电子战技术及应用 电子战:接轨时代制胜未来

小编 2024-10-22 电子应用 23 0

电子战:接轨时代制胜未来

来源:人民网-军事频道 原创稿

据《亚洲时报》报道,在第二次纳卡战争中,久姆里基地的“克拉苏哈”系统至少击落了9架土耳其的“贝拉克塔”无人机。若该电子战系统在战争初期投入战场,或许会扭转局势,这透露出电子战装备的强悍威力。

随着科技的飞速发展,信息技术进一步渗透战场,各国更加重视信息化战争的对抗。在现代化战争的背景下,建立以信息收集为基础,以信息压制为核心的电子对抗作战体制,成为各个军事大国面向实战、面向未来的战略追求。

谋求电子作战平台“双化”转型升级

21世纪,电子信息技术设备已广泛渗透到电子战装备和电子对抗的各个环节,无论是侦察,监视还是预警,无论是情报处理还是作战决策,都离不开电子信息技术设备。未来战争中电磁频谱控制权的斗争将会更加激烈,战场上的电磁环境也会更加复杂,以往那种相互独立,功能单一的电子战装备已远远不能适应作战需要,一体化和通用化成为当前电子战装备发展的重点。

一体化是指将功能相近,相互关联的数个设备组合成一个系统,从而简化系统,实现信息交互,提高电子战装备的信息综合能力和快速反应能力,以有效应对多种威胁,并持续跟进战场态势,把握战机。进一步将地基、空基、天基电子战系统整合构建为规模庞大、效能强劲、体系完备的综合性电子战系统,保证指挥系统的核心化,压缩通信、指挥、控制的运转周期,全方位感知战场。通用化则是指电子对抗系统的设备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、设备之间尽可能拥有相同的电子模块,相互之间可以通用,根据战斗需要快速组装成功能各异的电子战装备。这样就避免了设备的重复研制,降低了成本造价,同时减少了设备,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。

美国陆军作战能力发展司令部陆军研究实验室启动了数个对未来士兵能力至关重要的研究项目,其中“多域作战中的电子战基础研究”项目将电子战能力视为大规模作战和多域作战取得成功的必要条件,而该项目旨在进行基础研究和应用研究,以推动陆军使用电子战的方式发生革命性变化,从单一作战平台转变为攻防兼备的一体化多功能电子对抗系统,实现美陆军在争夺电磁频谱控制权中的战术优势。

依托人工智能发展认知电子战技术

随着现代战场电磁环境越来越复杂,电子战领域对自适应、自动化、智能化要求越来越高。传统的电子战技术在信息化战争中难以确保信息的即时性,在把握战机、预判敌情方面显得力有不逮。作为最具发展潜力的新兴电子战领域之一,认知电子战提供了解决问题的新思路。

认知电子战是一种在软件无线电技术基础上实现的智能化、网络化、多功能电子战理念,除了可以对抗传统电子信息系统以外,还可以对抗新兴的认知电子信息系统。从技术层面上看,其核心主要在于无线电技术、机器学习技术、行为建模技术等。近年来,人工智能蓬勃发展,认知电子战技术具备了得天独厚的研发条件。

通过吸纳转化认知科学的成果,认知电子战技术在传统的系统中增加了目标认知、智能决策、自主学习等功能,实现电子战智能化。其作战过程首先从原始传感器的大量数据中提取有关目标电磁信号的信息,随即实时地制定出电子战攻击的最优方案,完成打击后对本次攻击效能进行评估,再根据评估结果调整下一次的攻击策略。理论上讲,在强大的硬件支持下,认知电子战系统可通过重复的学习过程掌握对各种目标的最优战法。

认知电子战技术应用前景广阔,既有助于传统电子战系统的转型升级和适应性发展,还对探索信息化战争中的新式电子对抗策略有指导性作用。依托人工智能技术,认知电子战有望解决复杂电磁环境中精准把握战场态势的难题,同时,能够有效克制敌方投入的智能化武器系统。可以预见,随着现代化武器智能程度的不断提高,具备实时动态学习能力的认知电子战技术将成为电子对抗发展的必然趋势和最优选择。

推动电子对抗与赛博空间深度融合

赛博空间的概念最初提出时,该作战主要指计算机网络上的博弈。但随着无线电和光学技术的不断发展,网络空间与电磁空间趋于融合,电磁频谱成为赛博空间的重要组成。因此,赛博空间逐渐从完全虚拟形态转变为半虚拟、半物理形态。

在现代战争中,赛博空间是信息化战争的一个新领域,已被美军列为与陆、海、空、天同等重要并需保持绝对性优势的五大领域之一。作为独立于陆、海、空、天战场的第五维空间领域,赛博空间具有不稳定性、无界性、隐蔽性、动能性、物理真实性和信息流的高速性。电磁频谱与无线网络的交融,使电磁空间与网络空间的界限变得模糊。战场网络攻防必须借助电磁领域中的接收、处理和发射技术来实现交互,而电子对抗的延伸又必定落在网络攻防上。因此,电子对抗已成为支撑赛博空间作战的有力手段。

一般来讲,战场赛博空间是一个近乎封闭的网络体系,它不与因特网相连,无法对其实施直接的网络或电磁攻击。但战场作战网络的构造需要无线接入端口和链路,以及开放式传感器。通过电子战技术,攻击方能够以电磁波的形式从无线接入端口等节点,突破相对封闭的战场赛博空间,实现信息夺取、电子干扰、网络致痪。在俄乌冲突时,俄罗斯以赛博空间为主战场,凭借电子对抗手段,在电磁上切断乌方通信,瘫痪指挥系统;在网络上攻击敌方网站,制造恐慌,再配合部队的正面进攻,达到快速制胜的目的。

为实现电子对抗与赛博空间的深度融合,可将技术先进、效能强悍的电子战武器投入到赛博作战中,如电子干扰机、超宽带雷达等。同时,最前沿的反辐射打击、多维全域电子侦察、低旁瓣天线等电子对抗技术也能够支撑赛博空间的全面发展。通过电磁频谱侵入敌方战场赛博空间的作战方式,电子对抗装备与技术始终是其关键手段。(杨扬、马建光、张兆鑫)

认知电子战:开启智慧电磁对抗的“金钥匙”

来源:中国军网-解放军报

核心提示

据美国一家网站报道,美国国防部高级研究计划局正在致力于新一代基于人工智能的认知电子战系统的研究工作。这种认知电子战系统,可以在战场环境实时根据遭遇威胁和敌方电磁频谱信息有针对性地产生特定对抗信号,将对未来电子对抗作战模式产生重要影响。

认知电子战主要依托认知无线电和认知雷达技术发展而来,作为近年来新兴起的电子战概念,有望解决复杂电磁环境下精确态势感知难题,可对战场电磁环境快速作出响应,代表着未来电磁对抗领域发展的必然趋势。

洞悉电磁战场巧“认知”

自第二次世界大战以来,电子战在历次战争和局部冲突中发挥了巨大威力。传统的射频电子战系统可识别固定频谱威胁,利用预先编程的对抗技术对预定威胁开展有效对抗。近年来,随着电磁频谱技术的发展,以自适应多功能雷达为代表的一大批新型电子战装备相继出现,战场射频系统更加复杂灵活,对电子对抗技术提出了新的更高要求。软件化电子战系统的出现,初步解决了复杂电磁频谱的应对问题,但在实战应用中仍面临一些不足。随着认知无线电和认知雷达技术的发展,具备自主态势感知、决策和自适应电子防护的认知电子战技术,逐渐走上电磁对抗的舞台。

作为认知电子战的“顺风耳”,认知雷达避免了传统雷达发射与战场环境无关的重复波形,根据获取的战场信息实时改变发射波形。“灵活善变”的认知技术使认知雷达能有效把脉战场电磁环境,拥有与电磁环境最匹配的波形,有效提升了雷达的抗杂波和抗干扰能力,具有高度的环境适应性。

美国国防部高级研究计划局开展的“自适应雷达对抗”项目,旨在探索电子战系统对未知雷达信号开展实时干扰对抗,将认知电子战技术应用于战场实践。传统作战模式下,当战场电子对抗系统截获到诸如敌方的雷达信号等全新的无线电信号时,通常需要将数据记录传回后方基地,由专业电子战人员进行为期数月的电磁频谱分析。“自适应雷达对抗”项目将通过采用认知电子战系统,搜集无线电波形信号,并使用最新的人工智能和机器学习方法进行分析处理。该项目可实时判断敌方电子战的最新行动,并对下一步敌方行为展开预测,不仅可以有效分析应对瞬息万变的电磁信号,更可对敌方的电子战系统产生有效干扰。

实时感知探寻“最优解”

认知电子战使用人工智能技术针对环境开展学习,可以实时感知战场频谱环境,根据探测到的频谱有针对性地改变载波频率、调制技术和发射功率等参数信息,从而实现复杂多变的战场频谱对抗环境下,对通信和频谱资源的有效利用。

目前,各类武器装备上射频系统种类繁多,通信对抗、敌我识别、雷达对抗、导航对抗和目标探测等多种作战需求进一步增加了电子对抗设备的复杂性。传统电子对抗模式中,通过各类电子侦察装置接收波形数据,经过实验室分析后建立干扰配置文件,最终写入电子战系统用于战场对抗,其周期往往长达数月甚至数年。美军使用的电子战系统配备了专业电子战人员对未知波形进行分析识别,一定程度上可提高电子对抗的快速响应作战能力。随着信息技术的飞速发展,电磁系统的波形可以使用软件微调直接修改,变化迅速难以捉摸,传统电子战系统经常成为“睁眼瞎”,实现实时战场频谱态势感知成为当务之急。

战场态势瞬息万变,通过实时感知与动态数据库融合,可进一步提升电子战信息对抗的作战效能,找寻到战场电磁作战的“最优解”。美军已经在F-22和F-35战斗机内配置了敌方雷达信号和干扰配置文件的预置数据库,一旦战机遇到未遭遇过的电磁频谱信号,该系统可自动识别并对信号进行标记。美国空军主导的认知干扰机项目,将利用人工智能技术改进电磁侦察系统,实现从传感、学习到适应新环境,最终实现电磁频谱对抗过程所需时间从“数天数月”到“数分钟数秒”的转变。

目前,美国国防部正在加紧实施第三次“抵消战略”,重点开展人工智能领域的技术研究,并将对人工智能深度学习过程的理论基础开展深入研究。可以预见,随着人工智能技术的发展,未来战场的指挥员不需要实时监控全部战场态势,在人工智能作战系统的辅助下,只需要对关键节点做出判断即可。

未来战场智能作战“弄潮儿”

认知电子战技术应用前景广阔,不仅有助于提升电磁对抗技术实力,还将对信息战和网络空间战产生重要影响。认知电子战技术可实现自主电磁环境扫描定位,自主确定电子攻击的方式,并通过严格频谱管控提高电磁防护能力,代表了未来智能作战的发展方向。

认知电子战技术可有效解决传统电子战态势感知精度不足问题,避免因大功率压制手段而暴露干扰信号并招致反辐射打击问题,有效提高电子战系统的隐蔽性和抗摧毁性。美国陆军开发的“城市军刀”项目,旨在依托认知技术对高优先级电子战目标实现自主探测、识别、分类、定位和快速攻击,提升战场频谱管控能力。美国空军主导的“先进电子战组件”项目,通过先进光电元件进一步提升电磁对抗领域分布式技术和认知技术的发展。

作为人工智能技术的重要应用方向,认知电子战技术将有效适应未来战场复杂电磁态势,解决复杂电磁环境下精确态势感知问题,其具备的实时动态学习能力,可在应对新型复杂环境时快速作出响应。未来,集众多高新技术于一身的认知电子战,将向着具备学习、思考、推理和记忆等认知能力方向发展,成为未来战场智能作战的“弄潮儿”。

(制图:喻 萌)

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