俄乌冲突中电磁频谱应用分析_杨蔚.pdf

热点追踪航天电子对抗2023年第 3期俄乌冲突中电磁频谱应用分析杨蔚1，高祺2，王渊3，李欣童1，方维海1，杨佳敏1，陈迪1（1.中国航天科工集团 8511研究所，江苏 南京 210007；2.石家庄职业技术学院电气与电子工程系，河北 石家庄 050073；3.北京跟踪与通信技术研究所，北京 100094）摘要：近年来电磁频谱空间作为战场信息获取、传输的重要载体，对未来战场塑造态势、掌握信息优势起着越来越重要的作用。首先讲述电磁频谱应用对俄乌战局的影响；其次针对俄乌战争中热点事件，从战法、系统和技术三个维度分析电磁频谱应用的典型手段；最后结合发展趋势和现状，对电磁频谱应用未来发展进行展望分析。关键词：俄乌冲突；电磁频谱应用；电磁频谱；电子战中图分类号:TN971 文献标志码:AAnalysis of electromagnetic spectrum application in the RussianUkraine conflictYang Wei1,Gao Qi2,Wang Yuan3,Li Xintong1,Fang Weihai1,Yang Jiamin1,Chen Di1(1.No.8511 Research Institute of CASIC,Nanjing 210007,Jiangsu,China；2.Department of Electrical and Electronic Engineering，Shijiazhuang University of Applied Technology，Shijiazhuang 050073，Hebei，China;3.Beijing Institute of Tracking and Telecommunication Technology,Beijing 100094,China)Abstract：In recent years，as an important carrier of battlefield information acquisition and transmission，elec-tromagnetic spectrum space plays an increasingly important role in shaping the situation of the future battlefield and mastering information advantages.Firstly，describe the impact of the application of electromagnetic spectrum on the Russian-Ukraine war situation；secondly，in view of the hot events in the Russian Ukraine battlefield，the typical means of electromagnetic spectrum application are analyzed from three dimensions of tactics，systems and technologies；finally，combined with the development trend and current situation，the future development of elec-tromagnetic spectrum application is analyzed.Key words：Russia-Ukraine conflict；electromagnetic spectrum application；electromagnetic spectrum；elec-tronic warfare0 引言近几年信息技术高度发展，军事强国依托强大的空天地立体感知体系提供近乎实时、精准的战场信息，加上高度发展的军民用天基、地基移动通信网络，局部战场中确立信息优势至关重要。战场上看得见的是武器装备作战，看不见的是电磁空间的斗争，电磁频谱中含有大量战场信息。俄乌冲突正是在这种条件下爆发的局部战争。俄乌冲突中俄方电子战装备帮助俄军在开局成功完成了战略部署和战术目标打击；但随着北约/美国的介入，加强了电磁频谱作战力量，严重阻碍了俄军的军事推进进程，证实了电磁频谱应用决定着战争走向。本文主要从电磁频谱应用角度分析双方在对抗博弈中采取的手段方式，并从战法、系统和技术三个维度对典型事件进行分析，最终给出对电磁频谱应用未来发展建设需求建议。1 电磁频谱应用对俄乌战局影响分析电磁频谱空间已经成为独立的作战空间，2017 年1 收稿日期：20230216；20230411修回。作者简介：杨蔚(1985-)，男，高工，博士，主要研究方向为认知电子战。-1DOI:10.16328/j.htdz8511.2023.03.0012023，39（3）航天电子对抗月，美军发布首部 电子战战略，正式确立电磁频谱为独立的作战域，明确加速推进电磁频谱战能力的发展战略。各国越发的重视电磁频谱资源的争夺，是战前和交战时期双方争夺的重要目标，因为电磁频谱信息中包含着丰富的战场信息和战场态势与趋势，电磁频谱应用的根本目标是获取战场信息，以此来服务作战。1.1电磁频谱应用催生新型作战模式制约战争走向北约承诺不出兵乌克兰，美国也不直接参与对俄作战，将乌克兰视作为“代理人”，为乌方提供情报信息、武器装备、战术技术等支援。1）北约与美国凭借强大的空天地感知体系为乌方提供信息支援。美国天基红外预警系统、侦察/雷达/光学卫星、“星链”系统、战略/战术侦察机，以及北约地海基预警探测系统等构成强大的立体感知体系，为乌方提供一线情报资料。2）北约与美国提供远程指挥，为战争制造变数。北约/美国凭借强大的智能化、新型化指挥、预警侦察等能力，并适时派出志愿者参战，为其提供先进战术战法与作战理论，远程干预作战。1.2电磁频谱应用支撑新型作战能力影响战争进程信息化、智能化技术高度发展的今天，电磁频谱应用以信息为媒介，支撑智能化、体系化的新型作战能力生成，从而获取战争主动权。1）美国与北约装备信息化、智能化高度发展。美国和北约高度重视发展新技术并投入了大量资金用于科技发展，具备“精准、快速、远程、有效”地投放与打击力量，在复杂电磁频谱战场环境中占据优势。2）俄罗斯机械化装备空前发展，装备信息化、智能化程度明显滞后。俄军呈现出升级加强版“半信息化、半机械化”状况，其装甲集群等机械化装备在要地夺控、城市巷战等作战中，不具备明显优势。1.3电磁频谱应用促进军民深度融合开劈多维战场舆论战/口水战、心理战、经济战/金融战、政治/外交战、网络战多种战争并发，对多方政治/外交、金融等造成致命影响。1）多维战场并发，对政治/外交/金融等多方面造成影响。俄军未对民用通信及移动设施实施有效攻击，乌方及西方国家利用网络大肆开展舆论/网络攻击，对俄方经济、外交、信息安全及第一战场产生重大冲击。2）互联网社交媒体等传媒作为新型手段。此次俄乌冲突号称是“第一次在社交媒体上直播的现代战争”，是传统舆论战心理战的升级版。2 电磁频谱应用在俄乌对抗中的作用2.1电磁频谱空间的攻防斗争现代战争离不开电磁频谱，电子战胜则战争胜的观念正愈来愈深入人心。获取电磁频谱优势的一方将掌握战场局势，失去电磁频谱的掌控权即意味着失去战争的主动权和制胜的基础。主要体现在：1）电磁频谱空间博弈先行于其他一切作战行动，是实施博弈对抗、掌握作战先机的关键。电磁交锋是战前对峙的重要手段，俄乌战争爆发前，双方持续长达一年之久的对峙状态中，电磁空间的斗争持续不断。2021年 4月乌军阵地连续受到俄电子战部队强大电子攻击，陷入全面战略被动，乌克兰外长请求美国国务卿，希望获得电磁战装备以对抗俄罗斯。此前乌克兰国家特别通信和信息保护局于 3月 29日宣布“网络战争正在进行”。网络信息安全就是国家安全，乌政府称俄罗斯一直以通信系统和其他关键基础设施为主要攻击目标。2）电磁频谱信息应用能够提前掌控战场态势，让对方情况更加“透明”，是支撑军事行动的关键。战争爆发前夕俄军增派电子战营，部署大量电子战装备，冲突爆发当天，多架北约/美国侦察机等在战区上控制侦察。美欧利用强大的情报侦查感知体系，由天基红外预警系统、侦察/雷达/光学卫星、“星链”、战略/战术侦察机，以及北约地海基预警探测系统等构成感知体系，实现对俄乌战场的高度“透明”，提供一线情报资料。3）电磁频谱信息支援手段是破袭对手认知体系的重要途径，为全面进攻清理战场环境。俄军在第一波攻击中，发射了 160多枚精确制导导弹，攻击了乌克兰 11个军用机场，击毁了 13个指挥所和通信中心，对14 个 S-300 防空导弹系统和 36 个雷达站实施了反辐射摧毁，压制敌防空作战力量。但俄军空降兵电磁火力作战要素不完备，作战范围有限，缺乏空间防护和信息遮断能力，未能持续保持战场优势。俄先遣队低空防御、自主干扰及防护系统受限，缺乏对战场纵深地面态势感知和持续压制能力。4）电磁频谱攻击能够迷惑对手作战行动，构筑战场“迷雾”，是迟滞对手作战进程的重要手段。乌军对俄装甲集群以强大电子、电磁干扰，有效破坏俄军通讯、定位、导航等系统，使俄迷失作战目标，在电子战压制下，俄遭受“标枪”反坦克导弹等单兵便携式武器密集袭击，战损极大。-2热点追踪杨蔚，等：俄乌冲突中电磁频谱应用分析2023，39（3）2.2战术战法运用1）混合战争对抗双方利用综合手段进行打击，包括常规战、网络战、信息战、心理战及代理人战争等多种手段。乌克兰总统频繁更新自己包括 Twitter、Ins、Telegram在内的社交网络账号，几乎实时发送战争动员、战况、讲话、颁布政策、记录与各国斡旋的情况。2）空地一体战作战中，俄军利用优势空中力量支援下的大规模装甲集群突击，是自苏军时期就具有和保持的传统优势作战能力，也被北约视为最大威胁。俄军在开战伊始依靠导弹及战机等精确制导武器，配合大规模的电磁压制，地面部队快速跟进，同时空降兵、特种部队配合，实施机械化大纵深闪击作战。3）战场遮断战俄军采取了海上遮断和空中遮断。海上遮断主要是黑海、亚速海方向，防止外部力量自海上为乌克兰提供紧急援助；空中遮断主要是乌克兰东部地区周边，主要是保障俄罗斯陆上作战集群的安全。4）“接单打击”作战可看作一种非对称游击战争模式，在美国、北约强大的侦察/通信/定位/目标分析识别等体系支撑下，获取俄方目标信息，并将任务下发给附近乌军对其实施打击，任务完成后拍照上传确认战果，平台给予奖励，类似滴滴打车或美团外卖的新型战斗模式。2.3信息作战系统及技术分析2.3.1信息获取系统俄乌双方投入大量战场态势感知装备，依托天基感知系统、有人/无人侦察机等，采用无线电、雷达、光电侦察等综合技术手段及时获取战场态势，为后续作战决策与行动提供信息支撑。随着局势持续紧张，以美国为首的北约情报、监视和侦察（ISR）飞机，在波罗的海和黑海周围地区的频繁大范围活动，参与国越来越多，大约有八个国家的飞机参与了侦查行动，几乎昼夜不停地盘旋在乌克兰上空。美空军的 E-8C 联合监视目标攻击系统、P-8A反潜巡逻机、RC-135W“联合铆钉”电子侦察机和 RQ-4“全球鹰”高空无人侦察机。美陆军的 RC-12K 战术电子侦察机和驻罗马尼亚的阿特米斯“挑战者”战术电子侦察机，此外，德国海军的 P-3C 反潜巡逻机、北约的 2 架 E-3A“哨兵”预警机等均保持对乌克兰战场的持续监视和侦察，密切关注俄罗斯的部队动向，目的是不断建立态势情报，并希望能提前收到俄罗斯下一步行动的信息。信息获取是信息化条件下克敌制胜的前提，其中涉及到的技术有：1）军事智能技术据称乌方有一支专门针对俄高级将领的情报小组，美国一家公司向乌克兰提供了 AI人脸识别技术，对目标进行确认并实时精确打击。俄乌战争爆发以来，截止 8 月俄军已经有 13 名将级军官阵亡，分析其原因是在美强大的情报支撑下，结合先进的 AI系统技术，快速定位重点目标，并对其实施打击。2）无人机自主技术“无人机+智能化”趋势明显，双方围绕无人机方面的战斗也愈发激烈。利用无人机自主性强、作战灵活、侦察面积广、隐蔽飞行等特点获取大量战场情报信息，提升其战场态势感知信息；采用“无人机+AI 人脸识别技术”攻击对手的关键军事目标，乌方也是充分利用了各型无人机的特点，精准攻击对手的关键军事目标和将领。2.3.2信息传输系统俄乌双方大量使用天基/空基通信网、计算机网络、民用移动通信网络等一切可以利用的通信设施实施数据传输。美国、北约等国家地区为乌克兰提供有力的信息传输网络。特别是正在部署的“星链”低轨互联网卫星星座已经为乌克兰提供服务，大量终端服务于 2022 年 2 月 28 日运达乌克兰基辅。被困在马里乌波尔亚速钢铁厂的乌军通过“星链”能够与外界/指挥中心保持通信畅通。“星链”网络还为政府部门、关键基础设施甚至重要企业、个人提供了对外联络保障，乌方领导人公开演讲和采访都离不开“星链”的网络保障。信息传输、分发决策是保持指挥联系的重要渠道，其中涉及到的技术有：1）数字化指挥系统乌方通过数字化指挥系统对扁平化、小型化、去中心化的作战组织进行协调和指挥调度，形成一套数据驱动的作战流程，不依赖人为决策。接单打击：乌军联合作战指挥中心/美军情报中心在后方，直接控制指挥前线作战，如同“美团外卖”、“滴滴打车”、“接单”模式一样，作战信息平台会智能“派单”给合适的作战单位。2）大数据挖掘大批乌克兰网民在社交网站上发布了乌军相关视频、图片，透露了大量有关作战部署、装备型号、部署地点、战损情况等内容。乌民众通过手机上传情报-32023，39（3）航天电子对抗获取俄军动向，初步分析，乌民众手机情报信息上传的路径为：手机“星链”网络聊天机器人北约/乌军情报/指控部门“星链”网络乌作战部队。俄军很可能利用大数据挖掘从社交媒体中发掘有价值情报信息，作为常规情监侦手段重要补充。2.3.3信息对抗系统信息对抗是双方实施“战场迷雾”等核心手段。贯穿战争始终并早于战争。包含卫星对抗、通信对抗、雷达对抗、无人机对抗、网络对抗。截至 2022 年 6月 7 日，据俄罗斯国防部发言人介绍，俄军共摧毁 190架飞机、129 架直升机、1 139 架无人机、333 套防空导弹系统、3 443 辆坦克和装甲车、478 套多管火箭炮系统、1 807门野战火炮和迫击炮以及 3 464辆军车，取得的战果离不开电子战装备。但俄乌开战以来，俄军已损失了多型电子战系统。有直接被乌军摧毁的“里尔-3”电子战系统；有被缴获的 Thorn-MDM 电子情报站；有被俄军自己丢弃的 R-330BMV“鲍 里 索 格 列 布 斯 克-2”干 扰 站，R-934BMV自动干扰系统。信息对抗是双方实施“战场迷雾”等核心手段。其中涉及到的技术有：1）反无人对抗技术俄 方 投 入 了 大 量 的 反 无 人 机 装 备，包 括Sky-Wall100肩扛式反无人机装置，Stupor反无人机系统，Shipovnik-Aero车载反无人机干扰系统，高超平微波炮。乌方投入了布卡维尔-AD 反无人机系统，“诺塔”电子战系统等反无人机电子对抗装备，手持式系统EDM4S-UA电子对抗装备。除了传统防空武器，电子战装备正愈发成为反无人系统的重要手段。2）精准电磁攻击对乌克兰这种“化整为零”的战术，俄军经验不足，难以有效地对其进行定位。集中式的指挥控制才会辐射大量电子信号，因此俄军才能容易地使用电子战传感器对其进行探测。俄方未发挥其电子战能力，原因之一是担心干扰掉自身的战场通讯，作战单元协同作战能力不强；另一方面精准作战能力不强，无法获得手术式作战能力。3 电磁频谱应用未来发展分析信息技术和武器系统的高度融合，使战场透明度增强，战场空间电磁频谱密集而复杂，电磁信息系统的类型和数量庞杂，军民信息系统频谱混叠，敌我装备信号交织。未来可能面临的战略挑战和俄乌对抗环境多有相似之处，因此分析得出 5 项发展建设需求建议。1）强化顶层战略与作战理论研究从政治、经济、军事、外交、舆论等方面全方位统筹考虑，以代价最小为目标，研究形成顶层战略与应对策略，有效应对未来可能面临的各种问题。加速构建透明战场作战理论体系，强化战场透明化情况下作战策略、战术战法、作战应用等理论与技术研究，为未来可能面临的冲突、战争提供有效支撑。2）强化战场迷雾技术研究与能力体系建设针对军事强国陆、海、空、天感知体系与网络“遮断”与“压制”需求，在不采用火力打击、不引起冲突的情况下遮蔽敌方感知能力，阻断敌通信能力。一是采用网电复合“软杀伤”手段，强化网电综合感知、协同攻击、区域欺骗等关键技术群攻关；二是构建遮断体系，实现战场“去透明化”，强化信息遮断能力体系建设，统筹现有电磁作战、信息网络等装备，加强智能化、网络化等技术发展。3）强化精准作战能力建设透明战场条件下，对作战目标需实现外科手术式，甚至眼科手术式作战，降低作战损耗，避免对民用及无辜人员的附带损伤。强化复杂电磁环境条件下发现、跟踪、识别能力，为精准作战提供信息支援；强化目标网络化定位、实时引导、精确打击、效能评估于一体的作战能力，提升 OODA 环路自适应能力和智能化水平，极大缩短反应时间，提升打击精度。4）强化作战体系实战能力检验着眼于有效制衡强敌和慑控周边能力转型升级要求，建议以反航母作战、登岛作战、城市巷战等为典型场景，通过攻防推演、模拟训练、实战演练等综合手段，将作战理论体系、电磁遮断体系、空天基立体感知网络体系深度融合，加强透明战场条件下作战理论、作 战 装 备、作 战 技 术 等 构 建 的 作 战 体 系 能 力 检 验评估。5）强化新兴技术在电磁频谱作战中的应用发展人工智能、智能软件、大数据技术、量子技术等颠覆性智能技术，通过“以智赋能”、“以智育能”、“以智释能”方式成为新“杀手锏”，围绕“前突侦察干扰打击”任务，高效探测识别；断链击源，釜底抽薪；软硬结合、多层抗击等。（下转第 20页）-42023，39（3）航天电子对抗4 结束语本文首先介绍了以非均匀线阵和均匀圆阵为阵列天线的方位角解算方法，然后阐述了阵列基线的构成，详细分析了以平行基线解相位模糊的原理，并对不同阵列测向精度进行 Matlab仿真分析，绘制了测向精度分布图。仿真结果表明，非均匀线阵采用全基线组合和顶点基线组合测量精度相近，均高于短基线组合；均匀圆阵测量精度随着频率增大而逐渐降低，使用短基线组合测量精度低于长基线组合测量精度。本文的仿真方法，可为天线设计和工程应用时分析测向误差提供参考。参考文献：1徐立，颜雨.机载无源测向技术研究 J.科学技术创新，2022（19）：188-192.2 崔杨.无线电监测测向与定位技术研究 J.信息记录材料，2022，23（3）：169-171.3姜志成.干涉仪阵列测向误差分析及校准方法研究 J.电子世界，2021（20）：104-106.4吴启星，刘永旭，余银，等.基于阵元相位差模型的任意基线干涉仪定位误差分析算法J.电子信息对抗技术，2022，37（4）：65-69.5段国文，顾俊杰.干涉仪测向天线阵布阵与测向精度关系分析 J.电子信息对抗技术，2019，34（1）：56-60.6党浩淮，陈役涛，周国永.天线相位误差对干涉仪测向影响研究 J.航天电子对抗，2022，38（5）：41-45.7薛昭艺，刘宇，王章，等.一种基于最佳基线组的均匀圆阵测向算法 C 第十七届全国电波传播年会会议论文集，2022：376-379.8谢远举.非均匀阵列测向技术研究与实现 D.重庆：重庆大学，2017.9贾博伦.相关干涉仪测向天线系统研究 D.南京：南京航空航天大学，2018.图 11圆阵测量精度分布图（上接第 4页）4 结束语通过俄乌冲突能看出电磁频谱域的重要地位，必须有效控制和应用电磁频谱资源，以确保作战部队能最大程度地利用电磁域来支援部队的联合作战。虽然俄电子装备在近几次冲突中经受过实战考验，但依旧存在相关理论理念不足、电磁频谱应用管理不精和体系作战能力不强等问题。本文通过研究俄乌冲突中双方用频控频的方法和对抗博弈措施，验证了电磁频谱优势是制胜的关键因素。要从体系顶层设计层面和战术运用层面努力建设好具有自身特色的电磁频谱战装备体系，为未来制胜信息化高端战争打好基础。参考文献：1武坦然，易楷翔，皇甫冬琦，等.俄乌冲突中北约电磁频谱作战介入与俄军教训 J.航天电子对抗，2022，38（3）：1-4.2 许登荣，翁呈祥，杨慧君，等.从近几次局部冲突看俄军电子战能力的发展 J.航天电子对抗，2022，38（2）：59-64.3王全平，刘欣，衣春轮，等.国外新型低轨卫星星座发展及其 潜 在 军 事 应 用 研 究J.战 术 导 弹 技 术，2021（3）：67-74.4姜福涛，赵禄达.美军电磁频谱战发展及现状 J.航天电子对抗，2021，37（4）：60-64.-20