare)項(xiàng)目旨在針對具備強(qiáng)大抗干擾能力的智能手機(jī)和認(rèn)知無線電電臺(tái),開發(fā)一種認(rèn)知通信干擾機(jī)。這將使得美軍獲得更強(qiáng)的電磁空間強(qiáng)制利用、控制和破壞力。

從實(shí)驗(yàn)室引導(dǎo)到戰(zhàn)場引導(dǎo)

此波認(rèn)知電子戰(zhàn)技術(shù)的發(fā)展也體現(xiàn)了美軍國防軍備研發(fā)思路的轉(zhuǎn)變,體現(xiàn)出力求滿足戰(zhàn)爭節(jié)奏、以戰(zhàn)爭節(jié)奏引領(lǐng)研發(fā)節(jié)奏,更貼近實(shí)戰(zhàn)需求的發(fā)展趨勢。

美國電磁頻譜分配

過去電子戰(zhàn)系統(tǒng)的研發(fā)基本是實(shí)驗(yàn)室研究節(jié)奏控制著戰(zhàn)爭節(jié)奏,相關(guān)電子戰(zhàn)系統(tǒng)是依靠已知輻射源(雷達(dá)、通信等)的波形數(shù)據(jù)庫工作的,面對采用新型、未知波形和其它技術(shù)的輻射源則要進(jìn)行記錄、回到實(shí)驗(yàn)室、再重復(fù)上述過程并將其帶回戰(zhàn)場,最后再實(shí)施有效對抗。

面對當(dāng)下日益動(dòng)態(tài)化、復(fù)雜化的電磁環(huán)境,這將未來會(huì)置美軍于不利地位。BAE 系統(tǒng)公司的Josh Niedzwiecki 就指出,過去的雷達(dá)基于模擬器件,開發(fā)部署時(shí)間長,性能也很固定,在系統(tǒng)壽命周期內(nèi),其頻率、帶寬、脈寬等信號參數(shù)均不變。對抗這些威脅的現(xiàn)有模式是利用在戰(zhàn)場上截獲的這些信號特征,回到實(shí)驗(yàn)室耗費(fèi)數(shù)月時(shí)間制定對抗手段,然后再部署在我們的電子戰(zhàn)系統(tǒng)中。如今,威脅信號瞬息萬變,這種模式必須轉(zhuǎn)變。

軍民裝備無差別對待

認(rèn)知電子戰(zhàn)裝備技術(shù)發(fā)展全面發(fā)展,認(rèn)知電子戰(zhàn)裝備通用化能力更強(qiáng),裝載平臺(tái)更加多樣。電子戰(zhàn)對抗對象類型軍民界限日趨模糊。認(rèn)知電子戰(zhàn)裝備空間覆蓋范圍更加廣泛,地基系統(tǒng)發(fā)展迅速。電子戰(zhàn)裝備覆蓋對象更加全面,識別和對抗信號類型及裝備類型更加多元,從無線電、雷達(dá)、手機(jī)等電子裝備無所不包。

比如,雷聲公司「大功率高效射頻數(shù)模轉(zhuǎn)換器」(HiPERDAC)項(xiàng)目適用的平臺(tái)有:艦船、地面車輛、戰(zhàn)術(shù)飛機(jī)、無人機(jī)和單兵。美海軍認(rèn)知通信電子戰(zhàn)(Cognitive Communication Electronic Warfare)項(xiàng)目可實(shí)現(xiàn)對具備強(qiáng)大抗干擾能力的智能手機(jī)和認(rèn)知無線電電臺(tái)的攻擊。BAE 系統(tǒng)公司研發(fā)的輕量、手持戰(zhàn)術(shù)傳感器,可成功檢測和識別出超過10 種信號類型,并能夠集成到多種平臺(tái)和各種武器裝備中,如電子戰(zhàn)、信號情報(bào)、信號接收機(jī)和通信系統(tǒng)等。

認(rèn)知電子戰(zhàn)智能化程度或?qū)⒊絺鹘y(tǒng)無人作戰(zhàn)平臺(tái)

電子戰(zhàn)作戰(zhàn)殺傷對象更加集中于裝備資產(chǎn)目標(biāo)而非人力目標(biāo),這是其區(qū)別于傳統(tǒng)導(dǎo)彈等殺傷武器的關(guān)鍵特征。因此,在未來更加智能化的認(rèn)知電子戰(zhàn)技術(shù)研發(fā)和作戰(zhàn)使用當(dāng)中,研究人員和作戰(zhàn)人員或?qū)⒏俚厥艿饺祟悅惱矸矫娴南拗疲@得更大的研發(fā)自由和作戰(zhàn)自由,從而無禁區(qū)地實(shí)現(xiàn)認(rèn)知電子戰(zhàn)人工智能技術(shù)的發(fā)展,并在作戰(zhàn)環(huán)境當(dāng)中獲得更高的自主決策權(quán)限。

未來,智能化的認(rèn)知電子戰(zhàn)系統(tǒng)能夠根據(jù)目標(biāo)狀態(tài)的不同自主地調(diào)整最佳的對抗措施,需要依據(jù)戰(zhàn)局實(shí)際情況或者設(shè)定的戰(zhàn)術(shù)策略來操控系統(tǒng),更少地以來人機(jī)交互接口實(shí)現(xiàn)自主作戰(zhàn)決策。這種戰(zhàn)場應(yīng)用前景可能使得認(rèn)知電子戰(zhàn)技術(shù)成為自主化技術(shù)研究的獨(dú)特領(lǐng)域,最終異軍突起引領(lǐng)軍事裝備自主技術(shù)的發(fā)展。

電子精確打擊時(shí)代到來

在當(dāng)前復(fù)雜多變的戰(zhàn)場環(huán)境下,傳統(tǒng)電子戰(zhàn)系統(tǒng)對作戰(zhàn)對象的態(tài)勢感知不充分,深度、精度不到位,為了對目標(biāo)實(shí)施有效對抗,就必須依靠大功率壓制手段來實(shí)現(xiàn),這相當(dāng)于轟炸機(jī)機(jī)隊(duì)無差別轟炸時(shí)代。盡管這種對抗手段很有效,但同時(shí)帶來了很多方面的問題,比如干擾信號非常容易暴露,從而招致敵方的反輻射打擊的問題;需要更大的動(dòng)力支撐,導(dǎo)致尺寸過大,限制裝載平臺(tái)選項(xiàng)范圍的問題;無差別殺傷軍民用裝備,戰(zhàn)后裝備修復(fù)成本高,誤傷友軍及有價(jià)值資產(chǎn)風(fēng)險(xiǎn)大的問題。

而認(rèn)知電子戰(zhàn)系統(tǒng)能夠在復(fù)雜多變的電磁環(huán)境中,深入、精確地進(jìn)行自主態(tài)勢感知,并在此基礎(chǔ)上實(shí)現(xiàn)對目標(biāo)的精確干擾,而無須依靠大功率壓制手段,從而將大大提高干擾系統(tǒng)的隱蔽性和抗毀性,提高裝備范圍,最終實(shí)現(xiàn)頻譜、對象、空間和殺傷力等方面的可操控精確打擊,推動(dòng)電子戰(zhàn)進(jìn)入精確打擊時(shí)代。

主題閱讀:電子戰(zhàn)
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