电子战装备技术发展展望

电子战装备技术发展展望随着电子技术的飞速发展，电子信息技术设备已广泛渗透到各种作战装备和作战行动当中，从侦察、监视到预警，从通信、指挥到控制，从情报处理到作战决策，都离不开电子信息技术设备。未来武器系统的先进程度将越来越取决于其电子信息系统的先进程度。未来战争中电磁频谱控制权的斗争将会更加激烈，对电磁优势的争夺将成为交战双方争夺的制高点。1、未来电子战装备技术的发展趋势1.1日趋一体化和通用化现代战争中，战场上的电磁环境日益复杂，以往那种彼此分立、功能单一的电子战装备已远远不能适应作战需要了。一体化和通用化已成为当前电子战装备发展的重点和未来电子战装备总的发展方向。所谓一体化，就是将功能相近、相互关联的数个设备组合成一个系统，从而简化系统，实现资源共享，提高电子战装备的信息综合能力和快速反应能力，同时对付多种威胁。如美军的F-4G野鼬鼠电子战飞机，将雷达告警系统、双模干扰吊舱、箔条和闪光弹投放系统、反辐射导弹发射系统与机上的雷达、导航、显示等电子系统组合成一个有机整体，对敌方雷达告警、识别和精确定位，然后酌情施放电子干扰软杀伤或发射反辐射导弹硬摧毁。所谓通用化，是指电子对抗系统的设备普遍采用标准化的模块结构，通过组建多种作战平台通用的弹性系统骨架，使不同的系统、设备之间尽可能拥用相同的电子模块，相互之间可以通用，根据不同的对抗对象快速组装成功能不尽相同的电子战装备。这样，避免了设备的重复研制，降低了成本造价；减少了设备、器件的种类，简化了系统的后勤保障和技术维护；并最终有效地提高电子对抗系统的反应速度和作战效能。例如，美国现装备使用的电子对抗设备的型号达200多种，这些装备的设计、生产和维护极为复杂。而目前美军F－15战斗机上所使用的AN／ALQ－135电子干扰系统以及新研制的AN／ALQ－165电子干扰系统，则都遵循了新的模块化设计原则。法国研制成功的TMV-433电子战装备，既可用于舰船、潜艇上，又可用于直升机、巡逻机和海岸上，并能够根据作战平台不同，调整系统组件。1.2自动化程度不断提高为了更有效地对付现代战争战场上复杂多变的电磁威胁，未来新一代的电子对抗设备，将广泛采用先进的计算机技术，大幅度提高整个系统的自动化程度，以具备更好的实时能力、自适应能力和全功率管理能力。所谓功率管理，就是通过一体化和自动化对电子干扰资源实施科学管理，以便使电子战装备能以最佳对策形式响应瞬时电磁威胁态势。功率管理技术的核心是计算机技术和控制技术。典型的功率管理系统由威胁信号接收机、计算机、干扰机、逻辑和控制接口设备等组成。通过采用功率管理技术，电子战装备可自动截获、分析、处理威胁信号，与计算机预先存储的威胁数据库比较，排列出优先顺序，决定哪些可以暂时不管，那些必须立即采取对抗措施；然后由计算机控制选用有效的干扰样式和相应的辐射功率，以最佳的干扰调制参数和准确的频率、准确的方向、准确的时间，对敌方最有威胁的辐射源实施干扰；不断监视受干扰的辐射源对干扰手段的反应，鉴定干扰效果，效果不佳时可自动改变干扰方式。采用功率管理后，电子战装备的效率大大提高，可以同时对付多个威胁目标，多者甚至可同时对付上百个目标。随着高新技术特别是计算机技术的发展，功率管理的内涵将不断扩大，并将把各种干扰软杀伤手段和硬杀伤手段结合为一个有机整体，针对不同的作战环境、不同的武器系统、不同的威胁辐射源，根据时间的急缓、指挥员的意想，采取最合理的预案、最有效的手段，对敌电子设备、武器系统实施分层次或一次性的压制和摧毁，使其彻底丧失战斗力。如法国目前正在建造的戴高乐号核动力航空母舰装备的代号为SEHIT-8电子作战系统，中央控制室配备8台电脑，24个控制台，通过6台舰载雷达和80对天线，接收和处理来自舰队的其它舰船、预警飞机、侦察机、侦察卫星的信息，同时跟踪、辨别1000个不同的可疑目标或可能产生的威胁，指挥舰载战斗机、直升机、导弹和干扰系统进行攻击和防卫，其计算和探察能力比正在服役的航空母舰装备的电子作战系统高100倍。美军近年来装备的AN／ALO－165、AN／ALQ一131、AN／ALQ－161等电子干扰系统以及正在研制的机载一体化电子战系统（INEWS），都广泛采用功率管理技术，具有多种干扰能力，可同时干扰多部雷达。新一代电子战设备将能够在微秒以至毫微秒的时间内，精确地测量威胁雷达的频率，精确地测定其方位，自动调整好发射机，准确地控制干扰波束的宽度和指向，对威胁雷达进行定向干扰或者进行其他相应样式的干扰；自动对威胁雷达实施脉冲重复频率跟踪，进行覆盖脉冲干扰或同时干扰多部雷达，及时鉴定干扰效果，实时修正干扰参数，确保达到最佳干扰效果。1.3工作频段不断拓宽毫米波技术和光电技术的发展，使现代电子战装备的工作频率不断向更宽的频段发展。第一次世界大战时，电子战仅体现在通信对抗，在电磁波频谱中处于无线电波频段；第二次世界大战时，电子战除了包括通信对抗外，还有雷达对抗、导航对抗等，也处于无线电波频段。通信对抗、雷达对抗、导航对抗等又统称为射频对抗。当前的电子战，除了包括上述的射频对抗外，还有红外对抗、激光对抗、水声对抗等。其中的红外对抗和激光对抗等又统称为光电对抗。在电磁波频谱中，红外对抗覆盖了红外频段；激光对抗则由于有红外激光、可见光激光、紫外激光和Ｘ射线激光之分，覆盖了更多的频段。从整体上看，未来电子战装备的工作范围必将扩展到整个电磁波频谱。各种红外、激光探测、制导、火控系统的广泛使用，极大地提高了武器系统的抗干扰能力和作战效能。这些光电设备，在武器装备中所占的比例很大。在空对空导弹中，红外制导的导弹约占总数的60％，在航空机载武器中，激光制导、电视制导导弹的数量还在增加。美国空军已将电磁对抗研究的重点，由射频领域转到光电领域，今后将会更加强调光电对抗研究，除继续完善和发展原有的投掷式红外干扰器材以外，还将发展各种机载红外干扰吊舱，以及机内安装的红外干扰机，如美国空军研制的AN／ALQ－144、AN／ALQ－147、AN／ALQ－157机载红外干扰系统等。在激光领域的对抗方面，美军已经研制出AN／AVR－2型激光告警接收机，同时还在研制其改进型AN／ALQ－191激光告警接收机。在激光干扰设备方面，正在研制激光干扰箔条、激光干扰气溶胶和激光有源干扰机等。其中，激光有源干扰机，是利用高能激光束，照射攻击武器的导引头，以及探测系统的光电敏感元件，使其饱和甚至燃毁。这种激光有源干扰机，将成为对抗红外、电视、激光制导导弹以及光电探测系统的有效装备。另外，仅就射频对抗而言，其工作频率范围也越来越宽，几乎覆盖了整个无线电波频段。80年代研制使用的电子侦察装备的工作频率为0.5～18吉赫范围；90年代研制使用的电子侦察装备工作频率范围将扩展到40吉赫；预计到21世纪初，电子侦察装备的工作频率范围可达到0.05～140吉赫。1.4处理能力和发射功率不断提高高技术战争对电子战装备性能不断提出新的要求。随着战场上电子设备密度的增加，战场上电磁信号的密度大大增加。以空中雷达信号为例，70年代空中雷达信号密度是4万脉冲／秒，80年代剧增至100万脉冲／秒，90年代则达到100-200万脉冲／秒，而未来战争还将更高。每秒100万脉冲意味着什么？它相当于一架空中飞行的飞机，要同时受到1000多部雷达的照射。面对这样的电磁环境，现代作战飞机上的电子战装备必须有很强的接收、分析、处理电磁信号能力，迅速地区分出哪些是己方雷达，哪些是敌方雷达，并要区分敌方雷达的威胁性质和等级，以采取相应的对抗措施，否则飞机将很快被击落，根本谈不上执行作战任务。另外，在现代战争中，从敌方系统辐射制导电磁信号到武器击中目标的反应时间很短，有的甚至只有几秒到几十秒，如空空导弹一般只有3-4秒；地空导弹稍长些，空中卫士5.7秒、响尾蛇6.5秒、斯伯达7秒、罗兰特8秒、长剑8秒、海标枪13秒、萨姆-630秒；反舰飞鱼导弹，从末制导雷达开机到击中目标是29秒；反坦克导弹的飞行时间一般为20-25秒；等等。因此，要求电子战装备的反应速度必须非常快，必须能迅速采取有效的对抗措施，以免遭敌方高技术兵器的攻击。另外，现代战争也要求电子战设备的功率不断提高。解决这个问题，一是要提高单管的发射功率，将目前的单管连续波功率几千瓦，提高到今后的10千瓦左右；二是采用多波束干扰技术，该技术对单管发射功率要求不高，并且能做到360度全方位覆盖，也有利于实现方向和波束的功率管理；三是采用固态功率源，这样可以减小干扰发射机的体积、重量和耗电量，为建造大功率的干扰发射机奠定基础。2、未来电子战装备技术的发展重点2.1隐身技术与反隐身技术隐身技术是电子战的产物，又称目标特征控制技术，是为防止武器和平台被探测设备发现所采取的综合措施。隐身技术综合了材料学、电子学、光学、声学、气动力学等多学科知识，通过采用吸波材料、隐身外形设计、冷却、消声等技术，以降低飞机、导弹、舰船、战车等武器系统被探测的概率。当前隐身技术的应用已有了突破性进展，F-117A隐身战斗机、B-2隐身轰炸机已投入使用，预计未来服役的新一代轰炸机、战斗机、预警机、巡航导弹、舰船、战车大多将具有隐身能力。隐身技术的发展和应用，给雷达的探测带来了新的威胁和挑战。目前国外发展的反隐身技术主要还是在雷达技术方面，如发展米波和毫米波雷达、双基地雷达、超视距雷达，激光雷达、谐波雷达、机载预警雷达、被动雷达和光电探测系统等，同时提高雷达的威力，采用先进的信号处理方法，改善信噪比。此外，还将大力发展能摧毁隐身飞行器的导弹和电磁微波武器。随着反隐身技术的提高，隐身技术也将不断发展，如采用高性能的新型吸波材料，采用探测-记忆雷达和低截获率雷达等。用于电子战的隐身与反隐身技术的发展将是未来具有战略意义的技术领域。2.2反辐射导弹反辐射导弹是当前及今后一段时间内电子战的主要硬杀伤手段。未来反辐射导弹的发展方向主要是：采用新微波技术和数字信号处理技术，扩大频率覆盖范围，提高导引头对信号的贮存、分析、识别和记忆能力，增强在复杂电磁信号环境中攻击目标的能力；提高反应速度、飞行速度，延长留空时间，研制可以自动搜索、跟踪目标的小型巡航式反辐射导弹，给敌方以持续的威胁。目前美国正在研究论证AN／APR－38雷达寻的，以及警戒系统后继型号AN／APR－47，可为反辐射硬摧毁实时提供更精确的目标方位。2.3电子战飞机电子战飞机具有高度的灵活性，可担负随队支援和远程支援干扰任务，因此在未来作战中的地位和作用将会更加突出。美国对EA-6B电子战飞机的改进计划代表了电子战飞机的发展趋势，美军正着手用这种飞机替换EF-111A电子战飞机，作为其电子战主战飞机。目前，EA-6B的雷达对抗能力与EF-111相当，并具备通信干扰能力和发射高速反辐射导弹的能力；EA-6B徘徊者电子战飞机能从航母起降，具有较大的作战灵活性。美军正在扩展其雷达干扰频段，改进通信干扰能力，并加装AN／USQ-113通信干扰机，增加波段1、波段2低端和波段9高端发射机；空军使用的EA-6B还将增加波段10发射机。EA-6B将具有实时精密瞄准能力，并首次具有实时威胁处理能力。干扰系统的接收机和处理器的改进使其能够更精确地对敌防空系统进行测距，并向其它飞机提供目标信息。另外，以往美军使用哈姆（HARM）高速反辐射导弹攻击敌方雷达后，敌军很快就会替换雷达。经过改进的EA-6B将可利用精密攻击武器，如联合直接攻击弹药或远距离导弹执行压制敌防空任务，这些武器不仅可摧毁雷达，而且可摧毁与之相连的指挥和控制设施，使敌人防空系统的重建工作更加困难。EA-6B在导弹攻击目标的同时，可根据该目标是否还在工作判断目标损坏的情况，并可将目标的坐标数据传给E-8飞机，利用该飞机摄取的目标区图像证实目标是否被破坏。在干扰方面，EA-6B还将具有选择反应式干扰能力，即飞机可将干扰聚焦在敌方系统上实施干扰。目前的EA-6B可在敌方系统工作的所有频段上实施大范围覆盖式干扰，但对某些频率上工作的敌方系统的干扰效率会降低。新的接收机可使EA-6B极准确地确定敌方雷达工作的频率，并发出相应的非常强大有效的信号