李艷斌
(中國電子科技集團公司第五十四研究所,河北 石家莊 050081)
電子戰(zhàn)從誕生之日起,就伴隨著電子技術(shù)的發(fā)展不斷成長,與戰(zhàn)場的電子系統(tǒng)形成了相互促進與發(fā)展的局面,電子戰(zhàn)系統(tǒng)也逐漸成為了重要的作戰(zhàn)武器系統(tǒng)。然而,隨著電子技術(shù)的快速發(fā)展,戰(zhàn)場電磁環(huán)境變得異常復(fù)雜;同時,針對電子戰(zhàn)系統(tǒng)的打擊也成為了戰(zhàn)場上的重要作戰(zhàn)內(nèi)容,這些都對電子戰(zhàn)系統(tǒng)的發(fā)展提出了嚴峻挑戰(zhàn)??偨Y(jié)面臨的主要難題,可以歸納為4個方面的挑戰(zhàn):通信技術(shù)的發(fā)展、戰(zhàn)場環(huán)境的變化、戰(zhàn)場生存條件的改變以及技術(shù)發(fā)展的瓶頸。
通信與通信電子戰(zhàn)是一對矛盾,為了對抗通信電子戰(zhàn)帶來的威脅以及適應(yīng)現(xiàn)代戰(zhàn)場對通信的要求,通信系統(tǒng)發(fā)展了很多新技術(shù)。這些新技術(shù)中,對通信電子戰(zhàn)帶來挑戰(zhàn)的主要通信技術(shù)有以下4類。
1.1 通信抗干擾技術(shù)
通信抗干擾技術(shù)的第一類是空域干擾抑制技術(shù),主要包括窄波束控制技術(shù)和陣列處理干擾抑制技術(shù),這一類技術(shù)將干擾信號在空域上進行抑制,極大地消耗干擾資源,減小干擾對通信系統(tǒng)的影響。
通信抗干擾技術(shù)的第二類是高增益擴頻技術(shù)主要包括密碼式高速跳頻、長序列擴碼擴頻等,針對電子戰(zhàn)系統(tǒng)已經(jīng)能夠?qū)Φ退偬l和短碼擴頻進行攻擊的情況,通信方發(fā)展了密碼式圖案控制的超高速跳頻技術(shù),發(fā)展了超長序列擴碼技術(shù),使得電子戰(zhàn)系統(tǒng)無法基于偵察進行高效干擾,充分發(fā)揮了擴頻的增益,可以消耗大量的干擾資源。
通信抗干擾技術(shù)的第三類是突發(fā)通信技術(shù),采用換頻與短突發(fā)結(jié)合的通信方式,一方面可以有效降低被截獲的危險,也可以有效避免干擾的威脅,但突發(fā)通信將極大降低通信的利用率,只在特殊的應(yīng)用場合中使用,不是通信系統(tǒng)發(fā)展的主要方式。
通信抗干擾技術(shù)的第四類是基于通信系統(tǒng)特點的特殊抗干擾技術(shù),如衛(wèi)星通信的處理轉(zhuǎn)發(fā)技術(shù)、靈活多變的轉(zhuǎn)發(fā)關(guān)系以及信號體制,通過處理轉(zhuǎn)發(fā)后將使對下行的偵察失去對上行的引導(dǎo)能力,可以避開干擾的威脅。
總結(jié)抗干擾技術(shù),其主要措施就是屏蔽信號偵察、破壞偵察引導(dǎo)、抑制干擾進入以及躲避干擾追蹤。
1.2 網(wǎng)絡(luò)化與網(wǎng)絡(luò)安全技術(shù)
通信系統(tǒng)的網(wǎng)絡(luò)化技術(shù),使得通信得以實現(xiàn)多路由傳輸,網(wǎng)格狀路由的重要特點就是抗摧毀,無論對于硬摧毀還是軟殺傷,網(wǎng)格化可以通過路由的迂回,較好地完成端到端的信息傳輸,對于電子戰(zhàn)實施方,只是對幾條鏈路實施干擾,已經(jīng)不能很好完成攻擊任務(wù)。
通信系統(tǒng)的安全認證技術(shù)用于鑒別是否合法的用戶,通過鑒權(quán),允許合法用戶接入而拒絕非法用戶接入。對于實施電子戰(zhàn)的一方,其是非法接入方,需要突破鑒權(quán)認證,而雙向鑒權(quán)的新技術(shù)對此設(shè)置了極大的障礙。
防護和隔離是防止網(wǎng)絡(luò)攻擊的重要措施,防火墻、攻擊檢測、病毒查殺甚至物理隔離等是其重要的手段。
總結(jié)網(wǎng)絡(luò)化和網(wǎng)絡(luò)安全技術(shù),其主要措施是抗毀以保證傳輸質(zhì)量、防止非法信道接入、阻斷進入網(wǎng)絡(luò)、防止網(wǎng)絡(luò)攻擊和隔離網(wǎng)絡(luò)阻止攻擊。
1.3 通信新技術(shù)
以認知通信為代表的新通信技術(shù)對電子戰(zhàn)帶來了新的挑戰(zhàn)。認知通信是為了充分利用寶貴的頻譜資源,采取對環(huán)境等要素認知的方法實施智能通信的一種通信方式,而這一點,恰巧也具有了對電子干擾認知和規(guī)避的能力,即具有了與電子戰(zhàn)系統(tǒng)一樣的電磁態(tài)勢感知和智能決策能力,形成了與電子戰(zhàn)相對應(yīng)的設(shè)備級對抗能力。
1.4 未來新體制
無纖光通信技術(shù)由于具有極窄的傳輸光徑和隱蔽性,抗干擾性極好,對電子戰(zhàn)提出了嚴峻的挑戰(zhàn)。
量子通信技術(shù)所具有的量子特性,使得其具有了非常好的安全性,電子偵察會破壞信息的傳輸,很容易被發(fā)現(xiàn)。
戰(zhàn)場環(huán)境是電子戰(zhàn)系統(tǒng)作戰(zhàn)必須面對的重要要素,隨著作戰(zhàn)的現(xiàn)代化,武器裝備從機械化發(fā)展到信息化階段,戰(zhàn)場從區(qū)域擴展到全球,使得戰(zhàn)場的環(huán)境發(fā)生了很大的變化,主要體現(xiàn)在:
(1)電磁環(huán)境復(fù)雜
造成電磁環(huán)境復(fù)雜的首要因素是武器裝備的信息化,在區(qū)域戰(zhàn)場上的電子系統(tǒng)眾多,電子信號頻段不斷擴展,各電子系統(tǒng)的信號樣式眾多,應(yīng)用的方式也非常復(fù)雜。
另外一個因素是地形或物理環(huán)境,復(fù)雜的地形可能造成電磁信號傳播的盲區(qū),給偵察和干擾帶來困難,復(fù)雜的物理環(huán)境可能造成多徑等,對測向定位及反輻射跟蹤造成嚴重的影響。
(2)戰(zhàn)場范圍擴大
隨著網(wǎng)絡(luò)向縱深延伸,電子戰(zhàn)所能觸及的目標(biāo)也在不斷延伸,電子戰(zhàn)不僅能夠?qū)﹄姶判盘査_到的范圍發(fā)生作用,也能夠通過電磁信號達到網(wǎng)絡(luò)所能達到的范圍而發(fā)生作用。
隨著新型戰(zhàn)爭形態(tài)的不斷出現(xiàn),戰(zhàn)爭已經(jīng)不僅僅局限于區(qū)域戰(zhàn)場,不僅僅局限于軍事目標(biāo),各種能夠為戰(zhàn)爭機器提供支持的國民經(jīng)濟目標(biāo)甚至民意都成為了戰(zhàn)爭能力目標(biāo),戰(zhàn)場已經(jīng)擴大到全球甚至太空,電子戰(zhàn)也必須適應(yīng)戰(zhàn)場的擴大。
(3)防范意識增強
隨著電子對抗的廣泛應(yīng)用,不僅各種信息系統(tǒng)加強了抗偵察干擾能力,作戰(zhàn)人員也加強了抗偵察和干擾的對策,電子誘騙手段可以消耗干擾方的資源;而在網(wǎng)絡(luò)防護方面,人員素質(zhì)的不斷提升,極大地降低了攻擊的危害,對攻擊的準(zhǔn)確性和隱蔽性等提出了嚴峻的挑戰(zhàn)。
隨著智能型武器彈藥的不斷發(fā)展,戰(zhàn)場上各種裝備的生存環(huán)境發(fā)生了根本性的改變,所謂巧妙的偽裝、安全的后方已經(jīng)難以奏效,尤其電子戰(zhàn)裝備戰(zhàn)場生存堪憂。
(1)物理形態(tài)暴露,易受攻擊
電子戰(zhàn)裝備尤其是干擾裝備,其物理形態(tài)較大難于隱形,易被敵方發(fā)現(xiàn),進而遭受各種火力打擊。
(2)電磁暴露,易受反輻射打擊
電子干擾需發(fā)射電磁信號,易受反輻射攻擊,易被敵方探知定位,遭受火力攻擊。
(3)無戰(zhàn)場后方
各種精確制導(dǎo)遠程打擊武器的運用,使得戰(zhàn)場已經(jīng)沒有安全的后方。網(wǎng)絡(luò)攻擊可以瞬間直達敵方的縱深,網(wǎng)絡(luò)戰(zhàn)武器系統(tǒng)成為敵方重要的跟蹤攻擊目標(biāo)。
電子戰(zhàn)的最基本支撐是電子技術(shù)基礎(chǔ),而我國作為電子技術(shù)基礎(chǔ)相對薄弱的國家,受限于此,技術(shù)基礎(chǔ)成為了電子戰(zhàn)裝備發(fā)展的瓶頸。
(1)缺乏電子尖端技術(shù)
在各種電子元器件、電子設(shè)備工藝技術(shù)方面,遠遠落在主要競爭對手的后面。
(2)缺乏信息系統(tǒng)的核心技術(shù)
在信息系統(tǒng)的規(guī)則、標(biāo)準(zhǔn)和核心技術(shù)等方面,主動權(quán)在主要競爭對手手中。
(3)敵方基于我方能力設(shè)計的不可攻擊系統(tǒng)
電子戰(zhàn)的對象是對手的電子系統(tǒng),對手基于我方與其技術(shù)能力上的差距,精心設(shè)計其電子系統(tǒng),使我方的現(xiàn)有技術(shù)能力不可能達到對抗所需。
總之,我國的基礎(chǔ)技術(shù)、系統(tǒng)技術(shù)和綜合能力等方面與主要競爭對手存在相當(dāng)?shù)牟罹?,技術(shù)瓶頸嚴重制約著裝備的發(fā)展。
面對各種挑戰(zhàn),需要從3個方面采取必要的措施:扎實做精專業(yè)技術(shù);勇于開拓技術(shù)創(chuàng)新;轉(zhuǎn)變思路解決問題。
專業(yè)技術(shù)方面,要從基礎(chǔ)理論與技術(shù)、系統(tǒng)技術(shù)、總體技術(shù)以及設(shè)備制造技術(shù)等方面精研深究。
技術(shù)創(chuàng)新方面,針對抗干擾技術(shù),以超大功率干擾、分布式干擾和向波束內(nèi)投送等方式對抗空域抑制;以相關(guān)碼型設(shè)計、頻點預(yù)測干擾等方式對抗頻譜擴展;以天地一體引導(dǎo)干擾方式對抗處理轉(zhuǎn)發(fā);以關(guān)鍵路由節(jié)點干擾、網(wǎng)絡(luò)路由攻擊、網(wǎng)絡(luò)服務(wù)攻擊和越權(quán)接入攻擊等方式對抗網(wǎng)絡(luò)化系統(tǒng);以感知欺騙、決策漏洞攻擊等方式對抗認知通信;以分布式智能感知、超分辨、個體識別和深層次感知等方式適應(yīng)復(fù)雜電磁環(huán)境;以區(qū)域精確電子攻擊方式共用頻譜資源;以網(wǎng)電空間攻擊方式對應(yīng)網(wǎng)電作戰(zhàn)環(huán)境;以云干擾、假目標(biāo)誘騙等方式對抗反輻射攻擊等。
重要的是,要轉(zhuǎn)變解決問題的思路,以新的思維解決所遇到的難題。
(1)從傳統(tǒng)的連續(xù)波干擾向脈沖干擾轉(zhuǎn)變
脈沖型可以實現(xiàn)更大的峰值功率,相較于功率較小的連續(xù)波干擾,脈沖通斷式是對抗現(xiàn)代數(shù)字通信的有效手段,但應(yīng)注意到,通信干擾脈沖需要寬脈沖和較大的占空比,這一點不同于脈沖雷達的要求。主要有:
大功率脈沖源:回旋行波管;
陣列合成脈沖源:固態(tài)、行波管;
連續(xù)波陣列源的空間脈沖產(chǎn)生:多頻疊加產(chǎn)生脈沖;
其核心技術(shù)是基于脈沖式的高效率靈巧攻擊技術(shù)、脈沖功放技術(shù)和功率合成技術(shù)等。
(2)從傳統(tǒng)的電磁干擾向電磁摧毀轉(zhuǎn)變
以高能電磁波或各種帶電粒子直接摧毀各種電子設(shè)備是戰(zhàn)場電子戰(zhàn)的一個發(fā)展方向,主要有:
電磁脈沖彈:近距離攻擊電子設(shè)備;
超強功率微波:遠距離攻擊電子設(shè)備;
靜電粉末彈:靜電附著摧毀電子設(shè)備;
其核心技術(shù)是小型化高功率電磁源、特殊粉末材料等。
(3)從電磁信號攻擊向信息攻擊轉(zhuǎn)變
從破壞其電磁信號使用轉(zhuǎn)變?yōu)槔闷潆姶判盘?,進行信息欺騙,直接基于作戰(zhàn)人員和裝備的弱點進行攻擊。主要有:
網(wǎng)絡(luò)攻擊:癱瘓整個網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng);
信息欺騙:影響其指揮決策和作戰(zhàn)控制;
武器裝備控制:影響其裝備使用和控制權(quán);
其核心技術(shù)是網(wǎng)電空間探測和攻擊技術(shù)。
(4)從能力集中式向能力分布式集群轉(zhuǎn)變
將能力集中式的復(fù)雜單站,轉(zhuǎn)變?yōu)楣?jié)點能力較弱、依靠集群作戰(zhàn)的分布式系統(tǒng),解決對抗效果和生存性等難題。主要有:
分布式偵察:地域內(nèi)全態(tài)勢感知;
分布式干擾:提升生存能力、提升對抗效果;
云對抗系統(tǒng):將偵察干擾設(shè)備分解成像云一樣的一團,每個設(shè)備都很小,能力很弱,但組成的群體會形成極強的區(qū)域電磁遮蔽效果;
其核心技術(shù)是MEMS技術(shù)、分布式智能體集群決策技術(shù)等。
(5)從單獨電子作戰(zhàn)裝備向與火力和平臺結(jié)合轉(zhuǎn)變
將傳統(tǒng)的電子對抗作戰(zhàn)轉(zhuǎn)變?yōu)榕c各種火力或平臺結(jié)合,給各種火力植入聰明的大腦,給電子對抗插上飛翔的翅膀。主要有:
各種火力系統(tǒng)導(dǎo)引頭:炮彈、火箭彈等;
各種武器平臺對抗設(shè)備:地面車輛、微型升空平臺;
其核心技術(shù)是MEMS技術(shù)和一體化設(shè)計技術(shù)等。
本文僅是本人對電子戰(zhàn)的一點粗淺認識,在此提出與同行探討,錯誤和不妥之處在所難免,敬請批評指正。