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第十四节 电子对抗技术
添加者:佚名点击数:添加时间:2013-09-07 10:07:30

    电子对抗离不开强有力的物质基础——电子对抗技术。未来信息化条件下的局部战争,电子对抗内涵和外延不断扩展,逐渐由传统意义的以控制有限电磁频谱和利用电磁能攻击对手的对抗,发展到在信息领域为获取战场信息使用权和控制权的全面对抗。

    一、电子对抗技术概述

    电子对抗技术,是直接应用于信息对抗的各种技术的总称。它是军用信息技术的一个分支。

    ()电子对抗技术的产生与发展

    电子对抗技术是伴随着电子技术在军事上的应用而诞生的。1906年,德国福雷斯特研制成了世界上第一只可以对无线电信号起放大作用的真空三极管。第一次世界大战中,出现了对无线电通信的侦察、测向和干扰。第二次世界大战期间,新发明的雷达应用于防空作战。由于雷达与作战行动和武器系统紧密相连,给对方造成直接的威胁,这就促使对雷达的侦察、干扰技术迅速兴起。

    第二次世界大战后,电子对抗技术进入了一个缓慢发展时期。直至1947年末,美国贝尔电话试验室的三名物理学家肖克莱、巴丁和布拉坦研制成功第一只点接触型锗晶体三极管后,电子技术才有了新的突破性进展,为电子对抗设备向着功耗低、体积小、重量轻的方向发展提供了有利条件。朝鲜战争中,面对中、朝军队的反攻,美军将第二次世界大战中使用过的老式干扰机安装在B29飞机上实施无线电干扰。

    20世纪50年代至70年代,导弹、航空和航天技术迅速发展,精确制导武器及与其相配套的各种雷达和通信设备的出现,形成对飞机、舰船和重要目标的新威胁,促进了电子对抗技术的发展。在此期间,发展了对炮瞄雷达和导弹制导雷达的各种欺骗(包括速度、距离、角度)式干扰技术;研制了专用的电子侦察船、电子侦察飞机、电子侦察卫星和电子干扰飞机;为提高现役作战飞机的电子对抗能力,研制了飞机外挂的电子对抗吊舱;发展了具有压制和欺骗两种干扰样式的双模干扰机;随着红外和激光技术在军事上的应用,产生了光电对抗技术,研制出红外告警器、激光告警器、红外干扰机和红外诱饵弹等光电对抗设备。

    随着与武器系统配套的跟踪雷达和制导雷达的威胁增大,突破了原来电子干扰的手段,发展了辐射源定位技术、被动跟踪辐射源技术与武器导引技术相结合的反辐射摧毁技术,研制出反辐射导弹。随着一些新技术的应用,电子对抗设备的工作频率范围已扩展到2兆赫至18兆赫,以及红外、可见光波段。与此同时,频率捷变、单脉冲、相控阵、脉冲多普勒和动目标显示等雷达技术和扩频通信、猝发通信等反干扰能力强的技术体制也得到迅速发展和应用。到20世纪70年代末,微电子技术、计算机技术和数字技术已在电子对抗装备中应用,提高了设备的信号处理能力和快速反应能力。除设备系统化之外,侦察设备采用了快速扫频、自动调谐、瞬时测频、全景接收显示和具有初步识别、威胁判断能力的新型脉冲分析装置等技术;干扰设备采用了自动频率和方位引导、自动确定威胁目标和干扰样式等技术。无源干扰技术和器材性能进一步提高,投放装置与侦察告警设备系统化,既具有程序控制能力,又可投放箔条、红外诱饵弹等多种干扰物。

    20世纪80年代以来,军事指挥、控制、通信和高技术武器装备的运用更加依赖于电子技术。随着微电子技术、计算机技术和数字技术的广泛应用,电子对抗逐步发展为信息对抗。电子对抗技术在适应密集复杂多变的电磁信号环境,拓宽频谱、增强信号分选识别能力,增多干扰样式、提高干扰功率,缩短系统反应时间,以及综合一体化、人工智能、自适应、对多目标和新体制电子设备的干扰能力等方面,发展到一个崭新的阶段。

    ()电子对抗技术的分类与组成

    电子对抗技术是由综合的、交叉的、多层面的多种学科技术所构成的技术体系。 

    当前,按工作机理不同,电子对抗技术主要包括两大部分:一般电子对抗技术和网络对抗技术。其中,一般电子对抗技术按作战内容及电子设备的类型,可分为通信对抗、雷达对抗、光电对抗和水声对抗等。网络对抗技术按作用性质区分,通常分为网络进攻技术和网络防护技术。

    此外,电子对抗技术还有其他分类方法。比如,从作战表现形式上,可分为侦察与反侦察、干扰与反干扰、隐身与反隐身、摧毁与反摧毁技术;从战场行动主体的层面,可分为陆军、海军、空军、第二炮兵等的电子对抗技术;从作战空间上,可分为地面、海上、空中和外层空间的电子对抗技术;从作战手段上,可分为信息支援、信息进攻和信息防护技术。

二、电子对抗技术现状及发展趋势

()通信对抗技术

    1.通信干扰

    通信干扰是为了使敌方的通信系统不能正常工作,需要根据具体情况采取欺骗、扰乱直至压制和破坏的手段。通信干扰技术主要包括:一是快速引导干扰频率技术。要实现跟踪式干扰就必须超过调频台的速度。因此,采用快速引导干扰频率的技术,使干扰机的测频和干扰发出时间缩小到最短。目前调频频率的速度越来越快,已达1000/秒以上。二是灵活干扰技术。对高速跳频的干扰,可采取破译对方的跳频码,提高己方测频、测向和定位的速度,使用宽带阻塞式干扰,使用投掷式干扰机等;对直接扩频系统的干扰,可采取大功率窄带干扰,智能化的窄带干扰,即实时地估计出干扰的频率,在解扩前将其干扰滤除;对自适应阵的干扰,可采取多方向干扰、相参多方向干扰、同向干扰以及时变干扰等方式。三是复合干扰技术。比如,对组网通信系统的干扰,首先要分析组网电台的工作规律,调频网的分选,网络管理模式,从中分析出弱点,然后,采取多平台、多点的方式,在统一的协调控制下进行截获、测向、释放干扰及判断,并及时修改干扰策略。

    2.通信抗干扰

    通信抗干扰技术,是解决如何应对敌方有意干扰的技术。目前,通信抗干扰技术主要包括:一是扩展频谱技术。主要分为跳频和直接扩频两种。跳频就是工作频率随机地在很宽的频带内跳变,其效果是造成敌方难于确定工作频率,迫使对方采用宽带阻塞式干扰,从而分散了干扰功率。跳频多用于短波和超短波系统中,一般慢跳在200跳/秒以下,新型跳频电台在VHF频段内可达到500跳,美国的联合战术信息分发系统(JTIDS)达到3.8万跳/秒。直接扩频是将待传输的电话、电报、图像或数据信息通过发信端设备,转换成信码。直接扩频是伪随机码难以破译,有较强的保密性。二是采用自适应天线阵干扰对消技术。自适应天线阵能使干扰信号进入不了接收机。三是采用猝发通信技术。以尽可能高的速率,在短时间内完成通信任务。四是采用新的通信波段。如采用毫米波通信。毫米波频段高,天线体积小,方向性可以做得很好,即主波瓣很窄而副波瓣(旁瓣)很低,抗干扰效果大大提高。五是使用保密通信技术。信息技术的发展,使得现代的密码越来越复杂,密码攻击很难取得成功。

    3.通信对抗技术的发展趋势

    通信对抗技术的发展趋势主要包括:一是研究对付扩频通信的技术手段。快速调频、直接序列扩频、跳频等扩频技术的发展和使用,使信号的截获十分困难,如果企图破译伪随机码,则是世界性难题,而目前,性能更高的扩频通信技术还在不断地研究之中。加强对抗扩频通信技术的有效办法,是通信对抗领域的一个重大难题。二是发展相参干扰、分布式干扰等技术。自适应阵处理技术有抑制强干扰和空间滤波的特点,使传统的单站大功率干扰方式受到极大威胁,只有发展相参干扰、分布式干扰等新的技术,才能有效地对付自适应阵处理技术所具有的特点。三是研究空天一体的通信干扰新技术。当前,不仅地面的通信系统功能强大,空间与空中通信系统与地面的一体化通信系统的建立,使通信对抗的领域更加扩展。目前,美国在不断地改进现有通信卫星系统的同时,还加快发展全球广播通信系统(GBS),该系统可将全球范围内各战区的信息汇总传输到空间,在统一处理后,进行全天不断的信息广播服务,广播信息进行了加密处理,可传输语音、数据、图像、图形等多种作战需要的信息。另外,美国等还提出了微小卫星星座计划,对于星座和空间组网的通信系统,如何进行有效的侦察和干扰,都需要进行认真和广泛的研究。

()雷达对抗技术

1.雷达干扰

    对雷达实施干扰的目的,是使雷达无法发现目标或使其得到虚假的目标数据。雷达干扰分为压制干扰和欺骗干扰。每类干扰又可分为有源和无源两类。压制干扰主要采取噪声的形式,杂波噪声进入雷达接收机后,破坏雷达发现目标的作用,适合于对付搜索雷达。欺骗干扰主要破坏雷达跟踪系统的正常工作,使雷达出现错误的目标数据。有源干扰需要干扰机发射电磁能量,进入雷达接收机而产生作用。无源干扰是利用一些器材对雷达信号发射或吸收而影响雷达信号接收。

    2.雷达电子防御

    雷达电子防御技术主要包括:一是雷达反侦察技术。雷达反侦察技术的实质就是采取技术措施,减少雷达被发现的可能性。采用雷达反侦察技术的雷达被称为低截获概率雷达,也称为寂静雷达。一般采取的主要技术措施有超低的天线旁瓣,低峰值功率的发射波形,以及波形参数随即变化等。雷达通过采用复杂的宽脉冲波形,在发射总功率不变的情况下,做到低的峰值发射功率,这样常规的侦察系统很难及时发现。采用频率捷变、脉冲重复周期抖动等技术,可随即改变波形参数,扰乱敌侦察系统的信号分离和雷达识别。另外,多基地雷达技术、雷达电磁发射控制、技术参数改变等措施都可以达到欺骗的目的。二是雷达抗干扰技术。雷达抗干扰技术在雷达的各个部分都有体现,没有单独的抗干扰设备,主要有频率捷变技术、旁瓣对消技术等。

    3.雷达对抗技术的发展趋势

    雷达对抗技术的发展趋势主要包括:一是更加智能化,以适应更加复杂和多变的电磁环境;二是强化电子进攻能力,加强实施摧毁和定向打击能力;三是扩展频谱范围,并将无线电、微波和光学等多种频谱的利用综合为一体;四是增强与其他电子设备的综合一体化,提高武器装备的战斗力,降低费效比。

    ()光电对抗技术

光电对抗,是指敌对双方从紫外、可见光到红外的宽广波段上,利用各种设备和措施进行光电侦察与反侦察、干扰与反干扰的综合光电子斗争。光电对抗技术,可区分为光电侦察告警技术、光电干扰技术和光电防御技术。

1.光电侦察告警

    光电侦察告警是实施有效干扰的前提。它是指利用光电技术手段对敌方光电武器和侦测器材辐射或散射的光信号进行探测、截获和识别,并及时提供情报和发出告警。光电侦察告警根据工作波段,可划分为激光侦察告警、红外侦察告警、紫外侦察告警等几种类型。激光侦察告警适用于多种武器平台和地面重点目标,用以警戒目标所处环境中的光电火控或激光制导武器的威胁。红外侦察告警通过红外探头探测飞机、导弹、炸弹或炮弹等目标的红外辐射或该目标反射其他红外源的辐射,并根据目标辐射特性和预定的判定标准,发现和识别来袭目标的性质,确定其方位、距离等并及时告警。紫外侦察告警可用于导弹探测,它是通过探测导弹火焰的紫外辐射,确定导弹来袭方向并发出警告。

    2.光电干扰

    光电干扰是采取某些技术措施破坏或削弱敌方光电设备的正常工作,以达到保护己方目标的干扰手段。在光电精确制导武器广泛使用的现代战争中,光电干扰的地位更加重要。光电干扰技术的发展,集中在红外诱饵、红外烟幕、光电干扰机和光电摧毁4个领域。

    3.光电防御

    光电防御是指在有光电对抗的条件下,为提高光电武器装备的作战能力而采取的一切措施。包括光电反侦察告警和光电反干扰。光电反侦察告警是为防止和破坏敌方光电侦察告警设备实施有效侦察告警而采取的一切措施。光电反干扰是指为排除或破坏敌方光电干扰效果而采取的一切措施,是提高武器装备突防能力、命中精度的重要手段。

    4.光电对抗技术的发展趋势

    当前,光电武器系统得到了极大发展,在现代局部战争中发挥了巨大作用,光电对抗技术向着综合化、多功能化和全程对抗的发展趋势越来越突出。光电侦察——干扰——评估综合光电对抗系统是光电对抗技术的最终目标,它可以实现从光电侦察告警到自动采取适当的干扰和摧毁并对干扰效果进行实时评估。光电技术和信息技术的发展为光电对抗一体化发展奠定了基础,先进的光学技术、高性能探测器件、数据融合技术,使得侦察告警信息获取、数据处理和指挥控制融为一体,通过采用智能化技术、专家系统等,使光电对抗系统成为有机的整体。光电综合一体化要有一个从低级到高级,从局部到全局的发展过程。首先实现光电侦察告警综合化,接着实现光电侦察告警与雷达、雷达告警及光学观瞄系统等的综合,最后将多个平台获取的信息进行综合,指挥引导不同平台的对抗,从而实现更大范围和更高层次上的系统综合。

    ()网络进攻技术

    1.对计算机系统的软攻击

    对计算机系统的软攻击,主要是指利用计算机病毒、“黑客”等手段对计算机系统进行攻击,造成系统瘫痪或获取有用的信息。一是计算机病毒。由于计算机病毒武器具有隐蔽性、传染性等特点,因此,计算机病毒武器将在未来战争中广泛使用。二是网络“蠕虫”。它通过计算机网络的通信设施“蠕动”、“扭动”和“爬行”,在此过程中传播病毒,影响信息和信息系统。三是“特洛伊”木马程序。这种程序是一种埋藏了计算机指令的病毒程序,也是隐藏和传播计算机病毒及网络“蠕虫”的常用手段。四是逻辑炸弹。逻辑炸弹是软件程序开发者或系统研制者事先埋置在计算机系统内部的一段特定程序或程序代码,这种“炸弹”在一定条件(如特定指令、特定日期和时间)的触发下,释放病毒、蠕虫或采取其他攻击形式,修改、冲掉信息数据,抑制系统功能的发挥,造成系统混乱。五是计算机陷阱。计算机陷阱又叫陷阱门后门,是程序软件开发者或系统研制者有意设计的隐藏在计算机程序中的几段特定程序。

    2.对计算机网络硬件电路的硬摧毁

    对计算机系统的硬摧毁主要是指对计算机网络硬件电路的进攻技术。包括使用特殊设计的芯片、研制纳米机器人和芯片细菌、定向能摧毁、电磁脉冲弹摧毁等。

    3.网络进攻技术的发展趋势

网络进攻技术的发展趋势主要包括:一是利用战术定向能武器。当电磁脉冲武器的尺寸、重量和外形因素可以在常规封装中投送使用,或高功率微波武器可以装载在战术飞机等平台中时,才能发挥定向能武器的战术技术性能。为达到这一目的,战术定向能武器正在进行小型化研究,使得存储、产生、变换电磁能量的技术部件在几百公斤的封装重量内需要产生出大概1000千焦耳数量级的能量。二是开发纳米机器人和芯片细菌。纳米机器人和芯片细菌都可以攻击计算机的硬件系统,用纳米制造的微小机器人可以秘密部署到敌人信息系统或武器系统附近,他们有的利用携带的微型传感器获取敌方信息,有的可以通过插口钻入计算机,破坏电子线路。芯片细菌是经过培育的,能毁坏硬件设施的一种微生物,可以通过某些途径进入计算机,嗜食集成电路,对计算机系统进行破坏。三是采用半自动、自动化网络攻击和反应技术。以计划和决策支持工具建立网络攻击和效能模型,实现有组织的动态寻的和攻击启动;人员在环路中评价战斗损失和实施半主动反应。进一步发展半主动攻击与监视、模拟和直接访问方法相结合,实现自动化;智能工具将在信息作战的所有领域内自动地实施集成的并行攻击。四是研制微机械有机体和数字有机体。数字控制的自主式机械有机体向具有搜索和破坏电子系统能力的显微设备提供实体感知、刺激和移动,这种机械可以像化学试剂一样扩散,而且可以像智能机械一化学武器那样实施作战行动。具有人工智能的全自主式数字有机体将完成目的驱动活动,包括搜寻(网络浏览)、自适应、自防御、进攻和复制。五是开发新的破译技术。量子计算有可能迅速地完成对大素数的高度并行分解和离散对数计算,由此,为密码分析方法提供了强大的工具,是对当今应用的所谓“坚固”编码方法的挑战,有可能较快地破译传输信息中的密码。

()网络防御技术

    1.安全防护技术

    军用信息系统通常采用无病毒的计算机硬件及软件产品,选用专门的病毒检测软件,对购进的计算机硬件和软件产品进行彻底检查,并清除可能携带的病毒。对计算机硬件设备都应装有适当的安全防护装置,建立可靠的工作环境,并具有一定的抗干扰能力和抗摧毁能力。计算机和计算机网络应加入屏蔽设施,限制电磁辐射量,确保计算机和网络物理安全。

    2防火墙技术

    为防止外部非授权者通过外部计算机网络向用户内部网络的非法入侵,在外部网络或计算机之间设置具有封锁、过滤、检测等功能的装置,即“防火墙”。它可以有效防止外部非授权用户进入内部网络,同时保证授权用户互通。

    3.实施信息安全机制

信息安全机制主要包括:机制鉴别、保密、完整性、不可抵赖和访问控制等。机制鉴别就是对数据源和对等实体进行鉴别,以验证所收到的数据来源与所申请来源是否一致,以及某一联系中对等实体与所申请的一致性。保密是将被存储或传输的数据信息经过加密伪装,即使数据被非法的第三者窃取或窃听都无法破译其中的内容。加密的主要方法是采用密码技术。完整性是防止未授权者对数据的修改、插入和复制。不可抵赖就是防止在传送结束后,否认发送和接收数据。访问控制是限制非授权者访问信息和利用资源。

4.网络防御技术的发展趋势

    网络防御技术的发展趋势主要包括:一是实施网络入侵综合探测。入侵探测器将综合全网络中分布式传感器的数据,在个体作战行动和多层次性能综合的基础上完成入侵探测。网络防护响应将是自适应和半主动式的,所需的干预很少。二是采用海量密码术。数据隐藏密码方法可以做到既有效又安全,在网络上为公众通路提供海量数据的坚固编码。三是进行多类型电子认证。对信息系统进行访问的电子认证控制将综合利用多种类型的有机体测定和密码设备,为任何人提供电子安全认证。四是开发反定向能武器技术。对定向能武器实施定位和攻击的积极对抗措施及支援传感器是特殊的定向能武器,它可以提前发射能量,从而破坏其作战对象,使其内部的高能存储设备失效或摧毁。五是采用全光纤网络。光纤主导化和全光纤网络及数据库,将使用激光、光纤和全息技术,来抗击定向能武器和实体拦截的威胁。六是研究量子密码学。在量子状态下的粒子通信,提供了一种既有通信安全特性又有传送安全特性的潜在信息编码和传输方法,从而实现不失真的无源量子密码信息接收。

三、电子对抗技术的作战运用

()获取重要军事情报

    未来信息化条件下局部战争,利用信息对抗的装备和手段,查明敌电子信息设备的工作性能、技术参数、类别、数量和配置位置等,判断其兵力部署和行动企图,是赢得战争胜利的关键。海湾战争中,美在投入的53颗各类卫星中,至少有12种共l8颗侦察卫星,300余架预警侦察飞机及地面电子情报站,伊军大多军事行动难逃多国部队的电子耳目监视。伊拉克战争期间,位于沙特阿拉伯苏勒塔王子空军基地的美军联合空战中心(CAOC),运用加装情报、监视和侦察系统的高空U2侦察飞机、全球鹰捕食者无人机(UAV),对伊拉克全境的监视覆盖,以及对收集到的传感器图像和数据迅速的开发利用,成功地指挥控制了十分复杂的空战。

    ()破坏敌作战指挥系统

    破坏敌作战指挥系统,使敌军瘫痪,陷入被动挨打地位,是电子对抗的主要目的。1944年,苏军在加里宁格勒附近包围了德军一个重兵集团,德军试图用无线电与大本营联络,求得增援和突围。苏军派出无线电干扰分队压制了德军的无线电通信,使德军250次联络未能成功,最终全军覆灭。德集团军司令被俘后供述,投降的主要原因之一是无法与大本营取得通信联络。2003年伊拉克战争中,美军使用了大量的微波炸弹,袭击了伊拉克广播电视系统和各类军用电磁辐射源。微波炸弹是一种新型定向能武器,它将高功率微波聚集成一束很窄、很强的电磁波,形成高温、电离、辐射等综合效应,在电子线路中产生瞬时电压或电流过载,击穿、烧毁其中的敏感元器件,致使伊军指挥系统全面瘫痪。

    ()掩护突防和攻击

    雷达作为预警和兵器制导装备,已成为防御体系的哨兵千里眼。它们能对空、对海实施警戒,及早发现来袭敌机、导弹、舰艇,可实施对火器射击控制和导弹的制导等。进攻时对敌雷达系统实施干扰、欺骗或摧毁。在海湾战争中,多国部队空袭编队得到了各种电子战飞机4000多架次的电子支援,掌握了制电磁权,有效掩护突防,致使伊军作战飞机和防空导弹部队未能作出有效反应。1999年科索沃战争,北约空袭作战的目的是夺取制电磁权和制空权,重点打击南联盟防空系统、空军机场以及C3I系统。通过4轮空袭,出动飞机1300多架次,发射巡航导弹300余枚,就基本夺取了战场制电磁权和制空权。与海湾战争相比,在战法上没有多大创新,仍是以电子战和空袭为主,用巡航导弹揭开战争序幕,通过饱和式的空中攻击实施压制。所不同的是精确制导武器使用比例增大,开战初期达到90%以上。

    ()保卫重要军事目标

    在重要城镇、桥梁、机场、工厂和军事要地等目标附近,设置有力的雷达干扰设备或采用欺骗手段,能有效干扰机载雷达和导弹制导雷达系统,使飞机投弹不准,导弹失控,达到保卫重要目标的目的。如海湾战争中,伊飞毛腿导弹发射系统对多国部队构成了一定的威胁,成为多国部队重点轰炸目标。伊军为了欺骗多国部队,用铝板和塑料制成许多假导弹发射架,这些假导弹发射架在雷达荧光屏上显示的雷达回波与真发射架极为相似,引诱多国部队对其进行攻击,有效地保存了实力。

    ()夺取战场主动权

    未来信息化条件下作战,电子对抗技术将越来越先进,对抗领域也将越来越广阔,围绕信息控制权的对抗更是日益重要。不掌握制电磁权、制信息权,作战兵力兵器的作战效能就无法正常发挥,就很难掌握整个战场的主动权。以伊拉克战争为代表的信息化条件下战争实践,越来越清晰地证明,电子信息对抗是最先发起的作战行动,并且持续时间最长,甚至到战争终结。围绕制电磁权、制信息权的争夺,是战场主动权的争夺,是赢得战争最终胜利的必要条件和基本保证。

 

思考题:

    1.什么是电子对抗技术?

2.按照工作机理不同,电子对抗技术包括哪些类别?

3.网络攻防技术的发展趋势是什么?

4.电子对抗技术的作战运用主要体现在哪些方面?