复杂电磁环境下的作战分析

朝鲜半岛作战—空天战场电磁环境对抗分析摘要：信息化战争是“陆、海、空、天、电”五位一体的联合作战，电子战将贯穿战争全过程。面对骤然趋于紧张的朝鲜半岛局势，半岛周围各国都开始着手战事，战争的气息也越来越浓。文章以入朝作战为平台，分析了战场电磁环境中人为电磁辐射、自然电磁辐射对空天战场的影响，同时根据这些因素对空天通信系统形成的干扰提出了相应的抗干扰措施，特别是针对可能存在的第三方力量的介入，分析其掌控能力，并作出相应的应对措施。关键字：电磁环境；空天战场；对抗；影响当今世界，依托高技术有时和信息化武器装备进行电子对抗，已经成为交战双反达成作战目的的基本途径和惯用手段。由于军事领域电磁能源的应用日趋广泛，使得空天战场环境发生了重大改变，出现了继陆、海、空、天等传统战场后的新要素——电磁环境。电磁环境通常是指存在于给定场所点此现象的总和。战场电磁环境则是之一定的战场空间内对作战有影响的电磁活动和现象的总和，记载一定的战场空间内，由空域、时域、频域、能量上分布的数量繁多、演示复杂、密集重叠、动态交叠的电磁信号构成的电磁环境。和战场其他诸多环境相比，电磁环境是空天战场环境中更为重要的组成部分。因为现代战争已经进入信息化，对于空中作战队伍来说，战场电磁环境是战场通信、雷达、计算机、光电设备的信号环境，更是电子对抗的信号环境。由于电子信息化设备的普及和使用，现代战场上电磁辐射源及点此信号变得高度密集，辐射源多样，辐射信号种类繁多，导致了试下作战中复杂的电磁环境。出军事环境外，在民用广播、电视、通信及雷达形成的电磁环境和自然界中存在的电磁环境作用下，我军作战的空天战场均会受到严重干扰。处在这么一个人为与自然、敌方与我方、对抗于非对抗的各种电磁信号交织形成的电磁环境中，我空军地空通信、空空通信都必将受到各种各样的干扰，致使我军战力有所下降。由以上这些，电磁环境给我们的映像很朦胧、很抽象，为了能够生存于如此纷繁复杂的电磁环境中，认识复杂电磁环境具有十分重要的意义。1.复杂电磁环境的概述1.1复杂电磁环境的组成复杂电磁环境主要是指信息化战场上在交战双方激烈对抗条件下所产生的多类型、全频谱、高密度的电磁辐射信号，以及己方大量使用电子设备引起的相互影响和干扰，从而造成在时域上突发多变、空域上纵横交错、频域上拥挤重叠，严重映像武器装备效能、作战指挥和部队作战行动的无形空天战场环境。构成复杂电磁环境的主要因素由敌我双方的电子对抗，各种武器装备所释放的电磁波，民用电磁设备的辐射以及自然界产生的电磁现象和中立方电磁辐射源发出的电磁波构成了复杂电磁环境的主题。再加上高能微波武器等定向能武器和电磁脉冲弹及超带宽、强电磁辐射干扰机的出现，是战场的电磁环境越来越复杂。1.2复杂电磁环境的特点1.2.1广泛性在空天战场环境中，交战双方为消弱对方电子战能力、降低或破坏对方电子设备的使用效能，同时保障己方设备效能的正常发挥，将会采取各种措施，在空天战场展开争夺电磁频谱主导权的斗争，对象涉及无线电通信、雷达、制导、导航、对抗和电信、广播、电视等各种电子设备，范围编辑整个电磁频谱空间。1.2.2密集性在一定的空域、时域、频域上，军地大量电子设备同时集中使用，电磁波十分密集，工作频率非常集中，导致作战区域内的电磁环境十分复杂。据相关资料统计，在21000km的范围内，每个频段的发射源数目分别为：0—500MHz范围内485个，8—40GHz范围内40—50个，500—2000MHz范围内6个，一个航母战斗群至少装备由200部不同类型的雷达。1.2.3动态性在信息化战场上，交战双方为保持通信联络畅通和作战指挥的不间断，必将不断使用新体制雷达、电台和新的通信频率，致使战场电磁频谱环境随双方在电磁频谱领域斗争态势的不断变化而变化，时而持续连贯，时而集中突发。1.2.4对抗性在未来战争中，为准确掌握敌方的作战行动，交战双方将加强对电子设备的侦察监视，并对指挥、通信、雷达等系统实施软硬打击，侦察与反侦察、干扰与反干扰、压制与反压制、摧毁与反摧毁的斗争将十分激烈，电子信息系统将工作在激烈对抗的电磁环境中。1.2.5可控性虽然任何一个战场所处的电磁环境构成复杂，但在要统筹好电磁频谱的使用，实施科学、规范、严格管理，就可以避免相互之间的自扰，能够对复杂电磁环境实施有效控制。1.2.6相对性复杂电磁环境是一个相对概念，对于电磁频谱管控能力及电子设备抗干扰能力强的一方而言，这种复杂性也许并不存在，但对于管控能力不足、技术水平较弱的一方，可能稍有情况就变得十分复杂。1.3复杂电磁环境产生的因素战场上诸多电子设备,特别是无线电通信、侦察等设备,通过天线或其它辐射体把电能转换为电磁能,然后向外传递,通常把这种过程或现象称为电磁波辐射。产生电磁辐射的设备都可视为辐射电磁源。通常辐射电磁源被分为自然辐射电磁源和人为辐射电磁源,其电磁波辐射分别称为自然辐射和人为辐射。根据战场电磁环境的性质和形成机理,致使空天战场电磁环境复杂的主要原因可以归咎于人为电磁辐射、自然电磁辐射和辐射传输因素这三个因素。1.3.1人为电磁辐射人为电磁辐射是由人工操控条件下各种电子或其它电器设备向空间发射电磁能量的电磁辐射。它是战场电磁环境的主体,包括有意电磁辐射和无意电磁辐射。1.3.1.1有意电磁辐射为向空中特定区域发生的电磁辐射,通常通过天线向外辐射。有意电磁辐射源主要包括通信设备、雷达、光电设备、制导设备、导航设备、敌我识别系统、测控系统、电子干扰系统、无线电引信,以及广播电视设备等。有意电磁辐射源的部署位置、工作状态及战术运用规律等都会对战场环境和电磁态势产生影响,作战的指挥者必须掌握战场上敌我双方以及民用辐射电磁源的配置情况,这样不仅可以预测己方电磁信号情况,有针对性地调整己方电子设备的部署,制定合理的作战方案。还可通过查找敌方辐射源的密集区和信息交换的频繁区,判断敌方通信、指挥中枢等情况,进而确定作战尤其是电子对抗行动的主要方向。1.3.1.2自然电磁辐射自然电磁辐射是非人为因素产生的电磁波辐射。在自然电磁环境中,静电、雷电和地磁场等自然辐射是几种最主要的电磁辐射。静电是自然环境中最普遍的电磁辐射源。特别是干燥地区,物体所带的静电可能会达数千伏,静电的潜在危害无处不在。雷电是自然界中最为强烈的一种瞬间电磁辐射。雷电发生在从对流层以下大气层范围直至地表之下的整个空间范围内,雷电对电磁环境的影响是全方位的。自然界电磁辐射源的种类还非常多,除了上述静电、雷电之外,还有电子噪声、大地表面磁场与电场、宇宙辐射和太阳活动引起的电场等。1.3.1.3辐射传播因素辐射传播因素是电磁环境的重要构成要素,它对人为电磁辐射和自然电磁辐射都会发生作用,从而改变电磁环境的形态。它主要包括:电离层、地理环境、气象环境以及人为因素构成的各种传播媒介。2．复杂电磁环境中的对抗措施根据上面所描述的复杂电磁环境的成因，我们知道，自然界产生的电磁现象、民用电磁辐射和敌我双方非干扰电子设备本身产生的电磁能量对通信系统是一种无意干扰,而敌我双方使用的干扰设备释放的电磁波则有意干扰。所以通常在两军对垒的同时或是更早，电磁作战分队就已经展开了对抗行动。2.1复杂电磁环境的干扰措施讨论以人为有意干扰为主，有意干扰是指构成复杂电磁环境主体的各种干扰、对抗设备释放的电磁波对通信系统的干扰。有意干扰也是通信对抗的一种重要手段,其影响远远大于无意干扰。有意干扰的干扰方式主要有瞄准式干扰、阻塞式干扰、时分多路干扰和摧毁式干扰等。2.1.1瞄准式干扰复杂电磁环境中的一些有意干扰信号可针对通信系统某一通信频率的信号进行高强度的持续干扰,破坏和压制正常通信信号,使接收机无法从接收信号中恢复原始信号,干扰通信系统正常工作。2.1.2阻塞式干扰当复杂电磁环境中的干扰信号覆盖了某个预定的频率范围时,即对通信系统造成了阻塞式干扰。阻塞式干扰无需准确掌握被干扰通信的工作的频率,她将能量分散在一定频带范围内,同时干扰多个频率信号。2.1.3时分多路干扰时分多路干扰也是对多个通信频率进行干扰,但不是同时进行。它是指复杂电磁环境中的有意干扰信号可在不同的频率间转换,进而对各个通信频率进行短暂而有规律的干扰。虽然这种干扰方式的干扰时间短暂,但由于通信接收机内部电路受到干扰后,需要一定时间才能恢复正常,而在其恢复之前,很可能下一次干扰已经到来。2.1.4摧毁式干扰在复杂电磁环境中某些干扰设备的电磁辐射对通信系统的干扰是摧毁的。例如电磁脉冲武器和高能微波武器,当其电磁辐射能量密度达到一定值时,将使通信系统内的电子元器件失效,甚至使整个系统瘫痪。2.2复杂电磁环境的抗干扰复杂电磁环境严重威胁着通信系统的生存,因此,为了保证复杂电磁环境下的通信畅通,必须对通信系统采取有效的抗干扰措施。然而,从技术角度和有效战术角度采取抗干扰措施具有一定的指导意义。2.2.1从技术角度采取的抗干扰措施从技术角度可采取抗干扰措施主要有以下几方面。2.2.1.1直接序列扩频技术直接序列扩频是指用伪随机序列将有用信号的频谱进行扩展,使单位频带内的功率变小,在接收端利用相应手段将其压缩恢复,从而获取传输信息的通信。2.2.1.2跳频技术跳频技术是指用伪随机码控制发射信号的载波频率,使载波频率随伪随机码的变化而变化。2.2.1.3跳时技术跳时是用伪序列来启闭信号的发射时刻和持续时间,发射信号的有、无同伪码序列一样是伪随机的。2.2.1.4混合扩频技术通过将直接序列扩频与跳频技术、跳时技术综合使用,可使通信系统的中心频率在更宽的频率范围内进大提高在复杂电磁环境下的抗干扰能力。除此之外，还有纠错编码技术、猝发通信技术、自适应天线技术等。2.2.2从战术角度采取的抗干扰措施从战术角度采取的抗干扰措施主要有以下几点。2.2.2.1设法摧毁干扰源复杂电磁环境对系统的有意干扰主要通过各类干扰源辐射电磁能量造成的,尤其是有源干扰对系统的影响更大。由于有源干扰本身也是电磁波辐射源,很容易成为反辐射武器攻击的目标。应此,可以在重要的设施附近部署反辐射导弹或反辐射无人机,通过有效打击干扰源实现抗干扰。2.2.2.2合理配置资源在复杂电磁环境中,有意干扰所释放电磁辐射对系统的危害较大,严重时可导致整个系统瘫痪,但一般情况下它的作用距理有限。应此对于重要设施应合理配置资源,进行频谱管理,尽可能降低此类电磁干扰的打击效能。2.2.2.3通信反侦察技术措施抗干扰的一个主动方法是防止敌方侦测到我方信号,因此应该采取积极的通信反侦察技术措施。包括缩短信号的发射时间,减小信号被侦察到的概率,尽可能采用小天线或定向天线,利用低功率档工作,采用无线电佯动或欺骗。2.2.2.4进行电台组网单部通信设备(电台)的抗干扰能力十分有限,不能适应在复杂电磁环境中的需求。从战术上角度采取的措施大多都是跳频组网的应用,多部跳频电台组成跳频网可以大幅提高通信的抗干扰性,使得对跳频网的干扰的难度增大。从宏观上对网络进行指挥、控制,从而提高跳频网整体通信成功概率。3．对朝鲜半岛作战的分析3.1战争概述经过上述对空天战场下复杂电磁环境的基本特点以及作战中的对抗措施的分析与描述，放眼现实情景——在我国东北部的朝鲜半岛，自2010年11月底延坪岛炮击事件来，以及短短一个月内美韩频繁的军事演习，甚至是更早的“天安舰”事件致使朝韩双边关系日趋紧张，半岛危机日益明显，战火甚至即将在三八线上开始。对此，包括中国、俄罗斯、美国、日本在内的相关国家除外交上的斡旋外，相信都有了一定的军事部署，以应对战争的瞬间爆发。以此为平台展开我们对复杂电磁环境下空天战场的对抗分析。2010年12月15日，韩国总统李明博在出席“韩国光复65周年纪念仪式”上强调朝韩双方需要越过现在的分裂状态，朝着和平统一的目标前行，并规划出朝鲜半岛统一蓝图。12月30日，韩国国防部公布了韩国《2010年国防白皮书》，在其中对朝鲜关系的表述是：“朝鲜政权和朝鲜军队是我们的敌人”，这种高调公开谈论统一又正式地将朝鲜称为敌人的举动，无疑恶化了朝鲜半岛底紧张对峙状态，使得对抗、冲突升级，战争一触即发。3.2作战力量简述韩国陆军是韩国军事武力