電子對抗技術(Electronic Countermeasure)又稱電子戰或電子斗爭,指敵對雙方進行電子斗爭的電子技術設備、器材,以及使用這些設備器材的方法和手段。該技術是削弱、破壞敵方電子設備的使用效能和保障己方電子設備正常發揮效能而采取的綜合措施,也是現代戰爭中一種重要的作戰手段。
電子對抗技術起源于20世紀初期,此時期電子戰以 “通信對抗”為主,電子設備局限于電話、電報等。如1904年日俄旅順軍港海戰中,俄羅斯聯邦武裝力量因使用通信干擾而獲得優勢;1905年朝鮮海峽之戰,俄軍忽視通信干擾致全軍覆沒。20世紀40至50年代末期,諾曼底登陸電子戰策略綜合運用影響重大,此時期雷達等電子技術投入戰場,出現雷達對抗等新形式,多個國家成立專門電子戰部隊。第二次世界大戰后美國軍隊輕視電子戰,在越南戰爭初期付出慘重代價。20世紀60至80年代末期,越南戰爭初期美軍飛機電子戰設備配備不足損失慘重,后加速發展電子戰,措施使戰損比大幅降低。戰后電子戰持續發展。20世紀90年代以來:海灣戰爭聯軍全方位電子戰,科索沃戰爭北大西洋公約組織測試新型電子攻擊武器,網絡戰成關鍵角色,電子戰進入系統對抗新階段,在信息戰中起核心作用。
電子對抗技術包括電子對抗偵察技術、電子干擾技術、電子防御技術和反輻射摧毀技術等。按其運用領域,也可分為雷達對抗技術、通信對抗技術和光電對抗技術等。并且,電子信息技術的發展呈現出了通信對抗技術、雷達對抗技術、光電對抗技術、網絡進攻技術、網絡防御技術五個方面的新的發展趨勢。
發展沿革
背景起源
電子對抗技術起源于20世紀初期,隨著無線電通信技術的興起而逐步顯現。在電子戰的初始階段,特別是在第一次世界大戰期間的日俄沖突中,電子技術的運用還處于初級階段,主要服務于戰場通信。當時,電子對抗尚未形成一套完整的戰術理論,更多的是一種應急的戰場策略。到了第二次世界大戰,電子對抗技術迎來了迅猛的發展。無論是盟軍還是軸心國,都紛紛投入資源研發雷達技術,并隨之衍生出對抗雷達的策略。例如,盟軍采用了名為“窗”的箔條技術來迷惑敵方雷達,使其難以精確追蹤目標。同時,德國也研制了多種雷達干擾設備,以保護其空中和地面力量免受敵方的空襲。
在美蘇冷戰時期,電子對抗技術步入了新的成長階段。美國和蘇聯之間的軍事競爭催生了電子戰技術的深入研究與進步。兩國不僅加強了電子偵察能力和干擾技術的研究,還致力于提升自身系統的抗干擾能力。這一時期,雷達和通信系統的復雜性不斷提升,相應的對抗技術也在不斷發展。20世紀90年代以后,伴隨著信息技術的飛躍,電子對抗技術變得更加精細和多元化。現代電子對抗技術不僅涵蓋了傳統的雷達和通信干擾,還包括網絡戰、GPS干擾以及無人機作戰等多個維度。隨著電子設備向小型化、集成化和智能化的方向發展,電子對抗技術的應用領域也在持續拓寬。
發展歷程
20世紀初~30年代末
1904年2月,在日俄旅順軍港海戰中,處于劣勢的俄羅斯聯邦武裝力量對日軍實施了通信干擾,在戰斗中幾乎無一損傷;而在1905年的日俄朝鮮海峽之戰中,俄軍并不處于劣勢,由于忽視對日軍的無線電通信進行干擾,導致全軍覆沒。兩種做法,兩種命運。日俄海戰,也因此成為世界上第一次運用通信電子技術進行電子戰的戰爭,這一時期所使用的電子設備僅局限于電話、電報等通信設備,電子戰只限于通信干擾、通信欺騙等比較簡單的手段,主要是以“通信對抗”的形式出現。
20世紀40~50年代末
諾曼底登陸是電子戰策略綜合運用并對戰爭結果產生決定性影響的經典案例。這場戰役成功地誤導了德軍,為盟軍的大規模登陸行動提供了極為有利的條件。在那個時期,雷達、導航、電子偵察和電子干擾等電子技術相繼投入戰場,帶來了雷達對抗和導航對抗等新興的電子戰形式。電子戰的適用范圍也擴展到了空軍,研發了專門的電子戰武器,如偵察飛機、電子干擾飛機以及金屬箔條投放裝置等。戰爭中首次使用了專業的RC-135戰略偵察機、噪聲干擾機和無源熱誘餌彈等先進技術。同時,多個國家紛紛成立了專門的電子戰部隊。
第二次世界大戰落幕之后,美國軍隊自信地認為在電子戰領域無人能敵,現有的電子戰裝備在接下來的十年內不會遭遇任何挑戰,因此無需大量資源投入于其發展。由于對電子戰在戰爭中的重要性的認識不足,美軍在電子戰技術、裝備的發展,以及電子戰教育和訓練方面幾乎陷入了停滯。美軍對電子戰的輕視,在越南戰爭初期的戰場上付出了慘重的代價。
20世紀60~80年代末
在越南戰爭初期,僅有大約20%的美國空軍戰略轟炸機配備了電子戰設備,而戰斗機幾乎未裝備。這導致美國飛機的損失率高達14%。面對慘重的損失,美國將電子戰發展提升為首要任務,加速研發和生產相關裝備。美國軍隊首先為飛機配備了雷達告警接收機,并增加了干擾吊艙進行編隊飛行。隨后,他們開發了AGM54“牛頭伯勞”反輻射導彈并投入戰場使用。針對薩姆-7紅外導彈的弱點,美軍首次使用光電對抗技術,研制了紅外告警和干擾設備、箔條紅外彈和煙幕等裝備。這些措施顯著提升了美國飛機的生存率,戰損比從14%降至1.1%。越南戰爭期間,美軍還首次使用了反輻射攻擊和光電對抗技術。戰后,電子戰技術擺脫了之前的低谷,開始持續發展。
20世紀90年代以來
在海灣戰爭中,以美國為首的聯軍對伊拉克發動了一場全方位的電子戰,覆蓋了整個空域、時域和頻域,展現了前所未有的電子作戰場景。科索沃戰爭進一步展現了信息化戰爭的特性,成為美國及其北大西洋公約組織盟友測試新型電子攻擊武器的試驗場。北約部隊綜合運用了多種電子戰手段,包括有源和無源干擾、壓制與欺騙、雷達與通信干擾、軟殺傷與硬摧毀以及網絡攻擊等。與此同時,網絡戰作為電子戰的姊妹戰術,也成為了戰場上的關鍵角色。電子戰與網絡戰的綜合應用將成為未來信息戰的主要手段。這一時期,隱身飛機、精確制導炸彈和新概念電子攻擊武器等裝備的出現,以及電子戰與火力打擊一體化和計算機網絡攻擊的應用,標志著電子戰已進入系統對抗的新階段,不僅成為關鍵的作戰力量,還成為一種威懾力量,并在信息戰中扮演核心和支柱角色。
技術特點
關鍵技術
電子偵察技術
電子偵察是獲取軍事情報的重要方式,分技術偵察和情報偵察。技術偵察了解敵方電子設備技術性能,為制定計劃等提供依據;情報偵察獲敵方電子設備情況及軍事情報。從偵察對象分,有通信偵察和非通信偵察。通信偵察偵聽通信信號等,非通信偵察主要是雷達偵察,有技術偵察、電子警戒、測向定位等功能。
電子干擾技術
電子干擾技術包括有源干擾技術和無源干擾技術。戰場威脅增加推動了電子干擾技術的進步,其中有源干擾技術仍是關鍵,特別是在多目標干擾方面。為高效利用干擾資源,開發了功率管理技術,通過計算機分析信號環境,識別威脅,并根據設備能力在多個域上精確控制干擾。雷達干擾機采用數字調諧和雙模行波管,實現快速頻率切換。相控陣和透鏡饋電多波束陣列天線具有高帶寬和精確指向性。技術成就還包括數字射頻存儲技術,一次性使用的干擾機,以及紅外和激光干擾機。無源干擾技術也因新技術、新材料的發展而進步,如計算機控制的無源干擾投放系統,能根據威脅數據自動投放干擾器材。新型箔條和氣懸體等無源干擾器材具有快速擴散、長時間留空和寬帶干擾的特點。電波吸收材料有助于減少雷達截面積,推動隱身技術的發展。光電無源干擾器材,如氣溶膠和發煙裝置,也有所發展。
電子防護技術
抗干擾能力強的電子設備如頻率捷變雷達等已廣泛裝備部隊。多基地雷達關鍵技術突破,戰術導彈采用復合制導技術,還有自適應跳頻、超低副瓣天線等技術。自適應跳頻可快速跳頻且跳到無干擾頻率。超低副瓣天線結合副瓣對消技術提高反偵察、反干擾能力。多參數捷變技術讓對方難獲有用信息。有對抗反輻射武器的告警和誘餌技術,專用設備可告警并防護電子裝備,誘餌性有源假目標可吸引來襲導彈脫靶。
典型設備
雷達干擾機通過發射大功率、寬頻帶的噪聲信號來淹沒目標雷達的回波信號,對已知型號的地空導彈雷達進行壓制。比如EA-18GEA-18G電子戰機搭載的ALQ-99干擾系統。ALQ-99戰術干擾系統由波音公司E/A-18G“咆哮者”電子戰飛機攜帶,具有一部數字式電掃描雷達干擾機。
電磁脈沖武器
電磁脈沖武器指的是運用電磁技術驅動,可在短時間內產生強電磁場,強度相當于幾十次雷鳴電閃所形成電磁場強度的疊加。它所生發的高強度電磁脈沖能量以輻射方式攻擊電子信息系統,可在瞬間破壞特定區域內雷達、電腦和其他電子設備,達到癱瘓指揮控制及作戰系統的目的。如俄羅斯聯邦武裝力量試用的“阿拉布加”電磁脈沖武器,在200-300米的空中爆炸,能夠中斷周圍3.5千米之內的電子設備運行,使營團級規模的作戰分隊喪失通信能力。
電子戰飛機在戰斗中的作用是在一定空域設立了無形“柵欄”,對手的一些信號會被壓制,己方的通信聯絡則可暢通無阻。如俄羅斯的“伐木人”電子戰飛機,該電子戰機干擾范圍比較廣,敵方的遠程預警機、空中指揮機、偵察機、戰斗機及地面防空(雷達)系統、通信中心,甚至敵方納入作戰網絡的航空武器系統,只要采用無線電功能模塊,都在“伐木人”電子戰飛機的干擾范圍內。與此同時,“伐木人”電子戰飛機不會誤傷己方電子信息系統。實施干擾前,它能通過高精度電子掃描,識別出哪些電磁頻率是敵方的,哪些是己方的,并有選擇地對敵方無線電通信信道的工作頻率及雷達波段進行干擾。
反輻射導彈又名反雷達導彈。顧名思義,它就是為了反制雷達而生。使用電子干擾設備對雷達進行電磁壓制,被稱作“軟殺傷”。不過,這種方式只“管得了一時”,管不了長久。如果相關技術不過關,還會殃及己方電子設備。而用反輻射導彈實施打擊,則屬于“硬摧毀”。一旦命中,它輕則會對雷達天線造成永久性破壞,重則會讓目標雷達系統長時間癱瘓。其中較為典型的是美國的AGM-88“哈姆”、英國的“阿拉姆”、法國的“阿瑪特”以及俄羅斯的Kh-31P等。這些反輻射導彈導引頭可以覆蓋現役雷達的絕大多數工作頻段,反應快、射程遠、威力大、抗干擾性能好,采用復合制導技術以提高攻擊成功率。
分類
電子對抗技術按其運用領域可分為雷達對抗技術、通信對抗技術和光電對抗技術;按作戰應用可分為電子偵察與反偵察技術、電子干擾與反干擾技術、電子摧毀與反摧毀技術。
電子干擾與反干擾
電子干擾與反干擾是現代戰爭中爭奪戰場電磁優勢極為重要的作戰手段。它和兵力優勢、火力優勢、武器裝備優勢一起,成為決定戰爭勝負的重要因素。
電子干擾是為了使敵方電子設備和系統喪失或降低作戰使用效能而采取的措施,是電子對抗的組成部分。其目的是削弱或破壞敵方電子系統進行戰場偵察、作戰指揮、通信聯絡和兵器控制的能力;為隱蔽己方意圖,達成戰役、戰斗的突然性和提高己方飛機、艦艇、裝甲車輛等武器裝備的生存能力創造有利條件。
反電子干擾是指針對敵方所施放的各種電子干擾而采取的反措施,目的是削弱或消除敵方電子干擾對己方電子設備使用效能的影響,簡稱反干擾或抗干擾。反電子干擾按電子設備種類的不同可分為雷達反干擾、引信反干擾、導航設備反干擾、光電設備反干擾。
電子摧毀與反摧毀
摧毀是指在查明敵方電子對抗武器及其工作情況的基礎上.用直接毀傷的方法使其癱瘓并在短期內難以恢復正常工作的一種電子對抗手段。主要有火力摧毀、派遣人員摧毀、反輻射摧毀和網絡黑客攻擊等方法。
反摧毀是針對敵方的攻擊手段,為保證己方電子對抗裝備生存而采取的措施。反電子偵察是反摧毀的重要環節,而對電磁輻射源加強管制又是反輻射摧毀的有效措施之一。
發展趨勢
電子對抗技術自從1902年英國皇家海軍在地中海將無線電對抗首次應用于軍事目的開始,電子對抗技術至今已經走過了100多年的發展歷程。經過多年的發展,電子對抗技術已經呈現出了許多新的發展趨勢,如通信對抗技術的發展趨勢、雷達對抗技術的發展趨勢、光電對抗技術的發展趨勢、網絡進攻技術的發展趨勢、網絡防御技術的發展趨勢。
通信對抗技術的發展趨勢
未來復雜電磁環境下作戰,通信對抗技術的發展趨勢主要有以下三個方面:一是研究對付擴頻通信的技術手段。二是發展相參干擾、分布式干擾等新技術。三是研究空天一體的通信干擾新技術。
雷達對抗技術的發展趨勢
目前情況看,要適應復雜電磁環境下的戰場需求,雷達對抗技術的發展應向以下方面努力:一是更加智能化,以適應復雜多變的電磁環境。二是強化電子進攻能力,加強硬摧毀和定向打擊能力。三是擴展頻譜范圍,并將無線電、微波、光學等多種頻譜的利用綜合為一體。四是增加與其他電子設備的綜合一體化,降低費效比。
光電對抗技術的發展趨勢
隨著光電技術在軍事上的廣泛應用,光電對抗技術的發展方向是:一是注重采取新光電防護技術。新光電防護技術主要包括煙幕技術、誘餌技術和防止激光照射的裝置等。二是向綜合化、多功能化、全程化對抗發展。
網絡進攻技術的發展趨勢
絡進攻技術的發展趨勢主要包括:一是開發納米機器人和芯片細菌。二是采用自動化網絡攻擊和快速反應技術。三是研制微機械有機體和數字有機體。
網絡防御技術的發展趨勢
網絡防御技術的發展趨勢主要包括:一是實施網絡入侵綜合探測。二是采用海量密碼技術。三是進行多類型電子認證。四是開發反激光武器技術。五是采用全光纖網絡。六是研究量子密碼學。
應用
電子對抗技術在現代軍事上的應用主要包括四個技術,分別為:電子干擾技術、隱身技術、電子防御技術、反輻射摧毀技術。
電子干擾技術
由于軍事戰場上輻射源的增多,促使了電子干擾技術得到發展,有源電子干擾技術仍是應用的主要方面,其主要反映在干擾多目標上。為使得有限的電子干擾資源能獲得最佳的運用,發展了功率管理技術。功率管理技術主要是采用計算機在對信號環境的信號進行分選識別、威脅運算和邏輯判斷、確定輻射源威脅等級后,根據諸威脅的態勢和本設備的干擾能力(干擾目標的數量、干擾功率、頻率范圍等),經過對策運籌,在時域、頻域和空域上控制干擾發射機和天線波束,在需要的時間窗瞬間,以所需的干擾頻率信號(含最佳干擾樣式)向所需的目標方向發射。
隱身技術
隱身技術包括雷達隱身、紅外隱身、可見光隱身和聲波隱身技術等,特別是雷達和紅外隱身技術發展迅速并獲得廣泛應用。研制發展了一批隱身作戰飛機和隱身巡航導彈,隱身軍艦也在研制試驗中。雷達隱身技術主要是采用電磁波低散射外形技術和新材料技術(電磁波吸收材料,透波-吸波復合材料)等,大幅度減小目標的雷達截面積。
電子防御技術
各種抗干擾能力強的電子設備已廣泛裝備部隊使用,如頻率捷變雷達、脈沖多普勒雷達、戰術相控陣雷達、跳頻通信電臺等。部分地解決了捷變頻與動目標顯示的兼容問題,多基地雷達的關鍵技術已經突破,戰術導彈廣泛采用復合制導技術。
反輻射摧毀技術
20世紀80年代以來,各種反輻射導彈大量裝備部隊,在局部戰爭中廣泛應用,并與電子干擾配合形成軟硬一體化作戰。反輻射摧毀技術的核心是對輻射源精確定位與引導技術。
影響
在高技術局部戰爭日益發展、日趨成熟的情況下,奪取制電磁權的斗爭已成為贏得作戰勝利的必由之路,成為未來戰場上雙方爭奪的新的“制高點”。作為一種新型的作戰方式,電子戰已經并將繼續對現代戰爭產生重大的影響。
反偵察難度進一空加大
傳統的反偵察偽裝主要是外形的實體偽裝和無源假目標欺騙偽裝,但在電子偵察技術大量運用的高技術戰場上,這些偽裝方式將形同虛設。現代戰場上的各類電子偵察系統充滿了從陸地到水下、從水上到空中以及宇宙空間的所有領域,這些電子偵察系統不但遠離交戰線,而且具有全縱深、全立體的偵察、探測能力,對方要想實施隱蔽,其難度是前所未有的。
作成手段得到了全面創新
電子戰突破了無線電通信、雷達的范疇,擴展到指揮、控制、制導以及光電、水聲等方面;由單一手段的運用發展為多手段的綜合運用;從純粹的作戰保障措施上升為更直接的作戰手段。電子戰的重點目標是C4ISR系統,運用電子戰手段,可以保護己方的C4ISR系統,干擾敵方的C4ISR系統。電子戰的這種巨大的攻防作戰能力,使它已由早期的作戰保障措施上升為現代戰爭中不可缺少的重要作戰手段。
整體作戰能力得到了質的提高
多次現代高技術局部戰爭表明,強大的電子作戰能力已成為勝利的重要前提和必要保障,從以色列在貝卡谷地的取勝,到美國軍隊空襲利比亞的成功,再到海灣戰爭,無不證明了這一點。現代化軍隊使用的火炮、坦克、飛機、軍艦、導彈等各種武器都不同程度地裝備了電子設備,指揮現代化軍隊作戰的C4ISR系統更離不開電子設備。正是由于電子設備在現代化軍隊中擔任著重要角色,使得電子戰能力已成為衡量現代化軍隊作戰能力高低的重要標志。
相關事件
海灣戰爭
海灣戰爭是20世紀90年代初美蘇冷戰結束后,由伊拉克入侵科威特引發的局部沖突。這場戰爭以美國為首的多國聯軍使用先進航空武器系統,實施了空地協同作戰。它不僅展示了現代戰爭的信息化特征,還為全球國防和軍隊建設提供了重要經驗。
1991年1月17日凌晨,在海灣戰爭的沙漠風暴行動中由9架AH-64武裝直升機組成的特遣隊,以超低空飛行方式摧毀了伊拉克邊境的兩個關鍵雷達站,從而在伊軍的防空網絡上打開了一個缺口。這標志著代號為“以色列沙漠之鷹0.50in手槍”的軍事行動開始。與此同時,美國軍隊的F-117A隱形殲擊轟炸機使用激光制導炸彈摧毀了伊軍的防空作戰指揮中心,嚴重破壞了防空雷達和指控系統。20架F-117A隱形戰斗轟炸機飛越伊軍防空系統,對巴格達的多個重要目標進行了精確打擊。由于伊軍指揮系統失效,雷達被干擾或摧毀,伊軍防空部隊在無法鎖定目標的情況下發射導彈,導致高射炮誤擊。兩架伊軍幻影戰機起飛試圖依靠機載雷達攻擊,但立即被美軍F-15戰斗機戰機擊落。
進入以色列沙漠之鷹0.50in手槍行動第二階段,由于電子戰飛機對伊軍雷達進行了有效的電磁干擾,多國部隊在這一階段沒有一架飛機被防空導彈擊落。這種軟硬結合的殺傷方式很成功。到了戰爭后期,伊軍雷達開機十分謹慎,一位被俘的伊軍指揮官說,他十分擔心雷達開機后會立即遭到打擊。
伊拉克戰爭
21世紀初的伊拉克戰爭是大規模高技術局部戰爭,2003年3月20日開始,5月1日結束,主要作戰行動僅42 天。美國在傳統和新興作戰領域對伊攻擊,形成多領域作戰優勢,使戰場呈 “單向透明” 和 “一邊倒” 態勢,呈現出信息化戰爭特征。
在伊拉克戰爭中,美國軍隊運用了航天、航空、地面、海上、電子和網絡等多種偵察手段,形成了一個立體的偵察情報體系。這些手段高度融合,全方位、全天候、全頻譜地工作,使得偵察手段一體化、三軍情報聯合化、情報處理高速化和數據傳輸實時化。這極大地提高了指揮決策的效率,成為決定戰爭勝負的關鍵因素。伊拉克戰爭同時揭示了信息時代戰爭的特點,它不僅是傳統軍力的對抗,更是指揮、武器平臺和支援保障系統的全面競爭。天網電領域的活動是這些鏈條的關鍵部分,需要陸、海、空、天、電、網等領域的密切協同和精確控制,以及抓住戰場的瞬時機會,才能迅速取得勝利。
俄烏戰爭
2024年,俄烏雙方電子戰的較量日益激烈。由于俄羅斯的電子干擾,美國向烏克蘭提供的部分武器精確打擊能力大幅下降,甚至失效。烏克蘭方面則也在加大電子戰系統的投入,以“欺騙”俄無人機等。烏克蘭內部機密評估報告顯示,烏克蘭使用的許多衛星制導彈藥無法對抗俄羅斯的干擾技術,導致這些彈藥的精確打擊能力大幅下降。受到俄羅斯聯邦武裝力量電子戰干擾而失準的制導武器系統包括可由M777榴彈炮發射的美制“神劍”制導炮彈,以及“海馬斯”火箭炮系統等。
為對抗俄羅斯干擾技術,烏方正部署一款電子戰系統,以“欺騙”俄軍無人機。報道稱,這個“欺騙”系統會干擾全球定位系統(GPS)和其他衛星導航系統,通過生成虛假信號,導致導航系統給出錯誤位置,以防止對方導彈和無人機發現其目標。使用電子戰手段可以針對對方的來襲火力進行最大程度的干擾,讓對方的遠程火力打不著打不到,讓對方的無人機以及其他類似作戰手段瞄不準,還可以更好地去保護一線作戰部隊。
參考資料 >
electronic countermeasure.britannica.com.2024-08-24
電子對抗:信息化戰爭看不見的較量 .中國數字科技館.2024-08-24
電子干擾機:空中布設“電磁迷霧”.中國軍網.2024-09-02
雷神公司成功進行美海軍下一代雷達干擾機測試.印象網.2024-09-02
電磁脈沖武器:信息化戰爭中的“無形殺手”.中國軍網.2024-09-02
從“伐木人”電子戰飛機到“伐木人”-2電子戰飛機的轉型.中國軍網.2024-09-02
反輻射導彈,以獵物形式出現的“高端獵手”.中國軍網-解放軍報.2024-09-02
面對群體高效電子對抗的多域匹配光電干擾方法.中國科學·科學通報.2024-08-24
電子戰:接軌時代制勝未來.人民網.2024-08-24
“大國競爭”中的電子戰博弈.全球技術地圖.2024-08-24
信息化戰爭的開端——海灣戰爭進程述評.全球技術地圖.2024-09-02
解密伊拉克戰爭中美軍天網電作戰行動.光明日報.2024-09-02
記者觀察丨俄烏電子戰較量日益激烈:手段哪些?影響幾何?.央廣網新聞.2024-09-02