电磁空间作战需要战场频谱管理与电子战的深度融合

石 荣，刘 江

(电子信息控制重点实验室，四川 成都 610036)

0 引言

电磁频谱管理与电子战原本是两个相对独立又有少许关联的专业方向。对电磁频谱进行管理主要是为了使各个用频设备与系统能够和谐共处，不产生自扰互扰，达到电磁兼容和共同有效使用电磁频谱的目的[1-2]。电子战又称为电子对抗，由电子对抗侦察、电子攻击与电子防御三大部分组成，实施电子战的主要目的是为了阻止敌方对电磁频谱的使用，而确保己方的电磁频谱使用权，获得在电磁频谱中的优势和在电磁频谱空间中的行动自由[3-4]。由此可见，在过去的几十年之中这两个专业方向都是围绕着电磁频谱的使用而各自相对独立发展的。

实际上电磁频谱可以认为是一种自然资源，虽然人类对这种资源的开发利用也仅仅只有短短的百余年的历史，但是随着信息科技的发展，频谱利用越来越广泛，频谱资源的价值也越来越大。频谱资源与自然界中的水、土地、矿产、石油等其它资源一样，成为人类生产生活中不可缺少的要素。从古至今，人类社会体系的构建无不与资源的分配紧密联系在一起；纵观人类历史上的战争，大多与资源的争抢紧密相关。频谱资源也不例外，和平时期主要涉及频谱资源的协调分配与监控管理，而在战争时期交战双方对频谱资源的争抢与侵占则成为现代高科技战争中的重要一环。因此，电磁频谱管理与电子战这两个专业方向如今在频谱资源利用与管控上紧密地缠绕在了一起，二者之间的新型关系的构建也成为本文重点探讨的内容之一。

1 和平时期频谱管理的有效运行

在人类社会的和平时期，各种国际公约大都会得到相对较好的遵守，各种矛盾大多是通过谈判与协调来化解。当前在全球范围内制定电磁频谱使用规则的权威组织是国际电信联盟(ITU)，其拥有近200个国家或地区级的成员单位。ITU的世界无线电大会每4年召开一届，会议的一项主要任务就是审议并在必要时修订《无线电规则》，这是对全世界无线电频谱使用等活动进行管理的国际条约[5]。世界各国或地区根据《无线电规则》实施电磁频谱管理，确保所有无线电业务合理、公平、有效和经济地使用电磁频谱。也正是由于有了上述机制，世界各国政府与军队都建立了各级无线电频谱管理机构，对各种无线电设备的用频实施规划、监测与管理，从而确保了广播、电视、卫星、移动通信、遥控遥测、雷达、电台、空间探测、无线电导航等各种无线电业务之间互不干扰，和谐共同平稳地运行，从而获得最大的社会效益和经济效益[6]。

和平时期电磁频谱管理的一项重要任务是非法用频的查处。非法用频就是指违反《无线电规则》，或者违反所在国家、地区所制定的频谱分配与特定用途的频谱使用行为。以我国为例，各级无线电频谱管理委员会都设有数量众多的电磁频谱监测站，对各地区电磁频谱的使用情况进行实时监测与记录，并与事先规划的频谱使用规则进行比对，一旦发现有异常无线电信号则对其实施测向定位，并派遣工作人员立即到现场阻止该无线电发射设备的继续工作，并对使用者进行调查取证，以做进一步处理。通过对非法用频的查处，确保了合法用频所拥有的权益，从而也维护了正常的电磁频谱使用秩序。

如果打一个生动的比喻，则无线电频谱使用规则就好比人类社会中的交通规则，非法用频就好比违反了交规，而无线电管理人员就好比交通警察，对非法用频的查处就与日常生活中的交警查处交通违章具有极强的相似性。在和平年代，如果将电磁频谱看成一种交通资源，则电磁频谱管理就好比交警指挥交通、查处违章，确保各种交通工具的正常有序地运营。但有人又会提出疑问：大家知道挂军牌的车辆在大街上行驶，普通交警通常是敬而远之，显然，军车违反交规这对应了军用频率侵占民用频率，这又怎么处理呢？实际上在现实社会中，军队里设置有“纠察”岗位，普通交警对军车违章可能无能为力，但是纠察人员有权对违章军车进行处罚，“纠察”就好比军内的交警，这样一来在和平时期，无论民事还是军事，交警与纠察的配合就可完全确保交通的顺畅运行了。同样各级军事管理部门也专门设置有军事频率管理机构，对电磁频谱的使用情况进行不间断的监测，一旦发现军队违规，也是要启动非法用频的查处行动的。

由上述内容可见，在和平年代无论是民事用频、还是军事用频，都会受到所在国家或地区政府和军队的各级无线电管理委员会等专门机构的管理，从而确保在这个开放的电磁频谱空间中各种无线电设备对电磁频谱资源的合理合法的使用与高效运行。

2 交战状态下频谱管理面临新问题

在战争状态下电磁空间中最主要的两大类目标对象是雷达与通信。雷达的用频管理相对容易，因为绝大多数雷达是单基地雷达，在同一地点自发自收，独立性强，所以如果出现几部雷达之间互扰，雷达操作员自己就可以根据互扰情况对雷达用频进行调控，处理也相对灵活。但是通信就不一样了，特别是在空间上分布于一定范围内的通信网，因为入网终端众多，不仅容易出现互扰，而且各个终端都是自发它收，关联性很强，用频调控也比较复杂，所以传统的战场电磁频谱管理中主要关注的是对各个通信终端用频的协调与管理，而且重点在于具有复杂传输信道的通信网的用频管理，例如：短波通信网、地面超短波通信网、卫星通信网等。

在战争状态下，军队中的频谱管理机构实施战场频率管理的任务主要包含以下几方面：

1)战场电磁频谱环境信息的收集与分析；

2)己方各种用频设备的频率使用的规划与分配；

3)对各种用频设备用频信息的指令生成、命令传递与接收；

4)战场用频情况的监视与用频冲突的消除。

由上述内容可见，战场电磁频谱管理的对象是己方的用频设备，主要是确保己方各个用频设备之间不会产生自扰或互扰，为军队打赢战争提供保障。不过战争状态与和平年代是大不一样的，军队可以对自己的用频设备实施频率管理，但这一管理对于敌方的用频设备毫无作用。如果己方的用频设备发生了用频冲突与相互干扰，显然及时发现、迅速协调并消除是战场电磁频谱管理的核心关键。但是如果己方电子设备的用频与敌方设备的用频发射相互干扰，则战场电磁频谱管理对此情形该如何提供解决方案呢？上述情况在战争史上的确发生过。

早在第二次世界大战期间就发生过一起雷达与通信相互干扰的事件。1942—1943年期间，德国的“弗雷亚”警戒雷达工作于120～130 MHz频段，而美国轰炸机上安装的SCR-522甚高频电台恰巧也覆盖了这一频段，于是双方产生了谁都没有预料到的互扰。美军飞行人员经常抱怨其飞机上的电台在某些通信信道上会出现严重的干扰；德军地面雷达人员也发现了他们的“弗雷亚”雷达有时会遭到美军轰炸机的干扰。美军最初并没有意识到SCR-522电台受干扰的原因，而德国人从击落的美军轰炸机上发现了与他们雷达处于同一工作频段的电台，并通过试验复现了干扰现象。于是德军为了避免在电磁空间中的用频冲突，主动将“弗雷亚”雷达上的工作频段扩展至了57～187 MHz，从而确保了“弗雷亚”雷达在复杂战场电磁环境中的正常工作[7]。

更进一步地讲，如果己方电子设备的用频遭受敌方的有意干扰，战场电磁频谱管理又当如何？显然，上述情况在军队处于和平时期是难以遇到的，但是随着现代高科技信息化战争的迅速发展，可以预见，上述两种情况肯定会在未来战场上频繁地出现。而且在战争状态下，战场电磁频谱管理的任务的第3条“对各种用频设备用频信息的指令生成、命令传递与接收”还存在着致命的隐患，因为在交战状态下用频指令大多是动态生成，实时传递，而传递的手段还是落实在了无线通信上。如果传递频谱管理指令的无线通信信道遭受敌方的强烈干扰，造成实时动态的频谱管理指令无法下发到己方的各个用频设备上，这对于战场电磁频谱管理来讲简直就是致命的一击，几乎等同于整个战场电磁频谱管理体系的崩溃。

在战场上遭受敌方干扰情况下要确保己方对电磁频谱的使用不受影响或少受影响，这实际上属于电子战中的电子防御的研究范畴。电子防御是指在己方实施电子战，或敌方运用电子战削弱、压制或摧毁己方战斗能力时，为保护人员、设施和装备不受任何影响而采取的各种措施。这也说明，在战场上的频谱管理要发挥应有的作用离不开电子战的帮助。另一方面，交战状态下两军在电磁空间中的作战目的就是确保己方在电磁频谱空间中的行动自由，同时削弱甚至剥夺敌方在电磁频谱空间中的行动自由。己方不仅要通过电磁频谱管理管好自己的用频设备，而且还要通过电子战中的电子攻击手段打击敌方的用频设备。只有二者的结合才能确保在电磁空间作战中获得电磁频谱优势。接下来本文先对美军在几场局部战争中的典型用频事件进行回顾，对其中的用频经验加以分析与借鉴。

3 美军在几场局部战争的用频示例

美军在几场局部战争中对战场电磁频谱管理与电子战用频管理的典型事件概述如下[7-9]。

1)朝鲜战争期间

在朝鲜战争中，由于美军的通信侦听部队能够从中朝军队的地空通信中得到许多有用的情报，所以美军在战场电磁频谱管理上发布了一项政策性文件：“除非得到远东空军司令部的专门批准，不得使用有源通信对抗措施”。实际上，在整个朝鲜战争期间，美军采取的通信干扰一直没有得到批准，因为一旦对中朝军队的地空通信实施干扰，那么美军的通信侦听同样也会遭受干扰，而无法获得任何有用的情报。

在1952年5月—1953年12月的朝鲜战争期间，美国远东司令部收到了100多份关于在该地区美军部队受到雷达或无线电干扰的报告，经过调查之后确认：其中的大部分是己方或民用设备、或是近处有故障的电气设备产生的无意干扰，但是也有一些干扰是己方飞机未经过批准释放的有源干扰，或是投放的箔条所造成的。由此可见，在朝鲜战场上，美军电子干扰的释放是需要得到批准之后才能使用的。

2)越南战争期间

在1968年的越南战争中，美军太平洋空军司令部制定了一个“战斗马丁”计划，在几架F-105F飞机上安装了诺斯罗普公司研制的ALQ-59型通信干扰机，准备对北越战斗机的甚高频通信信道实施干扰。结果这样的行动只执行过一次，因为美国国家保密局否决了该计划，他们认为从侦听北越的通信业务中获得情报，比使用通信干扰机来破坏其通信更有价值。由此可见，这一时期美军使用电磁频谱的最高决策权掌握在美国国家保密局的手里。

3)海湾战争期间

为了避免越南战争中由于缺乏有效的控制，导致美国国家保密局行使它对通信干扰的否决权，在1991年的“沙漠风暴”行动中，国家保密局、空军和情报部门之间建立了一种协作关系，以解决这一问题：对于同一个战场上出现的电磁信号，是干扰它？是利用它？还是要从中获得情报？在“沙漠风暴”行动中建立了一个电子战斗通信网，由一名电子战斗控制员通过它用保密话音链路控制决定是否实施干扰。在空中预警与控制系统飞机上，还有一名电子战斗协调军官，他负责“罗盘呼叫”飞机、RC-135飞机和其它飞机之间的联络。在这些飞机上的系统能够自动区分出敌方和己方的通信信号，使用联合频率分配表，可以有针对性地选择干扰频率，使其不干扰己方部队使用的那些频率。

在“沙漠风暴”行动之前，战场电磁频谱管理的一项主要工作就是确定己方部队的主要频率、第二频率和第三频率，在“沙漠风暴”行动中，如果发现有敌人在使用己方部队的某个工作频率，己方用频设备就会离开这个频率，并请求控制员指示敌人的使用方式，并批准对它实施干扰。

4)上述用频经验的小结

以能者为师是一项优良传统，学习美军战场电磁频谱管理的经验无可厚非，但是不能完全照抄照搬。回顾近半个多世纪以来美军发起的多次局部战争，例如：朝鲜战争、越南战争、海湾战争等，美军在战场上采取了合理的电磁频谱管理方法，确保了这些战争的顺利进行，并受到美国国内的广泛赞扬。但大家需要看到这样一个事实，在上述几场局部战争的电磁空间争夺中，美军全部是占尽了绝对优势，倚强凌弱。美军在电磁空间中除了遭到极个别的骚扰之外，几乎没有受到任何有潜力的挑战。实际上美军自己也意识到了这一情况的存在，并以此为前提制定了美军自己的电磁频谱管理条令与条例。学习美军的经验固然可贵，但也要清醒地认识到上述这些战场电磁频谱管理经验也仅适用于以强打弱，在电磁空间中具有绝对优势的条件下才能使用。可以设想，如果在电磁空间中有2个势均力敌的对手，他们相互之间的干扰更是家常便饭、习以为常，那么在如此激烈的电磁对抗条件下，美军在这些局部战争中的电磁频谱管理做法依然还有效吗？依然会那么高效吗？这就是接下来要讨论的问题。

4 在电磁空间中确保己方的行动自由，限制敌方的行动自由

在未来的电磁空间作战行动中，目标是确保己方的行动自由而限制敌方的行动自由。要实现这一目标，不仅需要加强如下几方面的能力，而且还要树立全新的战场用频新观念。

1)电磁频谱管理与电子战一个也不能少

和平年代的电磁频谱管理，常常被比作交警与纠察，这种比喻虽然生动形象，但是交警与纠察仅具有处理交通方面的民事和低烈度军事纠纷违纪执法的能力。一旦进入战争状态，交警与纠察还能用吗？还管用吗？还好用吗？说实在的，交警与纠察管理的对象是己方，而不是敌方。打击敌人靠的是己方的军事力量。反过来比喻，在电磁频谱空间中军事力量的代表是电子战。如此看来：电子战是维护整个电磁空间安全的军事力量，而电磁频谱管理是维护整个电磁空间安全的民事力量，从古至今，打赢一场战争，军事力量与民事力量的相互结合才是最佳之路，也许这一比喻在一定程度上还更加贴近现实。这里可以沿用前面的国家体制来打一个比方，电磁频谱管理好比一个国家中的警察系统，电子对抗好比一个国家中的军队系统，对于完整的国家职能的实现来讲，警察和军队这两个部门一个也不能少，只有二者紧密融合，才能确保国家安全；同样在电磁空间中频谱管理和电子对抗一个也不能少，只有二者紧密融合，才能确保电磁空间安全。

2)电磁频谱管理与电子战需要紧密协作

在传统的电子对抗中只注重敌方电磁态势的呈现，关注战场上对敌方电磁信号的发掘与提取；在传统的电磁频谱管理中只注重己方的电磁态势的呈现，关注战场上对己方电磁信号的感知与分析。但是电磁空间是一个开放的空间，一旦爆发战争，己方与敌方的电磁信号是交织在一起的，不仅需要辨别哪些信号是己方的、哪些信号是敌方的，而且在战场上需要将整个战场上的电磁态势全面呈现给指挥员。有了这些信息，才可能准确地实施战场上的电磁频谱管理，也才能准确地实施电子战，从而做到电磁频谱管理与电子战紧密协作，这样一来，电磁频谱管理完成了从关注自己到关注敌人的转变；电子战也完成了从关注敌人到关注自己的转变，双方都会演进到关注整个战场上的整体电磁态势。

电磁频谱管理与电子战之间的协作与融合必然会提出：在前端的电磁信号接收与分析、频谱监测、电磁目标识别与定位等方面，电磁频谱管理与电子战二者之间要做到信息共享与共用，如图1所示。避免重复建设与低效使用，提升前端硬件的共用效率与信息的共享效益。

图1 电磁频谱管理与电子战的融合

另一方面，在传统的电磁频谱管理中，如果发现一处非法用频，通常是对其进行测向定位，然后派人去现场查处取证。如果从用频管理向用频控制发展，对于非法用频，也可以采用电子战的压制干扰手段，对非法用频的设备实施干扰，使得非法用频的使用者也不能使用这一频段，打消其非法用频的积极性与所获得的利益。这也是通过电子战手段来实施频谱管理的新方法与新途径。

针对敌方对己方发起的电磁信号侦察，在传统的用频管理中通常是转入电磁静默模式，如果从频谱控制的角度来看待这个问题，也可以采用对敌干扰的手段来保护己方的用频安全，而有效阻止敌方在电磁空间的侦察活动。这也是通过电子战手段来维护己方的用频权益的新思路与新观念。

3)发展泛在电磁频谱监测系统

在未来的战场上，认知无线电、认知雷达和认知电子战等设备广泛使用，在此暂且不去探讨对这些大量使用的具有认知能力的智能无线电设备如何进行有效的用频管理，关于这个问题后续会进一步探讨，但是可以发现，认知无线电、认知雷达和认知电子战等设备实际上都具有电磁频谱自动感知的能力[10-11]，再加上可穿戴电子信息对抗设备的广泛应用[12]，这就意味着在未来战场上到处遍布着大量的电磁频谱监测设备，所以将这些设备所获取的战场电磁频谱信息汇总起来，自然也就高精度地再现了整个战场的电磁分布特征与电磁态势。这实际上就是泛在电磁频谱监测的变现形式，也将成为未来电磁频谱管理与电子战融合的主要发展方向之一，这一点在图1中也得到了全面体现。

4)各种电磁目标敌我属性的准确判别

如前所述，由于电磁空间的开放性，在战场条件下敌我双方的无线用频设备的电磁发射全都交织混杂在了一起，再加上战场电磁频谱管理的动态特性，通过电磁频谱监测与电磁信号侦察所截获的各种电磁目标的用频信息需要及时判别其敌我属性，准确区分敌我双方的通信信号、雷达信号、干扰信号等。在此条件下，才能对整个战场的电磁态势进行准确把握，分析出己方的通信与雷达中哪些信号遭受到了己方自己电磁辐射源的干扰？而哪些信号遭受到了敌方的电磁干扰？并及时定位出干扰源的位置，从而为后续己方自己的用频冲突的排查与疏导，以及抗干扰措施的采取提供决策依据。另一方面，分析出敌方的通信与雷达中哪些信号处于用频活跃状态？哪些已经遭受到了它们自己的互扰自扰？哪些正在遭受己方发起的电磁干扰？并及时定位出敌方各个电磁辐射源的位置，从而为己方电子攻击资源的合理优化分配与调度，以及对重要辐射源实施反辐射摧毁提供决策依据。由此可见，对电磁频谱监测与电磁信号侦察所截获的所有电磁目标信号的敌我属性进行准确判别，是实施有效电磁频谱管理与电子战战斗管理的基础与前提。

实体空间中目标敌我属性的识别大部分是依靠敌我识别无线通信系统来实现的，但是对电磁空间中的电磁目标的敌我属性的识别具有更高的难度，因为电磁目标本身就是一种无线收发系统，对电磁信号进行敌我属性的有效标识，至今都还没有完全做到。当然在战场电磁频谱管理中，首先需要对己方的所有用频设备的电磁信号特征进行事先采集与识别，并构建己方电磁目标数据库。另一方面，还需要依靠电子对抗中的信号情报系统对敌方电磁目标实施长期的侦察，构建敌方电磁目标数据库。在全面掌握己方电磁目标特征数据库与部分掌握敌方电磁目标特征数据库的基础上，才可能提升战场电磁空间中各种电磁目标敌我属性判别的准确率。上述敌我双方电磁目标数据库的构建过程，也深刻体现了战场电磁频谱管理与电子战的深度融合的必要性与重要性。

5)宏观缓变的电磁用频规划与微观的自主认知动态用频相结合，提升战场电磁频谱管控的速度与效率

随着战场用频管控从事先的静态规划向实时的动态调控的方向发展，在电磁空间中实施机动已经成为世界各国军事界的普遍共识，为此美国海军还专门提出了“电磁频谱机动战”的作战方针[13]。另一方面，随着认知无线电和认知雷达的发展，在电磁空间中通过自主认知，实时搜寻电磁频谱空洞而加以利用已经成为未来各种用频设备所具有的普遍能力。再加上战场电磁频谱千变万化，特别是在电子攻击作战场景中用频管控的速度往往还跟不上电磁环境的变化速度，这就迫使具有认知能力的用频设备自身根据环境的变化而自适应地调整自己的用频过程，确保自己在电磁空间中的行动自由。这从客观上就要求将宏观缓变的电磁用频规划与微观的自主认知动态用频相结合，提升战场电磁频谱管控的速度与效率。

6)将战场电磁频谱管理与电子战战斗管理有机结合，提升电子攻击与防御的有效性

在传统的电子战指挥控制中重点关注的是对敌实施电子攻击，至于电子攻击过程中对己方用频设备的附带干扰，造成己方通信链路的中断，己方雷达失去目标探测能力，对此影响考虑很少。这种粗犷鲁棒式的干扰攻击在现代以网络为中心的信息火力并重的战争中，作战效能难以有效提升，精准电子攻击成为未来电子战的重要发展方向之一。而要实现精准的电子攻击，就必须将战场上对己方的通信、雷达等用频设备的电磁频谱管理与电子战战斗管理有机地结合，利用二者共有的电磁频谱监测与识别信息，在对敌实施有效电子干扰的同时，保护己方的电磁设备对频谱的有效利用，杀敌而不伤己。另一方面，通过有效的电子防御来提升己方电磁设备的用频效率，增强电子攻击与电子防御的有效性。

实际上美军在上述方面已经做出了示范，例如美国陆军研制了“电子战规划与管理工具(EWPMT)”，旨在提供一种可视化呈现方式的电子战战斗管理系统，其中特别强调了使电子战操作人员、频谱管理人员与指挥所之间更好地协调、合作、同步与共享信息，如图2所示[14]。EWPMT在2016年就实现了首次能力部署，并进行了成功的作战试验，后续还在持续改进，增量化发展[15]。

图2 电子战规划与管理工具(EWPMT)

EWPMT具备的典型能力可归纳总结为：战场频谱态势显示与频谱管理能力；电子战战斗管理能力；电子战效应的可视化与毁伤评估能力；网络态势感知与展现能力；与友军及国家信号情报数据库通联能力等。EWPMT实际上是美国陆军在电磁空间作战过程中将频谱管理与电子战深度融合的典范，以此来达到在电磁空间中确保己方的行动自由、限制对方的行动自由的最终目的。

5 结束语

战场电磁频谱管理不仅只是管好己方电子设备的用频，电子战战斗管理也不仅只是关注敌方电子设备的用频，在电磁空间作战过程中既要确保己方在电磁空间中的行动自由，也要尽量限制敌方在电磁空间中的行动自由，从而确保己方在电磁频谱上的优势，为整个战争的胜利奠定基础。正是出于上述目的，将战场频谱管理与电子战进行深度融合才显得前所未有的必要。本文通过对这一问题的深入分析，从民事与军事配合、战场电磁态势呈现、泛在电磁频谱监测、电磁目标敌我属性判别、战场动态用频与电子战战斗管理等多个方面指出了二者走向融合之路的途径，其中所提出的众多方法路径为后续的具体行动实施提供了重要参考。