陳 亮 宮尚玉 王月悅

（中國船舶集團有限公司第七二三研究所 揚州 225101）

1 引言

現(xiàn)代海戰(zhàn)中，新型反艦導(dǎo)彈攻擊距離進一步增大，綜合應(yīng)用隱身、降高、增速、機動、多模復(fù)合制導(dǎo)、跟蹤干擾源等多種手段提高突防能力，已發(fā)展成為射程遠、威力大、命中精度高、生存能力和突防能力強的水面艦艇殺手［1～2］。應(yīng)對此類先進導(dǎo)彈，最原始且最穩(wěn)妥的方式是發(fā)射攔截導(dǎo)彈予以摧毀。但是，采用攔截手段成本高昂，一般需要多枚攔截彈去攔截一枚來襲導(dǎo)彈。而且，導(dǎo)彈一旦采用新技術(shù)升級，反導(dǎo)系統(tǒng)攔截的成本會成倍增長。除攔截外，還可采用電磁手段干擾或欺騙導(dǎo)彈，達到艦艇防御目的。此種電磁手段經(jīng)過幾十年發(fā)展，已非常成熟，并在實戰(zhàn)中得到驗證。目前，歐洲各國海軍都已裝備了各種類型的艦載電子戰(zhàn)裝備。

2 歐洲各國艦載電子戰(zhàn)裝備發(fā)展現(xiàn)狀

歐洲各國電子戰(zhàn)工業(yè)基礎(chǔ)雄厚，具備獨立研制能力。英國航空航天（British Aerospace，BAE）公司、泰勒斯（Thales）公司、歐洲宇航防務(wù)集團（European Aeronautic Defense and SpaceCompany，EADS）和意大利電子公司（Elettronica Group）等防務(wù)公司是歐洲各國電子戰(zhàn)領(lǐng)域代表性企業(yè)，都各自研發(fā)了多種型號的電子戰(zhàn)裝備，主要代表有“海王星”（Nettuno）系列、“維吉利烏斯”（Virgilius）、“警戒”（Vigile）系列以及UAT系列，代表了歐洲海軍艦載電子戰(zhàn)裝備的最高水平，下文將對上述裝備進行詳細介紹和分析。

2.1 意大利“海王星”4100干擾機

“海王星”是意大利電子公司代表產(chǎn)品，最新型號為Nettuno 4100，能夠與艦船作戰(zhàn)系統(tǒng)、電子支援設(shè)備（Electronic Support Measures，ESM）和其他軟殺傷設(shè)備集成。Nettuno 4100艦載干擾機由于采用模塊化設(shè)計和固態(tài)發(fā)射機技術(shù)，只需調(diào)整設(shè)備數(shù)量和天線發(fā)射功率，便可適應(yīng)各型水面戰(zhàn)艦。該干擾機的干擾信號由數(shù)字射頻存儲器（DRFM）產(chǎn)生，頻率覆蓋范圍為 6GHz～20GHz［3］。DRFM具有存儲能力，可以復(fù)制雷達發(fā)射信號特征信息，有效地對現(xiàn)代雷達實施干擾［4］。另外，該干擾機能夠?qū)ν{目標的信號特征進行動態(tài)響應(yīng)，這種動態(tài)響應(yīng)由計算機程序控制，根據(jù)特定的已知威脅目標信號特征，提前將相應(yīng)的響應(yīng)程序化。出現(xiàn)緊急情況，也可以通過人工指令進行控制。

圖1 Nettuno 4100干擾機

Nettuno 4100采用固態(tài)發(fā)射機，反應(yīng)快，功率大。相控陣天線技術(shù)的運用能夠應(yīng)對不同方向上的多個威脅目標。Nettuno 4100還采用了交叉眼干擾技術(shù)，能夠使用兩部干擾天線在每個角扇區(qū)實現(xiàn)交叉眼干擾。兩部天線能夠以不同方式組合使用，干擾相同的目標，或者單獨使用，干擾不同的目標。同相多目標威脅干擾模式下，發(fā)射功率可比單部天線高6dB。

交叉眼干擾技術(shù)要求物理隔離的兩個干擾源協(xié)同發(fā)射幅度近乎相同而相位相差180°的兩路干擾信號，致使敵方雷達將接收到幅度失衡且相位相異的信號，引起波前畸變，導(dǎo)致跟蹤雷達瞄準點發(fā)生偏移，從而實現(xiàn)角度欺騙［5］。意大利電子公司從二十世紀八十年代末就已經(jīng)開始研究交叉眼技術(shù)并持續(xù)改進，取得不錯成果。

當前，基于Nettuno 4100和機載電子戰(zhàn)裝備的研發(fā)經(jīng)驗，意大利電子公司推出了最新一代基于氮化鎵（GaN）器件的電子戰(zhàn)裝備—Virgilius，頻率覆蓋范圍C～J（500MHz～20GHz）［6］。該裝備并非為海軍單獨開發(fā)，而是能夠適應(yīng)包括固定翼/旋翼飛機、水面戰(zhàn)艦/潛艇以及地面車輛在內(nèi)的多種平臺。采用基于有源相控陣收發(fā)單元（Transmit/Receive Unit，TRU）的相控陣發(fā)射機，具備超快速波束切換能力，有效輻射功率（Effective Radiation Power，ERP）高且方位覆蓋廣，能夠同時應(yīng)對多個威脅；采用可重編程數(shù)字處理單元，便與后期升級；采用基于人工智能技術(shù)的先進時序安排，實現(xiàn)最佳干擾資源分配；采用多位幅度—相位DRFM技術(shù)，能夠?qū)Πl(fā)射的干擾信號進行精確幅度和相位控制，實現(xiàn)交叉眼干擾增益最大化。另外，它把數(shù)字接收機和多位幅度—相位DRFM集成到同一響應(yīng)通道，通過雙極化接收和發(fā)射，可以有效對抗采用先進抗干擾措施的先進雷達。另外，該裝備的其他特征有超精確參數(shù)測量和輻射源身份識別、輻射源快速定位和高精度測向等。

圖2 Virgilius固態(tài)收發(fā)單元、多功能單元以及無源天線單元

2.2 法國“警戒”系列ESM設(shè)備

“警戒”系列ESM裝備是法國泰勒斯公司研發(fā)的模塊化可縮放產(chǎn)品，采用數(shù)字處理技術(shù)對被截獲信號進行參數(shù)分析和測量，有能力在頻率覆蓋范圍內(nèi)分析一切復(fù)雜的射頻信號。此外，該設(shè)備能夠在密集電磁環(huán)境下，通過與其他傳感器和指揮系統(tǒng)集成，實現(xiàn)數(shù)據(jù)交互，提供準確的電子戰(zhàn)態(tài)勢圖。當前，“警戒”系列ESM設(shè)備已大范圍服役，并且利用新的研發(fā)成果不斷進行改進和更新，形成多種型號。

2.2.1 “警戒”100～400

“警戒”采用雙極化陣列天線，測向精度高且能夠?qū)崿F(xiàn)360°方位覆蓋。先進處理技術(shù)與陣列天線的結(jié)合使得設(shè)備能夠識別并抑制信號反射效應(yīng)和多路徑效應(yīng)。另外，該設(shè)備能夠處理單脈沖、捷變、多模式以及脈沖多普勒輻射源信號?！熬洹币蜷_放式架構(gòu)和眾多接口使得其可以與作戰(zhàn)管理系統(tǒng)集成，并且通過增減配置適配不同平臺，通過標準信息數(shù)據(jù)模式進行數(shù)據(jù)傳輸，戰(zhàn)場態(tài)勢感知能力大幅提升。

“警戒”系列產(chǎn)品可以通過網(wǎng)絡(luò)賦予其不同能力，用戶可以自行配置。這些能力包括：擴頻（覆蓋頻率高至40GHz以及低波段）、低截獲概率輻射源探測能力、細粒分析能力、高精度測向以及無源定位。具體如下：“警戒”100（核心系統(tǒng)）、“警戒”200（“警戒”100增加低波段頻率擴展）、“警戒”300（“警戒”200增加低截獲概率輻射源探測能力和細粒分析能力）以及“警戒”400（“警戒”300增加高精度測向能力）。表1［7］給出這幾型設(shè)備的基本參數(shù)。

表1 “警戒”100～400基本性能參數(shù)

2.2.2 “警戒”APX

APX是“警戒”的一種改進型號，基于商用現(xiàn)貨，集成數(shù)字接收機和天線，寬帶靈敏度得以提升，全周期成本低。該型號的天線和接收機都有不同配置用于適配不同平臺，因此很難從艦船桅桿的天線布置推測裝備性能?！熬洹盇PX當前的數(shù)字信號處理技術(shù)是泰勒斯的技術(shù)，包括鈦寬帶接收機、碳數(shù)字接收機、密涅瓦（Minerval）解交錯技術(shù)和索隆迪爾（Thorondir）輻射源識別系統(tǒng)。“警戒”APX性能參數(shù)如表 2［7］所示。

表2 “警戒”APX性能參數(shù)

2.2.3 “警戒”DPX

“警戒”DPX出現(xiàn)于2012年在巴黎舉辦的歐洲海軍裝備展，主打外貿(mào)市場，基礎(chǔ)頻率覆蓋范圍為2GHz～18GHz，極大提升了接收和處理時域重疊信號的能力。DPX是一種軟件定義產(chǎn)品，便于后期升級。另外，有能力在存在干擾信號的情況下接收和處理威脅信號。該裝備采用的數(shù)字寬帶接收機直接對射頻范圍內(nèi)一切信號進行瞬時采樣，并在存在多種輻射源的情況下繼續(xù)正常工作，不出現(xiàn)性能損耗，仍能保持優(yōu)秀的處理能力。DPX通過精確解交錯和對特定輻射源或平臺的準確識別，測量截獲信號的頻率、相位和幅度，將這些數(shù)據(jù)寫進威脅數(shù)據(jù)庫，實現(xiàn)電子情報搜集?！熬洹盌PX性能參數(shù)如表 3［8］所示。

表3 “警戒”DPX性能參數(shù)

2020年6月，泰勒斯英國分公司開始生產(chǎn)一種新的緊湊型數(shù)字化天線組件，用于“警戒”DPX。［9］該天線相比于前代產(chǎn)品，尺寸、重量和功耗減少約50%，并且實現(xiàn)從天線到顯控臺的全數(shù)字化。

圖3 “警戒”DPX數(shù)字化天線

2.3 英國UAT Mod 2.0 ESM設(shè)備

UAT ESM設(shè)備從20世紀90年代開始服役于英國皇家海軍的航空母艦、驅(qū)逐艦和護衛(wèi)艦等主要水面艦艇。UAT Mod 2.0是針對UAT ESM設(shè)備的升級項目，始于2003年，旨在通過數(shù)字天線和寬帶數(shù)字接收機技術(shù)開發(fā)新一代全數(shù)字ESM設(shè)備，以滿足在近海復(fù)雜密集電磁環(huán)境中執(zhí)行任務(wù)的需求［10］。英國國防部將該計劃的“達芙妮”（Daphne）項目和“數(shù)字先進接收機技術(shù)”（Digital Advance Receiver Technology，DART）項目委托給泰勒斯英國公司電子作戰(zhàn)系統(tǒng)業(yè)務(wù)部。

2009年，泰勒斯英國分公司研制出6GHz～18GHz的數(shù)字化Daphne演示器，可直接在天線端對射頻信號進行采樣并進行模/數(shù)轉(zhuǎn)換。2011年，泰勒斯英國公司在DART項目技術(shù)的基礎(chǔ)上推出新型ESM設(shè)備UAT Mod 2.0，服役于英國海軍“勇敢”號驅(qū)逐艦。

與前代相比，UAT Mod 2.0改進了在密集射頻環(huán)境下的輻射源識別能力，并降低了全周期成本。另外，它通過對天線射頻信號的數(shù)字化，采用軟件算法實現(xiàn)大部分功能，所以系統(tǒng)便于不斷升級，以應(yīng)對威脅的發(fā)展。

2.4 德國FL1800S-II電子戰(zhàn)系統(tǒng)

FL1800電子戰(zhàn)系統(tǒng)，完全自動化、模塊化，綜合了威脅探測、分析和干擾功能，能同時處理工作頻率和到達方向不同的多個威脅。ESM部分采用了英國雷卡（Racal）公司的“薩迪”（SADIE）處理器，該處理器的功能是脈沖分離、信號關(guān)聯(lián)、解交錯和輻射源識別。ECM部分采用了多波束天線陣，可選擇不同的干擾方式對抗威脅，并用“間斷觀察”方式驗證干擾效果。

圖4 FL1800S-II

該型裝備的第二階段研制工作已經(jīng)完成，即FL1800S-II，并已換裝完畢。主要是對信號處理和數(shù)據(jù)處理進行了大量改進，包括：用一部信道化接收機（用9個子波段）替換晶體視頻接收機，頻率覆蓋范圍為 0.5GHz～18GHz［11］，且提高了頻率測量精度；采用兩部完全集成的超外差接收機用于脈沖分析和脈沖“指紋”提??；采用一部通過測量信號幅度估計距離的計算機，用于解算“拉姆”（RAM）導(dǎo)彈火控系統(tǒng)及目指信息。威脅數(shù)據(jù)庫的容量可通過重新編程模塊進行擴充。除此之外，F(xiàn)L1800S-II的ECM部分增加兩部行波管驅(qū)動的多波束陣列發(fā)射機，能產(chǎn)生噪聲與欺騙干擾，頻率覆蓋范圍為7.5GHz～17GHz［11］。采用了更快的跟蹤處理器，幾乎實現(xiàn)同步干擾。

3 裝備發(fā)展特點

英法德意四國是歐洲傳統(tǒng)強國，又同屬北約同盟國，武器裝備發(fā)展有相通之處，電子戰(zhàn)裝備亦是如此。結(jié)合上文所述，對英法德意四國艦載電子戰(zhàn)裝備發(fā)展特點作如下總結(jié)。

3.1 產(chǎn)品設(shè)計模塊化

上文所述電子戰(zhàn)裝備均不是為某一型艦艇設(shè)計，而是采用了模塊化可縮放設(shè)計，通過增減設(shè)備配置，適合裝備不同類型艦艇，其中意大利電子公司最新的Virgilius更是能適應(yīng)海陸空不同作戰(zhàn)平臺。這種設(shè)計方法降低了研發(fā)成本，提高了生產(chǎn)效率，提升裝備有效度。后期只需修改一些功能結(jié)構(gòu)模塊便能實現(xiàn)升級。提高維修效率和質(zhì)量，降低對維修人員的技能要求以及減少維修費用。結(jié)構(gòu)模塊相對穩(wěn)定且能實現(xiàn)階梯上升，提升裝備可靠性。

3.2 裝備高度集成化

上述所有電子戰(zhàn)裝備，無論是干擾機、ESM設(shè)備或是電子戰(zhàn)系統(tǒng)，均能實現(xiàn)與其他傳感器或系統(tǒng)集成，進行數(shù)據(jù)交互。現(xiàn)實中，“海王星”4100干擾機能夠與多種ESM裝備集成，例如泰勒斯ABRB-21和“警戒”；而“警戒”采取的開放式接架構(gòu)和眾多接口使得其可以與作戰(zhàn)系統(tǒng)及其他傳感器集成并進行數(shù)據(jù)交互，極大擴展了其探測能力。這種集成交互的能力，將電子戰(zhàn)裝備納入到了更大的防御系統(tǒng)，這種防御系統(tǒng)集各類傳感器、軟硬殺傷武器于一體，極大地提升了艦船防御能力。

3.3 技術(shù)方向多元化

從各國研發(fā)的裝備看，意大利主要關(guān)注干擾機的研發(fā)，并在交叉眼干擾技術(shù)方面獲得突破。交叉眼干擾技術(shù)是一種有效對抗單脈沖角跟蹤雷達的干擾樣式［12］，而在反艦導(dǎo)彈主動雷達導(dǎo)引頭角跟蹤中，通常采用兼具較高測角精度和較強抗干能力的單脈沖測角方式［13］。意大利電子公司從1988年就開始研究該技術(shù)，但囿于技術(shù)手段，干擾效能有限。最新研發(fā)的Virgilius得益于多位幅度—相位DRFM技術(shù)，能夠?qū)崿F(xiàn)精確控制干擾信號的幅度和相位，實現(xiàn)干擾增益最大化。法國則注重ESM設(shè)備的研發(fā)，主打產(chǎn)品“警戒”系列更新不斷，并在數(shù)字化和軟件定義的道路上大步向前。警戒”的數(shù)字化天線，實現(xiàn)了天線前端直接射頻采樣，降低設(shè)備尺寸、重量和功率。相較于傳統(tǒng)的外差結(jié)構(gòu)，結(jié)構(gòu)得到簡化，弱化設(shè)備自擾。各國在各自擅長的領(lǐng)域深度研發(fā)，并且都有不錯的成果。此外，還借助他國的優(yōu)勢互補不足。例如意大利的干擾機和法國的ESM設(shè)備，經(jīng)常成對出現(xiàn)。

4 結(jié)語

導(dǎo)彈、隱身戰(zhàn)機和無人機等威脅不斷更新發(fā)展，促使水面艦艇的艦載電子戰(zhàn)設(shè)備更新迭代。當前，隨著電磁頻譜戰(zhàn)等新型作戰(zhàn)概念出現(xiàn)，電子戰(zhàn)裝備的發(fā)展面臨新的挑戰(zhàn)。隨著人工智能、新型元器件等技術(shù)的成熟化發(fā)展，電子戰(zhàn)裝備的發(fā)展必將找到新的方向。未來將持續(xù)跟蹤歐洲各國水面艦載電子戰(zhàn)裝備發(fā)展動向，希望能對我國相關(guān)裝備發(fā)展在某些方面某種程度起到幫助作用。