蔣平虎，蘇萍貞

(中國電子科技集團公司第五十一研究所，上海 201802)

0 引言

機載電子戰(zhàn)設備在現(xiàn)代戰(zhàn)爭中發(fā)揮著越來越重要的作用，對自身平臺和作戰(zhàn)編隊的生存能力都至關重要，各軍事強國在電子戰(zhàn)裝備技術研發(fā)上投入了大量的精力，大力推進電子戰(zhàn)裝備和技術的發(fā)展。本文在分析新一代機載電子戰(zhàn)系統(tǒng)的發(fā)展基礎上，對機載電子戰(zhàn)技術發(fā)展方向作進一步的研究和探討。

1 新一代機載電子戰(zhàn)系統(tǒng)的“頂層設計”考慮

在未來信息化戰(zhàn)場條件下的區(qū)域性軍事沖突中，不論是擔負遠程奔襲對地、對海攻擊任務的攻擊機，還是擔負空中攔截任務的殲擊機，其對抗形式都將從“平臺為中心”過渡到“網(wǎng)絡為中心”。對戰(zhàn)機的性能追求由過去的“高空、高速、大機動”轉向為“先視，先射，先命中”。新一代戰(zhàn)機要突出三種能力：隱身性，電子攻擊能力和遠程精密打擊能力。而這些能力均與機載電子戰(zhàn)系統(tǒng)的性能有關。其中，雷達對抗系統(tǒng)起到特別重要的作用。

戰(zhàn)機電子戰(zhàn)系統(tǒng)的發(fā)展呈現(xiàn)如下趨勢：成熟商用產(chǎn)品(COTS)取代定制部件；普遍使用模塊化RF部件實現(xiàn)不同平臺不同配置的裝備通用化；寬帶數(shù)字化接收機以及相控陣干擾機的結合使用，使現(xiàn)代戰(zhàn)機容易地實現(xiàn)了全頻譜的“態(tài)勢感知”和包括自適應有源干擾和反輻射導彈在內的電子攻擊能力[1]。

1.1 新一代機載對抗系統(tǒng)傳感器應具備的性能[2-3]

新一代戰(zhàn)機，不管是攻擊機還是殲擊機，其綜合電子戰(zhàn)系統(tǒng)的配置都因其作戰(zhàn)使命不同而不同，但就具體的設備而言，應是普遍使用模塊化RF部件實現(xiàn)的通用化設備。這些構成不同配置系統(tǒng)的通用化電子戰(zhàn)設備，為實現(xiàn)戰(zhàn)機的隱身性、電子攻擊能力和遠程精密打擊能力，在平臺級數(shù)據(jù)總線的連接下應具有如下的功能：

1)能快速而精確地探測、識別和跟蹤很寬RF范圍內的各種威脅源，包括低截獲概率雷達信號，對高威脅度輻射源能給出告警信息、敵我屬性信息、航行信息、航姿信息、武控信息以及平臺電子設備工作狀態(tài)等信息。

2)對同一方位、同一型號的輻射源能根據(jù)其特征信號(signature)進行快速識別，并能對輻射源的微妙變化加以識別，自動更新威脅庫，自動調整對抗策略和方法。

3)新一代戰(zhàn)機都具備多目標攻擊能力，所以機載RF對抗系統(tǒng)本身也擔負著繁重的信息處理任務，包括：多目標探測、識別、定位、跟蹤。為適應“網(wǎng)絡中心戰(zhàn)”要求，需要考慮和組網(wǎng)范圍內的其它節(jié)點平臺之間的協(xié)同關系問題；也要考慮和機上其它傳感器、決策系統(tǒng)以及航空電子系統(tǒng)等的數(shù)據(jù)融合和交互性問題。

1.2 新一代戰(zhàn)機電子戰(zhàn)裝備與其它系統(tǒng)的協(xié)調性

機載電子戰(zhàn)系統(tǒng)要為武器平臺實現(xiàn)隱身性、電子攻擊能力和遠程精確打擊能力發(fā)揮作用，首先要應用數(shù)據(jù)總線或通信網(wǎng)絡將同一平臺的分立電子戰(zhàn)設備連接起來，進行統(tǒng)一控制與管理，并和同一平臺上的其它系統(tǒng)進行協(xié)調工作，發(fā)揮“平臺中心架構”的整體作戰(zhàn)效能。例如，美空軍為了提高新一代戰(zhàn)機對新型防空導彈的電子攻擊能力，除了裝備第五代雷達(AESA)外，還裝備一體化電子戰(zhàn)傳感器系統(tǒng)，實現(xiàn)了三個技術結合，即全數(shù)字化提示接收機和單片定位算法相結合；特定輻射源ID算法和AESA雷達相結合；ALR-67(V)3雷達告警接收機和ALQ-214干擾機相結合，使機載系統(tǒng)具備在大于其他機載武器作用距離上對隱身小目標實施瞬時定位和識別的功能。為有效對付先進的對空監(jiān)視雷達和諸如AIM-120C空-空導彈，新一代戰(zhàn)機應考慮電子戰(zhàn)裝備與其它系統(tǒng)的協(xié)調性。同時，機載“平臺中心架構”是“網(wǎng)絡中心架構”的前提，要整合好平臺級的電子戰(zhàn)系統(tǒng)，為下一步的多機網(wǎng)絡化做準備。

1.3 機載綜合RF隱身干擾技術

國外空軍已把“綜合RF隱身干擾”作為提升傳統(tǒng)非隱身空中飛行器的隱身手段之一，明顯提升了戰(zhàn)機的突防能力。其中，美空軍于2009年進行了技術評估的EB-52機載“遠程雷達誘騙機翼下吊艙”，具備對雷達站和導彈陣地實施“綜合RF隱身干擾”的功能，實現(xiàn)了對防空雷達進行欺騙從而達成自身的突防隱身目的。機載“綜合RF隱身干擾”的內容包括：1)將接收到的雷達信號進行快速分析和調制，再發(fā)射出“經(jīng)改變了的雷達回波”，使雷達得到錯誤的目標速度、距離和位置；2)產(chǎn)生假目標，使雷達接收到虛假航跡，實現(xiàn)突防飛機的RF隱身；3)部分或全部抵消回波，使雷達接收不到真實的目標回波。法國Rafile戰(zhàn)機的“一體化電子生存系統(tǒng)SPECTRA系統(tǒng)”，則采用基于軟件的“虛擬隱身技術”，其最關鍵的傳感器是Thales公司的RBE2“無源電掃多模雷達”，采用綜合RF隱身干擾技術后，實現(xiàn)了效率僅次于F-22的隱身功能。“機載綜合RF隱身干擾”技術是提升傳統(tǒng)非隱身飛機的部分隱身功能的可行辦法。

2 多機組網(wǎng)化的電子戰(zhàn)系統(tǒng)考慮

多機組網(wǎng)化電子戰(zhàn)系統(tǒng)是實現(xiàn)武器平臺隱身性、電子攻擊能力和遠程精確打擊的必要手段。組網(wǎng)化的機載電子戰(zhàn)裝備，能共享“座艙外”的目標信息，或產(chǎn)生基于TDOA技術的目標數(shù)據(jù)，隱身地接近作戰(zhàn)目標，為武器系統(tǒng)或其他傳感器提供“提示”(cue)。隨著“平臺中心架構”電子戰(zhàn)系統(tǒng)的成熟和“網(wǎng)絡”環(huán)境支撐條件的逐步完善，可以先在數(shù)架戰(zhàn)機的量級上實現(xiàn)平臺相互間的網(wǎng)絡化，構成局部網(wǎng)絡化的雷達對抗裝備。按先易后難原則，先構成多機“態(tài)勢感知”網(wǎng)絡，作為實現(xiàn)“先視，先射，先命中”中的首項。

2.1 實現(xiàn)平臺級的一體化[4]

“平臺中心架構”是實現(xiàn)“網(wǎng)絡中心架構”的前提。只有整合好了平臺級的一體化電子戰(zhàn)系統(tǒng)和實現(xiàn)了同一平臺的電子戰(zhàn)裝備與其它系統(tǒng)的協(xié)調性，才能為下一步的多機網(wǎng)絡化做準備。

目前，外軍同一平臺已實現(xiàn)武器系統(tǒng)、信息系統(tǒng)和指控系統(tǒng)的完全一體化，采用類似美國MIL-STD-155數(shù)據(jù)總線、標準接口、模塊化設備單元和成熟的數(shù)據(jù)融合技術實現(xiàn)了雷達與電子戰(zhàn)系統(tǒng)的組合和不同傳感器與攻擊單元的組合。這是一項很復雜的工程，例如美國空軍20世紀80年代中后期提出的綜合化通信、導航和識別航空電子系統(tǒng)(ICNIA)計劃、綜合電子戰(zhàn)系統(tǒng)(INEWS)計劃和“寶石柱(Pave Pillar)”計劃，均是實現(xiàn)上述目標的基石。

2.2 傳感器高速數(shù)據(jù)鏈是多機組網(wǎng)的物質基礎

傳感器高速數(shù)據(jù)鏈是實現(xiàn)多機組網(wǎng)的物質基礎。美國“目標瞄準網(wǎng)絡技術”(TTNT)系統(tǒng)是一種適用于多平臺ISR網(wǎng)絡的專用數(shù)據(jù)鏈，采用了由Collins公司研制的15套連接到“多功能信息風發(fā)分發(fā)系統(tǒng)(MDS-LVTs)的終端樣機后，TTNT系統(tǒng)具有：高的數(shù)據(jù)通過率(在2μs內和100海里距離上發(fā)射2Mbps，并滿足10Mbps的網(wǎng)絡功能要求)；與Link-16兼容；短的取數(shù)時間(5s進入)；高的Dopple性能；基于Internet協(xié)議的網(wǎng)絡功能，能將來自各種平臺的傳感器數(shù)據(jù)進行相關處理，所以能對快速移動目標和“時間敏感目標”快速定位。

2.3 數(shù)據(jù)融合技術

數(shù)據(jù)融合技術是實現(xiàn)“平臺中心架構”諑步過度到“網(wǎng)絡中心架構”的又一關鍵技術。目前，美國利頓公司有一種稱為多頻譜傳感器監(jiān)視系統(tǒng)(M4S)的數(shù)據(jù)融合技術，并將輻射源的“精密定位和識別(PLAID)”系統(tǒng)定為進行數(shù)據(jù)融合的主要選項。該系統(tǒng)將PLAID輸出數(shù)據(jù)和RWR輸出以及干擾機、雷達和紅外的輸出等進行融合。通過這種數(shù)據(jù)融合技術，目前飛機上現(xiàn)存的傳感器系統(tǒng)能夠轉換成具有“態(tài)勢感知”座艙告警系統(tǒng)能力的一體化系統(tǒng)。

Block 40的F/A-22為“全球打擊型”和“增強情報，監(jiān)視和偵察設備”型飛機，發(fā)展重點是使飛機能夠在完全網(wǎng)絡化的環(huán)境中作戰(zhàn)，具備實時傳遞數(shù)據(jù)的能力，改進的重點是第四代計算機處理機，安裝衛(wèi)星通信鏈路，使飛行人員能夠接收頭盔安裝的態(tài)勢感知顯示器信號，増強了態(tài)勢感知能力。

3 快速定位能力

外軍機載無源快速定位系統(tǒng)的作戰(zhàn)使命為：“態(tài)勢感知”、對其他傳感器的“提示”和直接用于武器瞄準。以F-22為例，對SAR雷達進行快速低分辨率“提示”采用“單機定位”數(shù)據(jù)，對SAR雷達進行高分辨率提示和用于武器制導時，采用“多機定位”數(shù)據(jù)，例如，美空軍主戰(zhàn)平臺都配備光電/和RF無源快速定位吊艙(HTS吊艙和Sniper 吊艙)。國外戰(zhàn)機無源快速定位系統(tǒng)已達到在100km的距離上，用數(shù)秒時間對輻射源目標以米的精度量級進行定位的水平。但這種基于TDOA/FDOA技術的快速定位系統(tǒng)都是在功能很強的專用數(shù)據(jù)鏈的網(wǎng)絡條件支持下才能實現(xiàn)。在高速率專用數(shù)據(jù)鏈技術尚不成熟的情況下，應首先重點發(fā)展單機無源快速定位系統(tǒng)，如采用“虛擬多普勒測角”等新技術。

3.1 提高單機無源快速定位能力

提高單機無源快速定位能力是實現(xiàn)多機組網(wǎng)化無源定位的基礎，在網(wǎng)絡條件較差的情況下應優(yōu)先發(fā)展單機無源定位技術。

1)基于“虛擬多普勒測角”技術的單機無源快速定位技術

常規(guī)的單機定位要對輻射源至少測量2次以上，至少要飛行1min才能完成所要求的測量。如果采用多機定位，就要解決復雜的數(shù)據(jù)傳輸、同步等問題。而基于“虛擬多普勒測角”技術的單機無源快速定位技術，在沒有復雜的數(shù)據(jù)傳輸和同步技術支持的情況下，也能實現(xiàn)快速定位，大大提高了戰(zhàn)機對地空導彈發(fā)射架的電子攻擊能力。

該技術的核心是通過先進的信號處理技術來仿真測向天線的快速移動，使照射到天線陣列上的信號發(fā)生虛擬的多普勒頻移。所產(chǎn)生的多普勒頻移正比于方位余弦(cosine)所測量的信號到達角AOA，經(jīng)換算后得出快速定位數(shù)據(jù)。

2) 短基線TDOA/FDOA單機定位技術[5]

以色列戰(zhàn)機裝備的短基線TDOA/FDOA單機定位系統(tǒng)是一種成熟的技術裝備?；驹硎抢梅植及惭b在翼尖、機頭、機尾處的天線單元所形成的多根短基線，測出到達基線兩頭的信號到達時間差和頻率差，采用定位算法估算出輻射源位置數(shù)據(jù)。

3) 采用長/短基線干涉儀相結合技術的相控陣型定位系統(tǒng)[6]

就單機無源快速定位技術來說，歐洲要比美國領先。例如北約用于防空壓制的平臺“旋風”ECR裝備的“快速輻射源定位系統(tǒng)(FELS)”和裝備于AGM-88的定位系統(tǒng)的目標數(shù)據(jù)都能用于精確瞄準。而該FELS系統(tǒng)之所以能在10～15s的時間內精確定出100海里以外的輻射源(C～J波段)位置，是由于在數(shù)字接收機的基礎上又采用了長/短基線干涉儀相結合技術的相控陣型天線系統(tǒng)，根據(jù)信號的相位來快速精確地測出輻射源的方位角。

德國在2005年巴黎航展上也展出了這種全新的單平臺快速無源定位系統(tǒng)(FELS)，該系統(tǒng)能在10～15s的時間內精確定出100海里以外的輻射源位置。

FELS的電子戰(zhàn)數(shù)據(jù)重疊顯示在液晶顯示器上的戰(zhàn)術態(tài)勢圖上，也可接入C4I系統(tǒng)。該FELS系統(tǒng)可以用于“旋風”ECR裝備的改型，也可用作任何“旋風”飛機改裝時的一種通用功能模塊。

3.2 實現(xiàn)多機協(xié)同快速定位[7-8]

1)美國 “R7配置”或“Sting”(Smart Targeting and Identification via Networked Geolocation)計劃

“哈姆瞄準系統(tǒng)(HTS)”計劃的幾項后續(xù)改進計劃包括R6、R7、R8等改進計劃。其中R7改進計劃的內容是將各種平臺上的HTS，通過Link-16連成網(wǎng)絡，更精確地對防空系統(tǒng)配屬輻射源和“時間敏感目標”快速精確定位，實施精確打擊。R7配置和以往HTS中的RWR有所不同，R7采用的是FDOA技術，而前者更多地采用TDOA技術。美空軍計劃，于2006年9月開始部署R7系統(tǒng)，最終改裝207套HTS。而R8改進計劃的內容是對雷達輻射源進行指紋分析，給出輻射源的特征信息，實現(xiàn)對防空系統(tǒng)的精密打擊，但由于經(jīng)費短缺，目前R8計劃尚未實施。

2) 北約的“協(xié)同定位概念”[9]

北約C3局(NC3A)在“練錘05”演練期間，首次提出“協(xié)同定位概念”。首先建立一個輻射源特性聯(lián)合數(shù)據(jù)庫，在分發(fā)和傳輸專業(yè)網(wǎng)絡的支持下，使單機定位系統(tǒng)具有多機聯(lián)合定位的功能，實現(xiàn)單機的快速定位。

3.3 武器控制對機載ESM的戰(zhàn)術要求[10-11]

機載ESM對武器控制的戰(zhàn)術要求包括引導精度要求和速度要求。

目前，國外用戶對機載無源探測和定位系統(tǒng)提出2個層次的戰(zhàn)術精度要求：1)按一定精度要求對潛在的威脅目標定位，并提示高精度成像系統(tǒng)對ES系統(tǒng)轉交的不確定性目標區(qū)進行詳查，綜合的偵察結果才是提供給武器系統(tǒng)的目標位置數(shù)據(jù)；2)直接為武器系統(tǒng)提供高精度的目標瞄準數(shù)據(jù)，或與雷達(如F-22上的雷達)相結合，實施“窄帶交叉式搜索和跟蹤”，直接引導JDAM、JSOW或“哈姆”對“時間敏感目標”實施快速和精確的瞄準和攻擊。

機載ESM對武器控制的速度要求越來越高。在倫敦召開的“2005年敏感目標快速攻擊”年會透露，在反恐戰(zhàn)斗中要求戰(zhàn)機對“時間敏感目標”的攻擊時間，從傳感器(不論傳感器和射手是否在同一平臺)到電子攻擊或武器攻擊的時間不超過12min[3]，超過了時間，目標就逃離了。如果傳感器和射手在同一平臺，則從傳感器到電子攻擊或武器攻擊的時間只要數(shù)秒鐘。目前美國、歐洲和以色列的機載無源定位系統(tǒng)基本上達到在數(shù)秒時間內，在50nm距離上的定位精度為數(shù)米量級。這已可以滿足對時間敏感目標的快速精密打擊要求。

4 戰(zhàn)機電子攻擊能力和末端防御系統(tǒng)

新一代戰(zhàn)斗機作戰(zhàn)能力要突出三種能力：隱身性，電子攻擊能力和遠程精密打擊能力。其中電子攻擊能力的形式呈多樣性，包括自適應干擾、隱身干擾、空射誘餌和反輻射攻擊等，而末端防御系統(tǒng)則是提高戰(zhàn)機生存能力的必備系統(tǒng)。

4.1 戰(zhàn)機的電子攻擊能力[12]

1) 有限的電子攻擊能力

作為新一代戰(zhàn)機，除了必備的自衛(wèi)干擾外，還應具備適度有限的電子攻擊能力，即不必具備象EA-6B那樣的“防區(qū)外干擾(SOJ)”能力，而一般只具備“防區(qū)內干擾(SIJ)”和自衛(wèi)干擾能力。美空軍提出的“通用核心干擾機(CCJ)”的作戰(zhàn)功能被嚴格限制在僅用于轟炸機和戰(zhàn)斗機對敵防空系統(tǒng)的突防使命，這對開發(fā)適合攻擊機使命的電子戰(zhàn)系統(tǒng)有一定的參考意義。

2) 電子攻擊能力的提升

美國防部批準的機載電子戰(zhàn)能力計劃之一是給新一代戰(zhàn)機裝備微型空射誘餌(MALD)。這是新一代戰(zhàn)機加強空中電子攻擊能力的一種重要手段?？丈湔T餌發(fā)射后能自主飛行，要完成2項作戰(zhàn)使命：一是實施假目標航跡和雷達截面欺騙，誘發(fā)對方防空雷達開機；在空射誘餌上裝有一個“信號擴張子系統(tǒng)(SAS)”，能模擬任何飛機的雷達截面(RCS)，這種“撥號式的特征信號擴張子系統(tǒng)”工作在VHF、UHF和微波頻段上，在發(fā)射前或在飛行過程中都能設定。根據(jù)美國空軍“聯(lián)合無人空戰(zhàn)系統(tǒng)(JUCAS)”計劃，到2010—2012年間MLAD將攜帶高能微波彈，用于攻擊以計算機為核心來集成功能的防空系統(tǒng)。

4.2 戰(zhàn)機的末端防御能力

1) 美國戰(zhàn)機末端防御能力[13]

美國戰(zhàn)機的末端防御一般采用機載自衛(wèi)干擾機和拖曳式誘餌系統(tǒng)。但F-22卻沒有裝備專門的干擾機。

F/A-22飛機沒有專門的ECM系統(tǒng)，其干擾主要是通過利用APG-77(V)雷達的AESA天線陣列部分T/R模塊形成的筆形干擾波束來完成的(有人稱APG-77為“托爾”干擾機)。例如，其第一組波束用于檢測和定位空中或地面目標，引導第二組波束對敵實施干擾；第三組波束則可與己方資源通信，將過去的雷達、電子戰(zhàn)和通信三種天線合而為一。APG-77(V)雷達在AN/ALR-94(V)的引導下，用很窄的可控波束對準雷達頻率，大大提高了干擾密度。近來，國外戰(zhàn)機還廣泛使用有源、無源或拖曳式誘餌來破壞導彈對目標的鎖定。

F-22的自適應干擾響應是通過雷達技術，而對抗和反對抗技術在追趕式發(fā)展的同時，還呈互相利用和一體化方向發(fā)展趨勢。例如，雷達可以利用敵方干擾信號反過來對干擾機進行角度跟蹤，采用機動測距法，測出干擾機的距離等。F-22上的雷達采用寬帶T/R組件，使雷達同時具有雷達功能、機載RWR和ECM功能。

2) 歐洲“臺風”戰(zhàn)斗機的“交叉眼”干擾機[14]

歐洲“臺風”戰(zhàn)斗機原主要裝備拖曳式雷達誘餌來對抗單脈沖雷達。但意大利的電子公司極力推薦“交叉眼”干擾機，認為，CW和PD雷達因距離分辨率低，所以才會被拖曳式雷達誘餌誘惑，而“交叉眼”干擾技術是對抗單脈沖雷達最有效的方法。在意大利演示的結果表明，利用現(xiàn)有的技術就能實現(xiàn)“交叉眼”干擾技術，并獲得所期待的性能。可以預言，在不久的將來會有更多的歐洲“臺風”戰(zhàn)斗機裝備“交叉眼”干擾機。

5 結束語

新一代戰(zhàn)機雷達對抗系統(tǒng)的“頂層設計”，應立足于對未來空戰(zhàn)可能面臨的敵方威脅的正確預測；權衡性采納國外先進戰(zhàn)機的電子戰(zhàn)系統(tǒng)配置；對國外尚未有定論的新概念技術，不能盲目追隨，但要跟蹤、研究和吸收?！?/p>

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