电磁体检,我专家称电磁频谱管理成影响战争胜负重要因素

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基于信息系统体系作战离不开复杂电磁环境,而电磁环境越复杂,电磁空间越拥挤,电磁频谱管理作用就越突出,因此,电磁频谱管理已成为影响现代战争胜负的重要因素

图片 2   张尔扬 国防科技大学电子科学与工程学院教授、博士生导师,军事无线通信技术专家,毕业于哈尔滨军事工程学院,曾主持参与十余项重大项目研究,多项成果获军队科技进步奖。葛林楠摄

  去年年底,国外军事论坛开始讨论一种称为055型的中国新型导弹驱逐舰,据国外军事论坛称,该驱逐舰的满载排水量达到了空前的12000吨,已经超过美军阿利伯克级和日韩的宙斯盾舰艇,仅次于正在建造中的DDG-1000,该舰一旦服役后将成为世界第二大导弹驱逐舰。

前不久,法国海军唯一一艘现役航空母舰“戴高乐”号完成历时14个月的中修工程,重新出坞下水。对比“延寿”前后的“戴高乐”号航母,可以明显发现其敷设了雷达吸波材料。其实这正是用来改善舰艇电磁兼容环境的妙招。

制胜于电磁频谱之战

图片 3 外军攻击机在复杂电磁环境下遂行联合作战任务

  据称,055型导弹驱逐舰是中国海军大型水面舰艇发展计划中最重要的装备项目,代表了中国舰艇制造技术和船舶工业能力的最高水平,是中国“十二五”海军发展规划的核心重点,该型舰艇标志着我国大型水面舰艇技术已经达到了美军2005年左右的技术水准,即综合作战性能达到了美军阿利伯克级Flight IIA的水平,具有划时代意义。

信息化战争中,指挥所、武器装备以及通信枢纽使用的电磁设备密度越来越大,不同设备间极有可能产生相互干扰,以至于开战之前就丧失了电磁领域的主导权。

——访国防科技大学博士生导师、军事无线通信技术专家张尔扬教授

  本报记者 王握文

  众所周知,早在上世纪70年代,中国海军就开始一种也成为055大型防空驱逐舰的研制。据中国舰艇工业史料集:驱逐舰史料集记载: 1968年2月,七院根据海军党委给聂荣臻并中央军委《关于建造远洋护航舰船的建议》的报告,向有关所下达了开展大型火炮导弹舰战术技术和方案论证的任务,确定设计代号就定为055。然而,中国贫弱的军事科技不足以研制这种新型舰艇,1981年之后,055由正式型号改为预研型号。

谢菲尔德级驱逐舰

记者:现在,国内外都将电磁频谱作为一种重要资源,在战场上它也是一种作战资源吗?

  记者:现在,国内外都将电磁频谱作为一种重要资源,在战场上它也是一种作战资源吗?

  如果055型驱逐舰能够涅槃重生,这不仅可告慰当年为这个型号奉献心血的前辈们,也是我国综合国力上升的体现,更是中国海军从近海防御的黄水海军转变为远海蓝水海军的标志之一。那么这个神秘的新一代驱逐舰究竟会是什么样子呢?它定位的使命任务和作战效能究竟如何呢?在这里笔者进行一个大胆的估计和猜测。

伴随着电磁技术的快速发展,扑朔迷离的战场态势因大量电磁设备的使用而愈发复杂。不注重武器装备的电磁兼容性,势必要在“无形战场”吃“哑巴亏”。英阿马岛战争期间,作为当时英国最先进驱逐舰的“谢菲尔德”号,在使用卫星天线通信时,因电磁干扰而暂时关闭了对空搜索雷达。就在此时,阿根廷发射的“飞鱼”反舰导弹悄然而至,利用“谢菲尔德”号驱逐舰雷达“闭眼”的瞬间一举将其击沉。

张尔扬:是的。电磁频谱是一种重要的作战资源,而且是一种有限的资源。说它是重要战略资源,主要是因为作战双方在进行电子对抗以及争夺可用频谱资源的情况下,可供使用的电磁频谱十分有限,且受到各种因素的制约和干扰。因此,有效管理控制好这种重要作战资源,对夺取制电磁权、打赢信息化战争至关重要。因此,认真研究战场电磁资源管理与控制,对完善信息化战场建设,确保部队作战行动顺利展开,实现作战任务和目标具有十分重要的意义。

  张尔扬:是的。电磁频谱是一种重要的作战资源,而且是一种有限的资源。说它是重要战略资源,主要是因为作战双方在进行电子对抗以及争夺可用频谱资源的情况下,可供使用的电磁频谱十分有限,且受到各种因素的制约和干扰。因此,有效管理控制好这种重要作战资源,对夺取制电磁权、打赢信息化战争至关重要。因此,认真研究战场电磁资源管理与控制,对完善信息化战场建设,确保部队作战行动顺利展开,实现作战任务和目标具有十分重要的意义。

  055型驱逐舰的作战使命,与以往中国海军驱逐舰在岛链内或有限突破岛链执行作战任务不同,应定位于为第二岛链以外的远海乃至全球战略服务,是捍卫我国海洋利益的利器。同时,也是为我国航母战斗群配套的主战驱逐舰。

事实上,早在越南战争期间,美军就已经发现舰艇上存在着严重的电磁干扰,导弹处于战备状态时都不得不关闭搜索雷达和通信发射机。美国海军甚至出现过因自身电磁干扰触发弹药爆炸的惨剧。自此,人们愈发注重防范电磁干扰这个看不见的“火药桶”。

电磁空间直接影响战场生存

  电磁空间直接影响战场生存

  排水量的大小与舰船的使命任务有很大的关联,055型驱逐舰具有较大的排水量、较高的续航力、较长的自持力和全球适航性。预计该型号驱逐舰的正常排水量在 12000吨左右,舰型为高平甲板、全燃动力、双轴、双调距桨的大型导弹驱逐舰,可搭载两架直升机。动力系统预计会采用国产QC280型燃气轮机的改进型,最大航速不低于30节。舰型会充分考虑隐身性设计和降低噪声特征、红外特征及电磁特征的设计,并具有良好的居住性和舰员生活保障条件。

电磁兼容是指电子设备或系统在电磁环境中,能按设计的性能维持正常工作,同时又不影响其他设备正常工作的能力。只有充分确保各个设备系统的电磁兼容,才能最大限度地实现不同设备收发电磁波的“物尽其用”,充分发挥武器装备的作战效能。早在1979年,美国国防部就要求开发新武器时必须考虑电磁兼容问题,无论是哪种先进装备,列装之前都要经历电磁环境的试验考核。1997年,美国国防部正式颁布了美军标准的电磁环境兼容要求。俄罗斯也于同期开始制定电磁设备兼容的国家标准。目前,美俄两国均建有用于电磁兼容研究的实验室,可开展从设备级、系统级到总体级的电磁兼容性研究和检测。在对小到电子元器件、大到武器装备的电磁兼容试验的同时,美俄还建立起电磁兼容数据库,对不同武器装备的电磁特性进行集合“备案”。

记者:在日益复杂的电磁环境下,您认为加强电磁频谱管理在现代战争中具有什么样的作用?

  记者:在日益复杂的电磁环境下,您认为加强电磁频谱管理在现代战争中具有什么样的作用?

  该舰具有强悍的单舰综合作战能力,具有远、中、近三层软硬武器先期预警防御网和攻击火力网。具有防空、反潜和反舰能力,也可执行对陆攻击和遂行火力支援的任务。

提升电磁兼容,首先要从设计源头防微杜渐。电子设备和武器装备在设计伊始就要把电磁兼容作为重要性能指标放在心上。为保障电磁兼容,必须通过模拟、测试、计算和样机试验来不断检验电磁兼容设计,对电磁干扰进行改进修整。目前,美国、俄罗斯、德国等国已经开发出多套电磁兼容分析预测软件,形成了完整的电磁兼容设计体系。以大型数据库和标准规范为支撑,运用数学建模、仿真计算和可视化技术,未来的电磁兼容设计不但可以实现对整个设计过程的控制管理,更能进一步提高武器装备的电磁兼容性和电磁作战效费比。

张尔扬:电磁环境越复杂,电磁空间就越拥挤。信息化战争中,由于作战双方使用的无线电设备种类、数量迅速增加,功率增大,加上作战区域内存在的民用电磁设备、自然界的辐射源所辐射大量的电磁能量,对无线电信息系统正常工作构成了巨大的威胁,不仅直接影响战场信息的获取、传输、交换与处理,而且会严重影响和制约战场感知、指挥控制、武器装备效能发挥及部队的战场生存。毫无疑问,在信息化战争中,电磁频谱管理已成为影响战争胜负的重要因素。

  张尔扬:电磁环境越复杂,电磁空间就越拥挤。信息化战争中,由于作战双方使用的无线电设备种类、数量迅速增加,功率增大,加上作战区域内存在的民用电磁设备、自然界的辐射源所辐射大量的电磁能量,对无线电信息系统正常工作构成了巨大的威胁,不仅直接影响战场信息的获取、传输、交换与处理,而且会严重影响和制约战场感知、指挥控制、武器装备效能发挥及部队的战场生存。毫无疑问,在信息化战争中,电磁频谱管理已成为影响战争胜负的重要因素。

  在立体化海上综合作战群中,承担指挥舰任务,能指挥数个海面战术作战编队和多艘潜艇以及多批次空中作战飞机。具有接收和反馈天基、空基和陆基目指信息能力,可与陆基和空基指挥所同步作战综合态势,实时决策。指挥本作战群空中、水面和水下作战单元的作战行动,可调用被辖舰艇和飞机的作战信息,并可对所辖任意舰船上的武器进行统一的直接火力控制。

提升电磁兼容,还要充分发挥各类技术手段优势。法国“戴高乐”号航母上的电子战干扰机敷设雷达吸波材料,就是借此减轻雷达回波对各类电磁设备产生的不必要干扰。为充分提升电磁兼容,还可从降低电磁设备本身对外界产生的干扰以及提高电磁设备抗干扰能力两方面做文章。对电磁设备的信号源和敏感部位采取电磁屏蔽、电磁设备内部合理布局走线、同一用途的电磁设备同步工作以防高功率脉冲干扰、加装抗电磁干扰装置等,都是提升电磁兼容能力的有效手段。

对提高整体战斗力至关重要

  对提高整体战斗力至关重要

  在航母战斗群中,055型驱逐舰承担编队防空、反舰、反潜和遂行对陆攻击作战任务。055型驱逐舰作战系统配置上具有较为先进的电子武器装备,根据055型驱逐舰的作战使命的定位,采用顶层设计,层层分解的方式,优化架构的合理性和集成度,指挥与控制一体化。实现标准信息、通用基准完全共享,设备小型化、通用化、集成化、标准化。在雷达、电子对抗及通信天线的高度集成化的条件下,舱面电子设备布局将会非常简练,而开放式通用接口显控机柜给后续升级工作带来便捷。在作战流程上,简化指挥层级,减少战位,减轻操作人员的工作强度。

提升电磁兼容,更要在战术上合理指挥“电磁交通”。电子设备和武器装备之所以在电磁频谱上“撞车”,就是因为缺乏“电磁交通”的指挥者。提升各类设备的电磁兼容,还可以在战场现地采取一些“战术手段”。提前对部队展开地域的电磁环境进行监测,就能为各种电磁设备合理分配工作频率范围、规定工作时间和辐射方向。在阵地布置上,也要充分考虑电磁设备和武器装备的相互干扰,尽量打造出“适宜工作”的电磁环境。同时,还要积极检查电磁兼容各项措施的执行情况,把电磁干扰带来的危害减到最小。

记者:面对复杂的电磁环境,怎样才能发挥武器装备的作战效能,提高整体作战能力?

  记者:面对复杂的电磁环境,怎样才能发挥武器装备的作战效能,提高整体作战能力?

  在052D型驱逐舰上首次露面的346A型相控阵雷达将会在055驱逐舰上被沿用,而有着巨大“八木”天线的517B型对空警戒雷达则会被性能更高的新型警戒雷达所取代。

张尔扬:从频谱管理的角度来看,首先要实现电磁兼容。在技术上,要按照相关电磁兼容标准,在设备的设计阶段采用电磁兼容预测技术,生产阶段采用各种电磁干扰抑制和保护措施,安装使用之后做好电磁兼容性试验与测量,保证一台乃至一个系统在一定的标准下能够不受干扰地工作;在组织上,要建立电磁兼容标准和实施电磁资源管理,在时域、空域、频域上对设备实施综合管理,达到作战系统的电磁兼容。

  张尔扬:从频谱管理的角度来看,首先要实现电磁兼容。在技术上,要按照相关电磁兼容标准,在设备的设计阶段采用电磁兼容预测技术,生产阶段采用各种电磁干扰抑制和保护措施,安装使用之后做好电磁兼容性试验与测量,保证一台乃至一个系统在一定的标准下能够不受干扰地工作;在组织上,要建立电磁兼容标准和实施电磁资源管理,在时域、空域、频域上对设备实施综合管理,达到作战系统的电磁兼容。

  在电子装备上,通用集成天线将会被采纳,将装备类似美军“Link-16”系统的联合作战数据信息分发传输系统,能提供抗干扰、高速率、大容量、保密的数字、语音、数据通信和定位功能,而综合型数据链和卫星通信、水中通信系统使得该舰具备了强大的通信信息能力。

通观外军发展建设,为实现战场环境电磁兼容,通常大体要做好以下几个方面工作:即建立相应的电磁兼容数据库,不只包含所有在役电子装备,还要有未来战区的电磁环境数据,包括当地地形条件、大气条件、军用及民用无线设备的种类与分布等;打造实时监视所有战区内的电子设备,包括建立各种实时参数等;研制通用的电磁兼容预测与分析软件,能够对战场电磁环境实时预测和分析,能够直观地进行实时显示,为战场指挥员提供决策依据;此外,是配合电子对抗系统,掌握敌方电磁动态,采取有效的对抗措施。

  通观外军发展建设,为实现战场环境电磁兼容,通常大体要做好以下几个方面工作:即建立相应的电磁兼容数据库,不只包含所有在役电子装备,还要有未来战区的电磁环境数据,包括当地地形条件、大气条件、军用及民用无线设备的种类与分布等;打造实时监视所有战区内的电子设备,包括建立各种实时参数等;研制通用的电磁兼容预测与分析软件,能够对战场电磁环境实时预测和分析,能够直观地进行实时显示,为战场指挥员提供决策依据;此外,是配合电子对抗系统,掌握敌方电磁动态,采取有效的对抗措施。

  055型驱逐舰的电子战手段更加先进,能够侦查监视舰船周边的电磁、光学和声波信号,对各种信号进行威胁等级判断,对出现的威胁信号进行分析测量和预先告警。并以多种手段如有源干扰和无源干扰等方式,对敌方舰载、机载雷达和导弹末制导设备实施压制干扰,从而削弱敌方作战能力,保护本舰及编队的安全。

记者:现代战争中,电磁频谱管理主要包括哪些内容呢?

  记者:现代战争中,电磁频谱管理主要包括哪些内容呢?

  该舰在电磁兼容设计上,通过对各种舰载武器、敏感区域和天线的充分优化设计,电磁兼容的问题得到较好的解决。而在火力兼容和火力分配上,不但具有良好的本舰火力分配和火力兼容性,还进行了编队火力兼容及分配的设计,使得本舰及编队的火力分配使用上更加合理有效。

张尔扬:战场频谱管理是指在战斗条件下的无线电频率管理。其管理内容主要包括:一是整体规划、分配和使用战场区域的频谱资源,以满足作战指挥、情报侦察、预警探测、通信联络、武器测控等系统对无线电频率的使用要求;二是保证各种电子设备或系统使用频率的相互兼容;三是对电磁频谱的使用进行监视,防止己方非法用频,同时监视敌方频谱使用情况等。

  张尔扬:战场频谱管理是指在战斗条件下的无线电频率管理。其管理内容主要包括:一是整体规划、分配和使用战场区域的频谱资源,以满足作战指挥、情报侦察、预警探测、通信联络、武器测控等系统对无线电频率的使用要求;二是保证各种电子设备或系统使用频率的相互兼容;三是对电磁频谱的使用进行监视,防止己方非法用频,同时监视敌方频谱使用情况等。

  按照中国海军的一贯做法,如果神秘的055型驱逐舰开工建造,那么这一型平台经过验证和完善后,会沿用这一平台继续发展后续衍生型号,这也符合平台通用化、设备模块化、保障一体化的发展思路。而中国真正的蓝水海军之梦,也将随着055型驱逐舰和航母作战群的出现而实现。

外军提出全谱优势发展目标

  外军提出全谱优势发展目标

记者:目前外军是如何进行战场电磁频谱管理的?有哪些做法与经验?

  记者:目前外军是如何进行战场电磁频谱管理的?有哪些做法与经验?

张尔扬:近年来,外军特别是各军事强国为夺取现代战争的信息权,竞相提出夺取全谱优势的作战目标。为此,积极构建完整的联合战役频谱管理体系,形成了成熟的管理机制,并设专门的频谱管理机构。美军历来十分重视军用频谱管理系统的开发,特别是战术频谱管理系统的装备和使用,他们利用这些频谱管理系统,随时可探测电离层变化和传输条件,以确定最佳可用频谱,确保通信畅通。在伊拉克战争中,美军正是凭借其完善的频谱管理机制和强大的频谱管理能力,每天处理数万个频率,确保了美英联军不同体制电子设备的相互兼容,使近2万部电台构成的无线电网络正常使用,为赢得战场优势发挥了重要作用。近来,美军着眼未来发展还制定了《2010年联合频谱构想》及《21世纪联合频谱使用与管理》等远景规划与发展目标。其他各军事强国近些年发展,则可以概况为各有千秋。

  张尔扬:近年来,外军特别是各军事强国为夺取现代战争的信息权,竞相提出夺取全谱优势的作战目标。为此,积极构建完整的联合战役频谱管理体系,形成了成熟的管理机制,并设专门的频谱管理机构。美军历来十分重视军用频谱管理系统的开发,特别是战术频谱管理系统的装备和使用,他们利用这些频谱管理系统,随时可探测电离层变化和传输条件,以确定最佳可用频谱,确保通信畅通。在伊拉克战争中,美军正是凭借其完善的频谱管理机制和强大的频谱管理能力,每天处理数万个频率,确保了美英联军不同体制电子设备的相互兼容,使近2万部电台构成的无线电网络正常使用,为赢得战场优势发挥了重要作用。近来,美军着眼未来发展还制定了《2010年联合频谱构想》及《21世纪联合频谱使用与管理》等远景规划与发展目标。其他各军事强国近些年发展,则可以概况为各有千秋。

张尔扬 国防科技大学电子科学与工程学院教授、博士生导师,军事无线通信技术专家,毕业于哈尔滨军事工程学院,曾主持参与十余项重大项目研究,多项成果获军队科技进步奖。(王握文)

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