電子戰裝備技術的發展

隨著電子技術的飛速發展,電子資訊技術設備已廣泛滲透到各種作戰裝備和作戰行動當中,從偵察、監視到預警,從通信、指揮到控制,從情報處理到作戰決策,都離不開電子資訊技術設備。未來武器系統的先進程度將越來越取決於其電子資訊系統的先進程度。未來戰爭中電磁頻譜控制權的鬥爭將會更加激烈,對電磁優勢的爭奪將成為交戰雙方爭奪的制高點。

未來電子戰裝備技術的發展趨勢:

(1)日趨一體化和通用化

現代戰爭中,戰場上的電磁環境日益複雜,以往那種彼此分立、功能單一的電子戰裝備已遠遠不能適應作戰需要了。一體化和通用化已成為當前電子戰裝備發展的重點和未來電子戰裝備總的發展方向。

所謂一體化,就是將功能相近、相互關聯的數個設備組合成一個系統,從而簡化系統,實現資源共享,提高電子戰裝備的資訊綜合能力和快速反應能力,同時對付多種威脅。如美軍的F—4G「野鼬鼠」電子戰飛機,將雷達告警系統、雙模干擾吊艙、箔條和閃光彈投放系統、反輻射飛彈發射系統與機上的雷達、導航、顯示等電子系統組合成一個有機整體,對敵方雷達告警、識別和精確定位,然後酌情施放電子干擾軟殺傷或發射反輻射飛彈硬摧毁。

所謂通用化,是指電子對抗系統的設備普遍採用標準化的模塊結構,通過組建多種作戰平台通用的彈性系統骨架,使不同的系統、設備之間儘可能擁用相同的電子模塊,相互之間可以通用,根據不同的對抗對象快速組裝成功能不盡相同的電子戰裝備。這樣,避免了設備的重複研製,降低了成本造價;減少了設備、器件的種類,簡化了系統的後勤保障和技術維護;並最終有效地提高電子對抗系統的反應速度和作戰效能。例如,美國現裝備使用的電子對抗設備的型號達200多種,這些裝備的設計、生產和維護極為複雜。而目前美軍F—15戰鬥機上所使用的AN/ALQ—135電子干擾系統以及新研製的AN/ALQ—165電子干擾系統,則都遵循了新的模塊化設計原則。法國研製成功的TMV—433電子戰裝備,既可用於艦船、潛艇上,又可用於直升機、巡邏機和海岸上,並能夠根據作戰平台不同,調整系統組件。

(2)自動化程度不斷提高

為了更有效地對付現代戰爭戰場上複雜多變的電磁威脅,未來新一代的電子對抗設備,將廣泛採用先進的計算機技術,大幅度提高整個系統的自動化程度,以具備更好的實時能力、自適應能力和全功率管理能力。

所謂功率管理,就是通過一體化和自動化對電子干擾資源實施科學管理,以便使電子戰裝備能以最佳對策形式響應瞬時電磁威脅態勢。功率管理技術的核心是計算機技術和控制技術。典型的功率管理系統由威脅信號接收機、計算機、干擾機、邏輯和控制接口設備等組成。通過採用功率管理技術,電子戰裝備可自動截獲、分析、處理威脅信號,與計算機預先存儲的威脅數據庫比較,排列出優先順序,決定哪些可以暫時不管,哪些必須立即採取對抗措施;然後由計算機控制選用有效的干擾樣式和相應的輻射功率,以最佳的干擾調製參數和準確的頻率、準確的方向、準確的時間,對敵方最有威脅的輻射源實施干擾;不斷監視受干擾的輻射源對干擾手段的反應,鑑定干擾效果,效果不佳時可自動改變干擾方式。採用功率管理後,電子戰裝備的效率大大提高,可以同時對付多個威脅目標,多者甚至可同時對付上百個目標。

隨著高新技術特別是計算機技術的發展,功率管理的內涵將不斷擴大,並將把各種干擾軟殺傷手段和硬殺傷手段結合為一個有機整體,針對不同的作戰環境、不同的武器系統、不同的威脅輻射源,根據時間的急緩、指揮員的意想,採取最合理的預案、最有效的手段,對敵電子設備、武器系統實施分層次或一次性的壓制和摧毁,使其澈底喪失戰鬥力。

如法國目前正在建造的「戴高樂」號核動力航空母艦裝備的代號為「SEHIT—8」電子作戰系統,中央控制室配備8臺電腦,24個控制臺,通過6臺艦載雷達和80對天線,接收和處理來自艦隊的其他艦船、預警飛機、偵察機、偵察衛星的資訊,同時跟蹤、辨別1000個不同的可疑目標或可能產生的威脅,指揮艦載戰鬥機、直升機、飛彈和干擾系統進行攻擊和防衛,其計算和探察能力比正在服役的航空母艦裝備的電子作戰系統高100倍。美軍近年來裝備的AN/ALQ-165、AN/ALQ-131、AN/ALQ-161等電子干擾 系統以及正在研製的機載一體化電子戰系統,都廣泛採用功率管理技術,具有多種干擾能力,可同時干擾多部雷達。

新一代電子戰設備將能夠在微秒以至毫微秒的時間內,精確地測量威脅雷達的頻率,精確地測定其方位,自動調整好發射機,準確地控制干擾波束的寬度和指向,對威脅雷達進行定向干擾或者進行其他相應樣式的干擾;自動對威脅雷達實施脈衝重複頻率跟蹤,進行覆蓋脈衝干擾或同時干擾多部雷達,及時鑑定干擾效果,實時修正干擾參數,確保達到最佳干擾效果。

(3)工作頻段不斷拓寬

毫米波技術和光電技術的發展,使現代電子戰裝備的工作頻率不斷向更寬的頻段發展。第一次世界大戰時,電子戰僅體現在通信對抗,在電磁波頻譜中處於無線電波頻段;第二次世界大戰時,電子戰除了包括通信對抗外,還有雷達對抗、導航對抗等,也處於無線電波頻段。通信對抗、雷達對抗、導航對抗等又統稱為射頻對抗。而當前的電子戰,除了包括上述的射頻對抗外,還有紅外對抗、雷射對抗、水聲對抗,等等。其中的紅外對抗和雷射對抗等又統稱為光電對抗。在電磁波頻譜中,紅外對抗覆蓋了紅外頻段;雷射對抗則由於有紅外雷射、可見光雷射、紫外雷射和X射線雷射之分,覆蓋了更多的頻段。從整體上看,未來電子戰裝備的工作範圍必將擴展到整個電磁波頻譜。

各種紅外、雷射探測、制導、火控系統的廣泛使用,極大地提高了武器系統的抗干擾能力和作戰效能。這些光電設備,在武器裝備中所占的比例很大。在空對空飛彈中,紅外製導的飛彈約占總數的60%,在航空機載武器中,雷射制導、電視制導飛彈的數量還在增加。美國空軍已將電磁對抗研究的重點,由射頻領域轉到光電領域,今後將會更加強調光電對抗研究,除繼續完善和發展原有的投擲式紅外干擾器材以外,還將發展各種機載紅外干擾吊艙以及機內安裝的紅外干擾機。如美國空軍研製的AN/ALQ—144、AN/ALQ—147、AN/ALQ—157機載紅外干擾系統等。在雷射領域的對抗方面,美軍已經研製出AN/AVR—2型雷射告警接收機,同時還在研製其改進型AN/ALQ—191雷射告警接收機。在雷射干擾設備方面,正在研製雷射干擾箔條、雷射干擾氣溶膠和雷射有源干擾機等。其中,雷射有源干擾機,是利用高能雷射束,照射攻擊武器的導引頭,以及探測系統的光電敏感元件,使其飽和甚至燃毁。這種雷射有源干擾機,將成為對抗紅外、電視、雷射制導飛彈以及光電探測系統的有效裝備。

另外,僅就射頻對抗而言,其工作頻率範圍也越來越寬,幾乎覆蓋了整個無線電波頻段。20世紀80年代研製使用的電子偵察裝備的工作頻率為0.5~18吉赫範圍;90年代研製使用的電子偵察裝備工作頻率範圍將擴展到40吉赫;預計下一階段,電子偵察裝備的工作頻率範圍可達到0.05~140吉赫。

(4)處理能力和發射功率不斷提高

高技術戰爭對電子戰裝備性能不斷提出新的要求。隨著戰場上電子設備密度的增加,戰場上電磁信號的密度大大增加。以空中雷達信號為例,20世紀70年代空中雷達信號密度是4萬脈衝/秒,80年代劇增至100萬脈衝/秒,90年代則達到100~200萬脈衝/秒,而未來戰爭還將更高。每秒100萬脈衝意味著什麼?它相當於一架空中飛行的飛機,要同時受到1000多部雷達的照射。面對這樣的電磁環境,現代作戰飛機上的電子戰裝備必須有很強的接收、分析、處理電磁信號能力,迅速地區分出哪些是己方雷達,哪些是敵方雷達,並要區分敵方雷達的威脅性質和等級,以採取相應的對抗措施,否則飛機將很快被擊落,根本談不上執行作戰任務。另外,在現代戰爭中,從敵方系統輻射制導電磁信號到武器擊中目標的反應時間很短,有的甚至只有幾秒到幾十秒,如空空飛彈一般只有3~4秒;地空飛彈稍長些,「空中衛士」5.7秒、「響尾蛇」6.5秒、「斯伯達」7秒、「羅蘭特」8秒、「長劍」8秒、「海標槍」13秒、「薩姆—6」30秒;反艦「飛魚」飛彈,從末制導雷達開機到擊中目標是29秒;反坦克飛彈的飛行時間一般為20~25秒,等等。因此,要求電子戰裝備的反應速度必須非常快,必須能迅速採取有效的對抗措施,以免遭敵方高技術兵器的攻擊。

另外,現代戰爭也要求電子戰設備的功率不斷提高。解決這個問題,一是要提高單管的發射功率,將目前的單管連續波功率幾千瓦,提高到今後的10千瓦左右;二是採用多波束干擾技術,該技術對單管發射功率要求不高,並且能做到360度全方位覆蓋,也有利於實現方向和波束的功率管理;三是採用固態功率源,這樣可以減小干擾發射機的體積、重量和耗電量,為建造大功率的干擾發射機奠定基礎。