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电磁战与电磁频谱作战
发布日期:2022-08-14 06:59    点击次数:140

2019年7月30日,美国空军发布新的电子战条令,用新的条令附录3-51《电磁战与电磁频谱作战》替代了2014年10月发布的条令附录3-51《电子战》。这不仅是美国空军条令的一个重大变化,更是美军电子战发展的重要风向标。

美国空军当前的条令体系是以3个核心条令加上29个条令附录为主体的模块化系统。其中指导电子战组织与实施的是条令附录3-51,它是空军对应联合条令JP 3-13.1《电子战》的军种电子战条令。

新条令对电磁频谱作战和电磁战进行了介绍,阐述了电磁战的组成、机载电磁战、空间电磁战、赛博空间电磁战、电磁频谱对抗行动和电磁频谱支持行动,解析了电磁战行动与电磁频谱作战的组织、规划、执行与评估。其中最引人关注的是将“电子战”改称为“电磁战”。

条令指出,相比于“电子战”,“电磁战”从技术上讲更为准确。“电子”主要是指与无线电和雷达相关的电子电路,而“电磁”则包括所有的电磁频谱辐射,内涵更丰富,范围更广泛。

美国空军表示,美军正在修订中的联合条令也会将“电子战”改为“电磁战”,空军电子战术语称谓的变化是为了与联合条令保持一致,是对联合条令的预判与支持。

以下节选自条令第一章:电磁频谱作战简介

第一章 电磁频谱作战简介

美国空军在空、天和赛博空间作战域军事行动范围内作战。控制空、天和赛博空间不仅为联合部队提供了行动自由,而且降低了对敌方来自这些域攻击的易损性。电磁频谱贯穿所有物理域,联合部队要获得并保持对所有域的控制,就必须拥有一定的电磁频谱优势以便在对抗环境中与对等和近似对等的对手作战。现代战争高度依赖电磁频谱,保持电磁频谱优势对联合部队指挥官获得战术、战役和战略优势必不可少。美国空军的平台、武器系统和杀伤链都依赖电磁频谱——但这种依赖性正越来越多地受到竞争方和对手的挑战。因此,全面理解电磁频谱以及电磁频谱中的作战对于获得并保持所需的电磁频谱控制权至关重要。

1.1简介

电磁频谱是一个物理域,其存在与人类活动无关。与我们作用并施以影响的作战域类似,它具备物理和时间特性。电磁频谱赋能的能力是军事行动的基本组成,是多域协同的关键使能因素。电磁频谱是按频率组织的,确定了存在于宇宙中的电磁能的类型和种类。电磁频谱是电磁辐射从零到无穷大的频率范围。它由用频率和波长表征的振荡电场和磁场构成。根据特定的物理特性,电磁频谱通常细分为不同的频段(一般按字母顺序分为26个频段),包括无线电波、微波、毫米波、红外、可见光、紫外、X射线和伽马射线。电磁频谱包含了人为的和自然生成的所有电磁辐射,从地表以下(如与潜艇通信的极低频无线电)持续延伸到太空(如与深空探测器进行的X波段通信),会对联合部队的调动、机动、部署和作战产生影响。

电磁频谱作战(EMSO)包括利用、攻击、防护与管理电磁环境以达成指挥官目标的相互协调的所有军事行动。电磁战是一种火力形式,也是一种赋能能力。电磁频谱作战包含了电磁战和电磁频谱管理。电磁频谱作战是指在电磁频谱中或与电磁频谱有关的所有行动,无论这些行动的性质或敌方的涉及程度如何。电磁战是指部队使用辐射能和定向电磁能,通过对依赖于频谱的系统、网络和行动进行保护,对作战环境进行战术感知并在必要时在自身选择的时间和地点实施攻击,获得并保持对电磁频谱态势掌控的军事行动。

要在现代冲突中与对等和近似对等的对手进行竞争并取得胜利,联合部队应将控制电磁频谱置于高度优先的地位,以确保在所有其他域的行动自由。电磁频谱贯穿所有物理域和信息环境。如果我们没有电磁频谱优势,对手就可以拒止我们的进入,降低我们依赖于电磁频谱系统的能力,并利用电磁频谱干扰我们的作战。美国空军应该清楚对手正在使用的是哪一部分电磁频谱,了解他们的用频行为将如何影响己方和敌方的系统。此外,空军人员要意识到空军电磁频谱作战应如何融入到联合电磁频谱作战的大局中,以利用联合能力并理解如何集成电磁频谱活动和去冲突,这也是至关重要的。

对等和近似对等的竞争对手拥有先进的电磁频谱能力,并持续提升并综合其在所有域中的能力,这对美国联合部队达成目标的能力提出了越来越大的挑战。美国空军为联合部队赋予了特定的能力,可以实现某种程度的电磁频谱控制,进一步促进对其他域的控制。清晰定义的域有助于确定系统和人员实施作战的条件和能力,但并不授权或暗示指挥关系。

依赖电磁频谱完成功能的设备被民用和军事机构及个人用于执行情报监视侦察;通信;定位导航和授时;感知;指挥控制;攻击;测距;数据传输以及信息存储和处理。在电磁频谱中作战并不是新近才出现的。竞争大国观察到美国在战场上的优势,意识到美军对频谱的依赖是一个薄弱点。于是, 孙飞亮这些竞争力量组织、训练并装备部队,以在电磁频谱内交战和机动,从而获得军事优势。其中一些竞争力量为对抗美国的雷达、导航、通信和数据链优势,进行了大量投资。在一些领域,美国没有同步发展,技术优势正在被侵蚀。如果让对手在其选择的时间和地点获得电磁频谱优势,那么美国联合部队就不能高效地进行作战。

美国国防部无法做到对每个节点和地方进行防御或加固,也不能仅仅通过反击对手来弥补所有的能力差距。国防部必须形成强大的电磁频谱感应、机动与交战能力,用这些能力共同制约潜在的对手。从根本上讲,美国必须斗争,才能获得并保持电磁频谱优势。

美国联合部队在各种军事行动中要依赖电磁频谱中的机动自由。为了在未来的冲突中获胜,美国空军必须支持联合部队为赢得电磁频谱控制所做的努力。这需要在频谱管理部门、各军种、作战司令部和盟军之间大力开展综合集成。随着民用和军用电磁频谱应用越来越多、电磁作战环境拥塞以及电磁频谱威胁的增加,获取电磁频谱优势也越来越困难。

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在对抗或拥塞的环境中控制电磁频谱所面临的挑战

美国国防部需要对电磁战采取更有力的进攻性措施,置潜在对手于两难的境地:他们要么加大投入,为他们对电磁频谱不断增长的依赖提供防护,要么加大投入以取得能与美国抗衡的进攻能力。美国空军应当发展电磁频谱感知、交战与机动能力,跨越并连接所有其他域,并使能对敌防空压制、空间对抗、弹道导弹防御和远程导弹防御等作战以及在电磁频谱与赛博空间共享的空间内作战。这将使对手的传感器、网络和决策过程失效,从而阻止对手实时有效地做出响应。美国空军支持联合部队使用大部分的电磁频谱、根据需要自动管理波形和功率电平以及采用自适应技术拒止对手的能力。全球对电磁频谱的依赖为联合部队在冲突的各个阶段使用新的攻击维度提供了更多的机会。电磁战的优势技术和能力可以拒止对手的态势感知和指挥控制,并制定出影响对手在所有域作战的杀伤链目标瞄准解决方案。

自第二次世界大战以来,依赖于频谱的商用系统和军事系统变得无所不在。这种依赖性要求未来的作战人员在冲突的每个阶段都必须取得电磁频谱优势。电磁战的三个组成部分,即电磁防护(EP)、电磁战支援(ES)和电磁攻击(EA),构成了联合部队获得电磁频谱优势的能力。电磁频谱优势即在电磁频谱中取得的优势程度,能够在特定的时间和地点不受禁止性干扰的影响进行作战,同时影响对手的这种能力。电磁战对从二战到当前的每一场冲突都产生了决定性影响。

现代冲突往往取决于在对抗激烈的电磁频谱环境中获得竞争优势。战斗中的竞争优势源于多项基础性活动——发展并保持成体制的专业技术、开展高级技能培训,以及积极保持核心竞争力。美国对等和近似对等的对手将电磁频谱作为一个专门的军事专业进行组建、投资和训练,以在电磁频谱域发起挑战并实施控制。

1.2 电磁频谱作战概述

电磁频谱是电磁辐射的所有频率范围,由用频率和波长表征的振荡电磁场组成。

电磁频谱具有:

物理性。它是用频率、能量和时间表征的物理环境的一部分,可以像陆、海、空、天物理域和赛博空间一样进行管理、占据并有选择性地进行控制。同陆、海、空、天和赛博空间里的行动一样,自然和人为的因素将影响在电磁频谱以及通过电磁频谱的活动。

泛在性。电磁频谱具有泛在性和扩散性,它链接所有的域。电磁频谱作战产生广泛影响的能力使其成为一个强大的兵力倍增器。

限制性。电磁频谱的应用具有物理、政策和技术边界。每种类型的电磁辐射都有其独特的物理特性,决定了其用途(如短程或远程通信、感知等)。电磁频谱的使用受国际法以及国内法律和政策的制约。技术限制了可获得和使用的电磁频谱部分。

动态性。电磁频谱作战潜在的速度可以提供决定性优势,使指挥官能够比敌方更快地做出决策、采取行动并产生影响。

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电磁频谱

1.3 美国空军作战与电磁频谱

美国空军在所有职能和所有域上都高度依赖电磁频谱。为了在下一场冲突中,在对抗的环境中战胜对等或近似对等的对手,美国联合部队必须赢得夺取电磁频谱优势的战斗。由于联合用频需求的不断增长、电磁频谱的拥塞以及电磁频谱威胁的增加,要想取得预期的控制程度变得更加复杂。作为整个联合部队的一部分,美国空军将履行其在联合电磁频谱作战中的职责,实现统一行动并最终获得所需的电磁频谱控制程度。

电磁频谱技术的快速发展导致商用和军事电磁频谱使能能力和依靠电磁频谱实现的能力呈指数级增长。这种快速发展,加上美国军方对电磁频谱的高度依赖以及对手较低的进入成本,对美国空军部队指挥官并最终对联合部队指挥官构成了重大军事挑战。美国空军部队指挥官通常也是联合部队空中或太空部分的指挥官。综合电磁频谱作战需要在电磁频谱控制上达到预期的程度,这是所有联合作战必不可少甚至决定性的方面。

电磁频谱作战是多功能的,不仅能在自身领域取得效果还使能在其他域中的效果。例如,直接电磁频谱效果就是对敌方雷达系统实施进攻性干扰,拒止该系统使用电磁频谱。使能的效果可以是通过无线电广播发送信息战消息。这是一种使能效果而非直接效果,因为消息本身并不必然与电磁频谱相关,也可以通过空投或人工发放小册子等方式传送,而干扰效果则必需在电磁频谱内完成。

电磁频谱作战的范畴是全局性的,从地表以下一直延伸到太空。不受限制地接入选定的电磁频谱部分对武器系统的效能以及关键设施的防护至关重要。重要的是要认识到:电磁频谱作战不仅包括无线电和雷达辐射,也包括自由空间传播的所有电磁能以及通过特定介质(如电缆或光纤)传输的电磁信号。因此,电磁频谱内的作战可能会受到敌对行动、环境因素或与己方电磁频谱系统冲突的阻碍。在规划电磁频谱作战时,应将这些因素考虑在内,从而采取适合的缓解、去冲突、集成和对抗措施来确保作战的持续进行。

电磁环境是“军事力量、系统或平台在其预定作战环境中遂行指定任务时所遇到的辐射的或传导的电磁辐射在不同频率范围内功率和时间分布的最终结果”(JP 3-13.1《电子战》)。并不是部队遇到的所有电磁辐射都会对作战造成影响。己方部队应该为在高度对抗和不被许可的电磁环境中作战做好准备,理解电磁频谱作战对提高部队效能的作用。军事力量的有意与无意辐射以及自然环境的影响可能会加剧电磁环境的对抗性。电磁脉冲以及太阳黑子、闪电和沉积静电等自然现象会对人员、军械和爆炸性材料造成电磁干扰和危害。例如,云、太阳耀斑、地面反射、潮湿和灰尘会降低红外和可见光系统的性能。大气条件会使雷达信号失真,从而造成跟踪误差、探测范围变化或在雷达覆盖范围内形成“漏洞”。雨雪也会造成信号衰减与散射从而影响微波传输。太阳和高层大气扰动甚至也会对雷达和卫星链路造成射频干扰,影响高频无线电和卫星通信,降低全球定位系统的精度。规划人员通过对地面和太空环境条件进行预测来利用或减轻这些影响,取得相对于对手的优势。

电磁作战环境是在与指定作战区域相关联的受电磁影响区域内的背景电磁辐射,以及己方、中立方和敌方的电磁战斗序列(JP 6-01《联合电磁频谱管理行动》)。电磁作战环境是影响能力运用和指挥官决策的电磁条件、环境和影响因素的复杂组合。它包括当前正在辐射的系统以及可能辐射的系统(即在电磁战斗序列中、但尚未观测到辐射的系统)。

电磁环境效应(E3)。“电磁作战环境对军事力量、装备、系统和平台作战能力的影响被称为电磁环境效应(JP 3-13.1《电子战》)。在电磁频谱中运行的所有系统都容易受到电磁环境效应的影响。随着现有系统的改进、新系统的安装、部队位置的改变,敌方的辐射以及自然现象的发生,美国空军经历的电磁环境在不断变化。当平台、相关系统和装备(如航电设备、弹药、燃料)处于与设计和测试不同的电磁环境中时,潜在的安全性、可互操作性和可靠性问题就会增多。做好电磁环境效应规划对解决作战中电磁辐射危害这样的电磁环境效应问题至关重要。其中包括电磁兼容性、电磁易损性、电磁无意干扰、电磁脉冲,以及电磁辐射对人员、军械、燃料的危害和闪电与沉积静电等自然现象效应。电磁频谱作战规划人员要对依赖于电磁频谱的联合系统的电磁易损性、兼容性和可互操作性进行评估,以确定/量化电磁环境效应的潜在影响。运行中出现重大系统故障可能是由于在制定规划和排除潜在电磁干扰时没有考虑到电磁环境效应。

电磁频谱拥塞。由于电磁辐射源的密度不断增加,当前通常遇到的电磁频谱变得非常拥塞。各个利益方(如手机和无线互联网提供商)继续扩大其在电磁频谱的应用范围,从而压缩了电磁频谱中有助于美国空军应用和机动的公共电磁范围。其他民用和国防部以外的政府部门也消耗了大量频谱。

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1970年的电磁频谱

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2016年的电磁频谱

电磁威胁。全球范围内存在着数量庞大的依赖电磁频谱的武器系统,而且还在不断扩散和增加。当前的电磁频谱威胁包括能够探测、利用、拒止、扰乱和欺骗几乎所有多国作战能力(包括导航、通信和传感器)的系统。能直接对人员、传感器、平台、指挥控制和基础设施实施攻击的破坏性电磁武器已部署应用或正在开发之中。与此同时,对手还在寻求获得保密通信,并使用导航和传感系统来增强他们的进攻;他们也可以采购并运用商用现货系统,这样就可以不受法律制约。为了支持和实现联合部队指挥官的目标,对电磁频谱中行动自由构成威胁的所有因素都应该考虑在内并对其进行规划。由于旨在对抗美国及其多国依赖于电磁频谱系统的能力(例如武器导引头、导航、通信)的武器系统在全球范围内不断扩散,美军联合功能以及整体任务的成功受到影响。此外,应用低成本定向能武器系统的可行性正在增长,将置人员、平台和基础设施于危险境地,使风险评估和取得任务成功更加复杂。敌方利用隐藏在平民中的商用现货系统增加了美国及多国规划人员的目标瞄准难度。

电磁频谱作战是为利用、攻击、保护和管理电磁作战环境而采取的军事行动,包括联合部队所有电磁能发射和接收。电磁频谱作战对联合部队中所有电磁频谱行动的优先排序、集成、同步和去冲突提供指导和行为流程,从而达成统一的效果。美国空军部队指挥官指定一个电磁频谱控制机构,并通过一个非动能行动协调分队对电磁频谱中的美国空军力量进行统一指挥,利用电磁战斗管理集成并同步美国空军的电磁频谱应用并分散实施电磁频谱行动。电磁频谱控制机构通过电磁频谱控制计划提供集中指导。电磁频谱作战可以通过进攻和防守方式为达成指挥官的目标提供支持。

进攻性电磁频谱作战的目的是通过在电磁频谱中并通过电磁频谱运用兵力来投送力量。进攻性电磁频谱作战是通过电磁频谱控制命令授权的。进攻性电磁频谱作战与所有其他域中全部进攻性作战形式一起进行规划、排序、集成、同步和去冲突。进攻性电磁频谱作战的目标是破坏、拒止、欺骗、降低或摧毁对手使用电磁频谱的能力。

防御性电磁频谱作战是在电磁频谱中并通过电磁频谱保护联合部队免受敌方物理攻击或防止己方电磁频谱功能遭到敌方电磁攻击。防御性电磁频谱作战应对未经授权的活动、告警或威胁信息做出响应,根据需要运用执法、情报、反情报和其他军事能力。防御性电磁频谱作战是采用分层、自适应、纵深防御措施实现的,结合了辐射控制以及相互支持的数字与物理防护。

联合条令给出了涵盖上述电磁战行动和频谱管理的整体术语。这些术语是联合电磁频谱作战和联合电磁频谱管理行动。

1.4 电磁战斗管理和电磁频谱控制

控制是为了直接或间接地支配电磁频谱,使己方部队能够利用或攻击敌军,并保护自身不被利用或攻击。控制通过应用电磁攻击、电磁战支援和电磁防护实现。电磁攻击限制敌军使用电磁频谱;电磁防护确保己方部队对电磁频谱的应用;电磁战支援使能指挥官对作战环境中的电磁频谱活动进行识别和监控。

电磁战斗管理是用于确保有效控制电磁作战环境的管理方法。合理运用电磁战手段取得对电磁频谱的控制具有巨大优势,如果未与其它用频实体进行协调而不适当地运用了电磁战手段可能会造成电磁互扰或电磁误伤,从而带来意外的影响,例如破坏己方的赛博空间和信息网络。此外,在错误的时间实施干扰可能会暴露己方本来不会被发现的部队,或导致己方部队无法使用某频率。不正确或错误理解雷达告警接收机的指示信息可能导致己方部队进行不必要的反应。电磁战斗管理是指对电磁频谱作战的动态监控、评估、规划和指挥,以支持指挥官的机动方案。电磁战斗管理将先发制人地将己方的多个平台和各种能力配置到网络化的传感器—决策—目标定位—交战系统中,在保护己方用频的同时,从战略上拒止敌方取得电磁频谱优势。电磁战斗管理的目标是平衡情报、作战和通信的需求,对电磁频谱进行优先级排序、去冲突并最终实现能力最大化,以便通过电磁频谱作战来掌控频谱。

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电磁战斗管理与电磁频谱作战的关系



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