复杂电磁环境对现代战争的影响

阚　南

受访人：解放军电子工程学院教授王汝群少将

采访人：本刊记者阚南

记者(以下简称记)：请介绍一下什么是战场电磁环境?这个概念是如何在战争的发展过程中逐步形成的?

王汝群教授(以下简称王)：我们知道，日常生活中的城市、家庭、医院、舰船、机场等民用场所都存在“电磁环境”。例如乘坐飞机时需要关闭手机、笔记本等电子设备，就是要减少这些设备所辐射的电磁波对机载导航设备的干扰影响，净化飞机所面临的电磁环境。然而这里我们提到的战场电磁环境是一定战场空间内的电磁环境。在这个空间里，存在着交战双方电磁应用产生的各种各样的电磁信号，如：通信、雷达、导航定位、电子战等。我们把战场电磁环境定义为：一定的战场空间内对作战有影响的电磁活动和现象的总和。

自20世纪初以来，电磁波的理论研究和应用发展日新月异，使之成为战场信息获取、传递、处理以及对抗的最佳载体和重要媒介。通信、雷达、光电、火控制导、电子战等各种军事电子系统在现代战场上各显神通。然而，就像人们在享用汽车好处的同耐，却带来了复杂的交通环境一样，信息化过程中的电磁应用为作战行动提供了前所未有的便利与精准，却也加剧了战场电磁环境的复杂化，对交战双方的作战行动产生影响。

战场电磁环境的形成大致经历了以下四个阶段：一是萌芽发生阶段，大致从，1904年的日俄海战中无线电斗争首次登上战争舞台，到第二次世界大战英国于1935年发明第一部实用雷达并在防空作战中的广泛使用，战场电磁环境初露端倪；二是对抗发展阶段，从第二次世界大战后期盟军轰炸机普遍挂载有源无源干扰设备，支援空袭飞机的安全突防，到越南战争时期，电子干扰已经成为战机出击的前提条件，战场电磁斗争已经常态化；三是优势制权阶段，从1982年贝卡谷地以色列空军在空中预警和电子战行动的大力支持下，取得“82：0”的“一边倒”胜利，直至1999年科索沃战争中北约军队借助于全面的电磁优势，牢牢掌握了战场制权的主动，战场电磁环境超出地理环境，成为制约作战行动的首要因素；四是全面提升阶段，从2003年伊拉克战争至今，随着信息技术的广泛应用，不仅军事行动更加依赖于以电磁波为媒介的信息活动，人类社会生产生活也更加紧密地与电磁活动联系起来，战场电磁环境正在上升为国家战略安全和利益拓展的重要方面。

记：复杂电磁环境与战场电磁环境是什么关系?

王：以往的年代里，一提到战场环境，人们头脑里立刻呈现出山川、河流、气象、水文以及人口、交通、建筑、社会情况等这些传统的战场环境要素。信息时代，随着电磁波在军事领域的广泛应用，作战双方在电磁空间内的激烈对抗，以及军队信息化建设进程的加快，人为和自然的、敌方和我方的、对抗和非对抗的各种电磁信号充斥于作战空间，综合形成了一个复杂密集、动态变幻的战场电磁环境，呈现出信号密集、种类繁杂、对抗激烈、动态变化等外在特征，而产生这些外在特征的根源是它的复杂性。为了突出或强调这种复杂性，人们常使用“复杂电磁环境”这一概念，实际指的就是“复杂的战场电磁环境”。

记：战场电磁环境的构成要素有哪几个方面?

王：从应用的角度看，战场电磁环境主要由自然电磁辐射，民用电磁辐射、军用电磁辐射和辐射传播因素四个要素组成。

自然电磁辐射是生成战场电磁环境的背景条件，包括静电、雷电、地磁场、太阳黑子活动、宇宙射线等产生的电磁辐射。这些自然电磁辐射对武器装备的影响效果往往是巨大的，对短波通信的干扰特别严重，有些影响甚至是毁灭性的。1981年5月，南京紫金山天文台观察到两次奇异的双带太阳耀斑，曾导致全球无线电短波通信中断两小时。1989年的太阳磁暴曾造成加拿大魁北克省水电系统崩溃。

民用电磁辐射包括民用雷达系统、电视和广播发射系统、移动电话系统，民航、交通等部门的用频设备，以及辐射电磁波的工业、科学实验、医疗等设备运行时产生的电磁环境。民用电磁辐射的分布情况与社会进步程度、经济发达程度、人口密集程度相关联。

军用电磁辐射是战场电磁环境的核心组成部分，对战场电磁环境的变化发展起决定性作用。现代战场上电磁辐射源数量多，部署范围广，分布密度大，而且众多辐射源在战场上同时工作，使得电磁环境变得非常复杂。无论是敌方还是己方，使用频繁的电磁辐射源主要是雷达、通信电台、光电设备和电子战装备。

辐射传播影响因素涉及影响电磁环境分布和电磁波传播的各种自然和人工环境。与上述辐射状况不同的是，它不主动辐射信号，却对人为电磁辐射和自然电磁辐射都会发生作用，从而改变电磁环境的形态。主要包括：电离层、地理环境、气象环境、诸如大气和水以及人为因素等各种传播媒介。

记：复杂电磁环境应该从哪几个方面进行描述?

王：复杂性是对战场电磁环境最本质的特性描述。我们认为，在一定的空间、时间、频谱上，电磁信号纵横交叉、连续交错、密集重叠，能量分布参差不齐，对相应的电磁活动产生重大影响的电磁环境，则是复杂电磁环境。这种复杂性主要表现在电磁活动在空间、时间、频谱和能量的状态分布上。

在空间上，电磁波辐射是纵横交错的。当前，人类活动空间的任意一个点上，都不可避免地受多种电磁波的同时照射，就是在一间普通的办公室中，既可以看电视机，也可以听收音机，还能使用手机。战场上的每一个阵地，也将同时受到多种功能和样式的电磁波照射。据统计，在冷战时期，东西德边境地区上空一架飞机将同时受到几十部不同类型雷达、数百台通信电台的照射。可以毫不夸张地说，现代战场上每个阵地上能够接收到的电磁辐射信号要远远多于在喧嚣的市场上一个人所能听到的各种声音的总和。

在频谱上，电磁信号的工作频率是密集交迭的。尽管电磁频谱的范围从零可以延伸到无穷大，但可供人们使用的电磁频谱还是集中于相对狭小的区域内。又由于大气衰减、电离层反射与吸收，以及不同频率电磁波的传播特性，在实际应用过程中，人们只能使用电磁频谱的几个片段，这样就势必造成同频电磁辐射信号的同时、同地工作，从而相互干扰、相互影响。例如，给人们带来极大便利的移动电话和寻呼台就与导航雷达、通信在频率上重叠，也曾经多次发生过干扰民航导航通信，迫使飞机无法正常降落的情况。

在时间上，电磁辐射活动是集中连续的。每时每刻，在全球各地都有多种电磁辐射活动在不间断地进行着；在战争关键时期，各种备用电子设备和火控制导系统集中使用，再加上电子战的相互攻击，使得同时工作的电子设备“爆炸性”增长，以至于产生了战场电磁环境水平不一致，高威胁目标难以掌握、突发性威胁增多，以及各种接收设备难以应对的困难局面。以空中雷达辐射信号为例，在1～18GHz范围内，20世纪70年代雷达脉冲密度是

4万脉冲／秒，80年代是100万脉冲／秒，90年代已达到100～200万脉冲／秒。

在能量上，电磁辐射的功率是强弱参差的。在任何时刻、任何空间和任何频率上电磁辐射信号的功率强度也呈现出多样性。在同一工作频段上，弱的电磁信号将被强电磁信号所覆盖，不同强度的高能电磁辐射甚至会对人与武器装备构成严重的生存威胁。例如，每平方厘米一万瓦的连续激光辐射能量可以烧毁光电探测器；雷电电磁脉冲和核爆炸生成的极高能量密度的电磁辐射脉冲，可以耦合感应到电子设备内部时，引起电路短路、击穿电子元器材，甚至烧毁、损坏计算机的中央处理器及外围部件，从而造成无可估量的损失。

记：战场电磁环境对作战会产生哪些影响?

王：战场电磁环境虽然是一种无形的空间环境，看不见、摸不着，犹如一种气氛、氛围或态势，却又严重影响制约着信息化战场上的作战行动及武器装备的效能发挥，突出反映在战场感知、指挥控制、行动效能和战场建设四个方面。

影响战场感知的真实性。信息化条件下，观测与感知战场的过程，实质上就是从复杂的电磁环境中筛选出有价值电磁信号的过程，其感知方式和途径无外乎被动地接受目标反射或辐射的电磁波，或者主动地发射电磁波照射目标，从目标反射的电磁信号中提取所关心的信息两种形式。在目标背景相对简单的情况下，截获相应电磁信号，犹如寻找“秃子头上的虱子”。但在电磁环境背景十分复杂的情况下，则相当于在茫茫星空中寻找一颗并不明亮的小星星。一旦己方管控不力，或者敌方电子干扰强烈，则必然陷入迷茫与错乱的被动境地，进而严重影响着各级指挥员和作战人员判断决策的准确性。

影响指挥控制的稳定性。信息化战场上，各种作战平台之间，作战平台与指挥机构之间都需要依靠无线电通信来传输情报数据、作战指令与协同信息。在电磁环境相对简单的时代，较小功率的无线电通信信号也能在较远距离上被识别、接收和处理，就像在平静的池塘中投入一颗小石子，层层涟漪也能传到岸边，当电磁环境复杂之时，即便一石激起千层浪，千石齐下也无法分辨出哪条波浪是由哪块石子所激起的。这样，无线电通信就将产生传递数据中断、差错率提高的现象，也就自然导致作战协同效率下降，并严重影响着指挥控制活动的稳定性。

影响作战行动的实效性。各种信息化武器装备的作战过程，实质上也就是通过电磁辐射的传播与接收，来完成导航定位、搜索发现、目标识别与火控制导等行为，最终形成信息化作战能力。以美军的“战斧”巡航导弹为例，作战距离达数千千米，在完成明确目标，准确导航、精确攻击的整个行动过程中，需要使用卫星光电侦察、卫星通信、GPS导航，以及末端电视制导等电磁活动。这些电磁活动无不在复杂的战场电磁环境中进行，任何一个环节受到干扰影响，都将导致整个攻击行动的失败。

影响战场建设的完备性。信息时代的战场建设绝非仅仅局限于传统的战场工程建设、储备作战物资、提供战场资料等，更需要重点考虑电磁环境的影响因素。突出表现在战场电磁资源配置、电子器材与技术储备、战场电磁环境数据资料的持续更新，以及各个电子信息系统预设阵地的防电子侦察和反辐射攻击等方面，从而使完善战场建设工作更加艰巨。

记：面对复杂电磁环境，我们是否有比较有效的应对措施?

王：面对复杂电磁环境应主要在电磁资源规划与管理、电磁兼容、电磁对抗和电磁武器四个方面做好工作。

电磁资源规划与管理。在信息化条件下的局部战争中，战场情况瞬息万变。各部队的指挥所、通信设备以及其它电磁辐射体的位置都不是固定不变的，电磁环境也随之不断变化，在某一时刻相互兼容的环境，在另一时刻可能就不再兼容。因此，战场电磁频谱管理对情况的变化必须快速反应，快速分析，迅速制定新的频率分配关案，尤其对于重点方向、重点作战部队要优先保障频率使用。对于战场上出现的未曾预料到的复杂情况，不能拘泥于战前制定的方案，要灵活机动地加以处置。

海湾战争一开始，美军电磁兼容分析中心即向美军中央司令部提供了多国部队用于频率指配的数据库、海湾地区电磁环境资料和分析资料，并专门从国防部电磁兼容中心抽调专家到沙特，组成多国部队的频谱管理机构，实施及时有效的频谱管理和无线电管制，为多国部队制定作战计划、实施指挥控制和协同作战提供了可靠的保证，使无线电设备和武器系统的作用在复杂电磁环境中得以有效的发挥，给伊拉克军队以重创。

战场电磁兼容是体系战斗力集成的一个重要因素。各种武器系统和作战体系，可以说都是信息化武装起来的。从通信、指挥控制、导航、雷达预警和跟踪、武器系统控制和数据处理等，除了系统内的兼容问题外，在一定的空间行动时都会有体系的电磁兼容问题。如果不能很好地解决各体系之间的电磁干扰问题，就有可能使各个作战体系之间互相影响而抵消战斗力，甚至造成作战失利。以英军在马岛战争中“谢菲尔德”号导弹驱逐舰被“飞鱼”导弹击沉为例，虽然该型军舰是当时最为先进的海上作战平台之一，其整体作战效能严重依赖于舰载各类电子信息系统的电磁活动，其自身电磁兼容问题没能有效解决，战场电磁环境不利影响没能消除，其卫星通信与预警雷达存在互扰而无法同时开启，最终导致其预警时间大大缩短，防空反导行动失效。如同导弹驱逐舰一样，对于现代战斗机而言，各种机载电磁辐射装备拥挤在作战平台狭小的空间范围内，也在同一空域内工作，其频谱使用处在相互重叠的状态。作战中，通信联络、对海、对空警戒、武器制导、接收GPS定位信息等各种电磁辐射工作都将同时展开，使局部电磁环境非常复杂。若不解决好平台电磁兼容问题，战斗机的作战效能将难以得到保证。

电磁对抗。谁掌握了制电磁权，便掌握了战争的主动权和胜利的钥匙。美军空中力量在过去十余年的区域冲突中能发挥重大作用，取得战区制电磁权压倒性优势是关键性因素之一。在美军的各种电子战飞机里，被称为“徘徊者”的EA-6B无疑是最著名的一种，这种越南战争末期问世的“老兵”，历经不断改进，目前可说是老而弥坚，堪称是美军电子战飞机的杰作。对于电子战飞机的需求是各国航空部队殊途同归的趋向。美国海军在2000年已展开EA-18G电子战飞机的系统设计和发展，它是F／A-18E／F“超级大黄蜂”战斗机的最新衍生型“咆哮者”，将取代已接近使用寿限的EA-6B“徘徊者”。目前，美国海军预计至2011年需要90架EA-18G，未来每艘美军航母上将各有一个由5架EA-18G所组成的电子战飞机中队。

电磁武器。在现代战场上，作战一方通过电磁武器加大电磁辐射能量，形成局部区域、特定时间内的强大电磁辐射威力，通过烧毁电子元器件和暂时性干扰等措施，瘫痪作战对手电子信息系统，进而瓦解其作战体系，电磁脉冲武器和高功率微波武器是其中两种典型的代表。其中高功率微波武器是一种定向能武器，属于非致命性武器的范畴。它利用释放的高功率微波脉冲能量，通过。前门”(天线)与“后门”(缝隙、引线、窗口)耦合进入目标内部的电子系统，破坏或烧毁敌电子设备，诸如雷达、指挥控制中心、计算机系统、电子战设备和通信设备等。

国际上研制电磁武器始于20世纪70年代，至20世纪90年代进入实用化阶段。美国和前苏联在研究和发展电磁脉冲武器时，都十分重视武器装备电磁环境效应和防护加固技术的研究。1987年，美国国防部提出“平衡技术倡议”计划，高功率微波武器是其五大关键技术之一。1991年海湾战争期间，美军在E-8“联合星”飞机上携带和使用电磁脉冲武器。1993年，美国进行了代号为“竖琴”的电磁脉冲武器实验，天线群向电离层发射电磁脉冲，阻断通信和摧毁来袭导弹。1999年3月，美国在对南联盟的轰炸中，使用了尚在试验中的微波武器，造成南联盟部分地区通信设施瘫痪3个多小时。伊拉克战争中，美军于2003年3月26日，用电磁脉冲弹空袭伊拉克国家电视台，造成其转播信号中断。电磁武器瞄准了未来信息化战争的软肋，科索沃战争、伊拉克战争中利用电磁脉冲武器上演的一幕幕“电磁珍珠港事件”给世人敲响了警钟，电磁脉冲武器已成为21世纪的大规模电子破坏性武器，西方某些专家甚至将其称为“21世纪的原子弹”。

责任编辑：寒兰