电磁域主动防御理论研究*

王洪迅 ，王洪雷 ，邓靖 ，向新

☞目标特性与探测跟踪技术☜

电磁域主动防御理论研究*

王洪迅1，王洪雷2，邓靖1，向新1

（1.空军工程大学 航空工程学院，陕西 西安 710038； 2.中国人民解放军93149部队，甘肃 酒泉 735018）

长期以来域外国家对中俄实施各种敌对抵近侦察（HCR），这种现象愈演愈烈，并已经提升到“侦察威慑”的理论层次，且呈现体系化、智能化的发展趋势。分析了HCR的威胁、效能机理、技术原理、认知局限性，以及DHCR（拒止敌对进近侦察）传统措施的局限性和认知误区。以电子侦察在电子战中的应用和HCR/DHCR中的雷达反侦察为例，从夺回DHCR中的制电磁权及遏制HCR任务的角度出发，针对性地提出了电磁域主动防御的新理论。结合DHCR任务，针对性地提出了CRJ（反侦察干扰）的新战术任务类型，为DHCR体系化奠定理论基础。

敌对抵近侦察；拒止敌对抵近侦察；侦察威慑；电磁域；电磁战；主动防御

0　引言

长期以来，域外国家对我国实施各种不友好抵近侦察（hostile close-in reconnaissance，HCR）行动屡拒不止［1］，愈演愈烈，并已发展出了“侦察威慑（deterrence by detection）”［2-3］理论。然而，当前拒止敌方抵近侦察（deny hostile close-in reconnaissance，DHCR）的措施尚拘泥于传统“制空权”，未考虑制电磁权［4-6］这一客观需求，这一现状迫切需要得到改变。

这种HCR威胁巨大，尤其在电磁域；DHCR的理论和技术尚不成熟。传统认为拒止敌方电磁侦察属于电磁战（俗称电子战）［7-8］领域，电磁战是为控制频谱而战，目的是保护己方通信、武器制导和态势感知；主要包含电磁侦察、电磁进攻、电磁防御。电磁战的作战对象主要为各种雷达、通信类射频源；其中的电磁防御［9］，则主要针对雷达和通信个体。尽管雷达和通信也发展出了一些反侦察理论和技术，但是这些理论和技术多数从个体的角度出发，并且以提高技术难度、降低效能为代价。即使做到了这一点，仍不排除被侦察的可能，信号特征不仅包括各种信号的技术参数和特征，还包括辐射源位置特征，进而遭受反辐射攻击的巨大威胁。

本文针对DHCR中反电磁侦察这一客观需求，从电磁域的角度提出了主动防御理论，用以指导未来拒止域外不友好国家各种HCR的行动和措施。

1　HCR的威胁

实施HCR域外国家的装备技术先进，已经发展出了“侦察威慑”的理论。这种HCR理论和效用也得到了充分展现。

1.1　HCR装备先进

当前全世界范围内，美国的HCR装备最为先进。在电磁域，其HCR装备类型繁多，技术先进。其中包括：

从领域来看，有航空型，航海型，以及太空侦察。其中航空平台居多。

从传统的电磁侦察角度看，有各种COMINT装备、ELINT/ESM装备、SAR装备等。

从平台来看，虽然大部分是未装备武器，但是基本上可以做到平战结合。既有客机平台，也有无人机平台。

1.2　“侦察威慑”理论

2020年4月，2021年7月美国战略与预算评估中心（CSBA）发布两个关于“侦察威慑”（deterrence by detection）［10-12］的报告，针对大国竞争的需求提出了“侦察威慑”的新理论，构建对关键区域的实时、持续的态势感知，从而形成对其他大国的威慑。其中建议：

（1） 充分利用全域ISR平台；

（2） 利用人工智能技术简化ISR作战程序；

（3） 参照“邻里守望”概念建立区域多域融合中心，提升热点地区的信息共享及融合能力。

“侦察威慑”理论的提出和完善，标志着HCR发展到了一个新层次，瞄准构建高效费比、持续、可互操作的情报监视侦察网络体系，向体系化、智能化、效能化方向发展，追求对电磁频谱的全域、全时控制。

1.3　HCR成效显著

美国及其仆从国的HCR建设以及运用可谓成效显著。这也是其大力发展相关技术，形成“侦察威慑”能力的现实基础。

1.3.1针对俄罗斯的成效

根据文献［13］，可知2022-05-19—06-03期间，美国及其北约盟国沿黑海、乌克兰和白俄罗斯边境遂行的密集HCR如图１所示。涉及G550、E3、S100D预警机，EP-3E、RC12X、RC135W，RC135V、S102B电子侦察机，RQ4全球鹰无人机，E8C战场监视机等。尽管其后期HCR有所减少，但其成效体现如下：

图1 　俄乌冲突中北约的抵近侦察（引用图）

（1） 成功地预报了俄乌冲突。

（2） 俄乌冲突之后，根据HCR成果，精准掌握俄军的军事部署，对俄罗斯军官和重要的目标（飞机、坦克等）、区域实施了有效、精确的杀伤［14］。

1.3.2针对中国的效果

长期以来，美日针对中国实施各种HCR，基本摸清了中国的电磁域态势和能力，为其后续潜在的电磁作战奠定了基础。HCR主要有3种任务类型：①常规HCR，保持其常态化的侦察威慑；②特种HCR，针对我国新装备、新型号的电磁辐射，专门实施的HCR；③冲撞HCR，通过实施冲撞HCR，试探我军体系能力，试图发现新的电磁目标［15］。

通过长期且持续的HCR，美国及其盟国基本摸清了对手的雷达、通信等信息化辐射源的部署情况、技术参数以及体系能力。

2　DHCR现状

中国和俄罗斯作为HCR的针对对象，长期以来也采取了各种DHCR应对措施，但是传统的DHCR措施明显效果不佳。

2.1　DHCR传统措施概述

综合来看DHCR主要有３种类型，分别是：军事措施，外交措施，电磁措施。

2.1.1军事措施

每当遭遇HCR事件，由作战飞机进行伴飞、监视、警告、驱离。驱离的基准通常为12海里（22.224 km）领海线。

2.1.2外交措施

中俄两国多次就这些HCR事件，与当事国进行外交交涉与抗议。也通过外交渠道与当事国进行了部分约定。然而，实施HCR的当事国也常常混淆视听，以“距离过近、影响飞行安全”为由大造舆论，实施外交抗议。

2.1.3电磁措施

中俄两国也对己方的电磁资源采取管理和技术措施，防止被侦察，其中包括：

（1） 电磁管控与电磁静默。一旦遭遇HCR，就采取电磁管控措施，使用简单调制的信号辐射，甚至关机，实施电磁静默。

（2） 发展LPI信号，降低被侦察概率。例如雷达，主要体现在如下方面：①宽带／超宽带相控阵；②双／多基地雷达探测；③一体化探测；④宽带、低副瓣相控阵天线；⑤低截获概率（LPI） 波形设计。

2.2　DHCR效果局限

前述这些传统DHCR措施有很多局限性，主要表现如下：

（1） 军事措施方面，往往由于抵近距离过近，导致事态升级，容易造成意外事件。

（2） 外交措施，基本只能表态，达不到遏制其HCR的目的。从根本上而言，外交效果是以军事实力为支撑。

（3） 传统的电磁管控，被动措施多，往往以降低本身体系的效能为代价。

2.3　DHCR认识误区

之所以出现这种现状，这与对HCR/DHCR的传统认知误区有关，主要体现在以下几个方面：

（1） HCR/DHCR的竞争和博弈自二战时期就已经存在，双方争取的是制空权：HCR通过进攻试探对方制空权的范围和能力，多数情况下DHCR通过防御保卫己方制空权。“制空权”是DHCR的认识基础，而且这种认识延续至今。

（2） 实施HCR的各种平台，很多未装备武器，例如机载平台的多为各种客机改装而来。这些平台航程长、机动性差，在一定程度上减少了对方的警戒心理。中俄等大国防空能力很强，认为战时可以迅速杀伤这些HCR目标，这使得中俄长期忽视HCR的威胁。

（3） 这些国家实施HCR过程中，HCR数量较少，使得中俄认为可以采取少数战机进行警戒伴飞和驱离。而忽视了HCR的常态化和体系化使用，足以累积大量侦察数据，得到有价值的感知信息［10］。

（4） DHCR电磁频谱管控在平时尚有不错的效果，从而使得DHCR认为战时也可以通过改换频点、改换调制实施电磁机动，但是忽视了HCR技术水平和能力。例如，现有SIGINT技术可以获取辐射源的射频“指纹”［16］，辐射源即使改换了频点和调制，但通常改换不了射频“指纹”。

（5） “电磁战”相关理论多源于美欧，主要是美国，中俄一定程度上形成了“跟跑”的思维定式，这部分影响了结合自身实际需求而进行理论方面的独立创新。事实上就美欧而言，因其极少面临中俄HCR，亦缺少DHCR的相关军事经验、理论和手段。

3　电磁域主动防御理论

以雷达为例，在进一步分析HCR/DHCR效能的基础上，指出了传统雷达和电子战理论方面的局限，并基于此改弦更张，提出了适合DHCR的电磁域主动防御理论。

3.1　HCR效能机理

在电磁域，HCR本质上是一种电磁侦察的军事行动，采用OODA原理更容易解释HCR效能机理。

依据电子战“OODA”［17］作战信息环（分别对应：“观察”、“定位”、“决策”、“行动”）分析，HCR中的COMINT、ELINT/ESM、SAR等，可以达成如下效能：

（1） 直接的效能。通常能完成其中的前两个“O”：观察、定位。通过电磁侦察手段，获得被侦察方的雷达、通信辐射源，地形地貌的分布，达成电磁态势和目标的感知，并可初步筛选出重要目标。

（2） 间接的效能。为后续“D”和“A”奠定基础。使得“D”依据更充分，“A”更有针对性，使得指挥控制、电磁战等相关军事行动更精确。

上述效能已经在伊拉克战争、俄乌冲突等多次战争中得到了验证。此外尽管航空HCR多无武装，但迄今为止实际上少有被直接击落的案例。常态、持续和成体系的HCR，使其在未来冲突中的初始阶段能够充分做到“有备而来”，从而主动抓住了作战优势，后续阶段中的HCR也能免遭对手的威胁。

3.2　HCR技术机理

现以HCR中的ELINT/ESM及其侦察的典型对象——雷达为例，阐述HCR技术机理。且后续在未特别说明的话，本文所述雷达均假定为收发一体的雷达；或从更广义的概念范畴而言，是接收天线与发射天线几乎在同一地理位置的雷达。

3.2.1机载ELINT/ESM侦察的空间态势

如图2所示为一个典型的HCR态势，假设在处有一个雷达辐射源，其信号特性通常是HCR所密切关注的。在雷达、通信等电磁辐射源辐射电磁信号的过程中，敌方侦察机一般通过其机载ELINT/ESM装备来获取该雷达的信号特征以及地理位置［18］。

图2 　机载ELINT/ESM装备对雷达的侦察

3.2.2雷达方程与机载ELINT/ESM侦察方程

图2中雷达辐射源通过主动辐射电磁信号，获取对方目标的信息；这种情况下并考虑其他因素，雷达的侦察方程一般表示为［19］

在雷达辐射过程中，HCR的机载ELINT/ESM装备则可侦收雷达所辐射的电磁信号，获取或者确认该辐射源的情报以及信号特性。ELINT/ESM的侦察方程［20］，可表示为

3.3　传统电子战理论及其局限

传统电子战［5-8］中有源干扰主要针对雷达辐射源，同样需要结合特定的空间态势进行分析。

3.3.1有源干扰态势

传统的有源干扰态势如图3所示，在处有一个有源干扰设备，处有一个非友方的辐射源（以雷达为例），对实施有源干扰。

3.3.2有源干扰方程

图3态势中，处雷达通过主动辐射，探测获取处的目标。而处的机载ECM装备则通过侦收该雷达辐射的电磁信号，向雷达辐射有源干扰信号。在该过程中雷达接收的干扰功率为

式（4）化简可得

图 3 　传统有源干扰场景

3.3.3传统有源干扰战术

在航空兵作战中，传统的有源干扰可以按雷达、目标、干扰机相对位置分为如下4种基本战术：

远距离支援干扰（stand-off jammer，SOJ），干扰机远离目标，通过辐射强干扰信号掩护目标，一般为遮盖性干扰，干扰雷达旁瓣。

随队干扰（escort support jamming，ESJ），干扰机在目标附近，通过辐射强干扰信号掩护目标，一般为遮盖性干扰，干扰雷达主瓣或者旁瓣，大多用无人机实施。

自卫干扰（self screening jamming，SSJ），干扰机位于雷达目标上，一般为欺骗性干扰，干扰雷达主瓣。

近距离干扰（stand forward jamming，SFJ），干扰机到雷达的距离领先于被保护目标，通过辐射干扰信号掩护后续目标。主要由投掷式或无人机实施。

3.4　电磁域主动防御的理论机理

综上分析可知，传统有源干扰主要针对敌方雷达、通信等辐射源，针对非友方ELINT/ESM的有源干扰尚不多见。然而对于非友方ELINT/ESM采取技战术措施又非常必要，因此本文将电子战有源干扰应用于DHCR，形成了一种新的电磁域主动防御理论。

3.4.1一种新的有源干扰战术

为了阻止HCR中的ELINT/ESM，本文提出了一种新的有源干扰作战样式：

反侦察干扰（counter-reconnaissance jamming，CRJ）：伴随敌方电子侦察机飞行，对我方雷达实施保护，防止我方雷达被对方电子侦察机侦察信号的干扰。并且期望在该过程中，我方雷达、通信等辐射源仍然能够正常工作。

根据上述定义可见，这种CRJ与前述传统有源干扰的4种基本战术均不相同，是一种新型的战术任务，用于电磁域主动防御HCR中的ELINT/ESM。后续通过态势建模，以雷达辐射源为例，并据此对其进行理论分析。

3.4.2DHCR的空间态势

如图4所示，在处有一个雷达辐射源，处有一个非友方的ELINT/ESM侦察机。现在处有一个我方的CRJ有源干扰机，其接收我方雷达信号，对ELINT实施有源干扰。

图4 　反机载电子侦察任务场景

在这个过程中，期望达到2个效果：其一是对非友方ELINT实施的有源干扰，使得非友方ELINT对无法侦察和定位处友方雷达辐射源，起到遮蔽效果；其二是不干扰友方雷达的探测和跟踪。

3.4.3保护己方辐射源的干扰机理

在图3的态势下，雷达到达敌方ELINT的信号功率可以表示为

CRJ有源干扰机到达敌方ELINT的信号功率可以表示为

则这种情况下的干信比可以表示为

（1） CRJ干扰机与非友方ELINT之间的相对距离。该距离越近，CRJ干扰效果越好。

（2） CRJ有源干扰的辐射功率。该功率越大，干扰效果越好。

（3） 友方雷达（被敌侦察的对象）的辐射功率。该功率越小，干扰效果越好。

（4） 极化特性。CRJ有源干扰与友方雷达极化特性应该一致。

CRJ干扰的效能可以类比于“太阳”效应。正如夜间满天繁星，很多星星的实际温度远超太阳，分离度较大的星星难以达到互相遮蔽效果；而白天太阳出现，则满天星星一个也不可见。

3.4.4计算分析

上述各种影响因素在实际中需要综合考虑和调整。下通过算例进行分析。

转换成dB形式为

（1） 分析干扰距离

若非友方ELINT/ESM与我方雷达的距离按40 km预计，并假设已知有源干扰：250 W，增益200。则可分析我方干扰机与非友方ELINT/ESM之间的干扰距离需求。根据式（11）计算可得：

亦即我方CRJ干扰机与敌电子侦察机之间的距离要小于500 m，可以看出该数值的战术要求还是非常高的。

（2） 分析干扰功率

若须我方CRJ干扰机与敌侦察机之间距离1 000 m达到干扰需求，则可分析我方CRJ干扰机的干扰功率与增益需求。根据式（11）计算可得

以目前的技术水平，可以实现这种干扰功率与增益的有源干扰。

（3） 限制雷达辐射效能

若已知干扰机干扰功率及其干扰距离，则电磁遮蔽效能就存在一个上限。在这种情况下就需要限制雷达辐射效能。也就是说，因有源干扰能力局限就需要限制雷达的辐射能力。

假设干扰距离1 000 m，有源干扰23 dBW，增益23 dB。为了达到干扰需求，根据式（11）计算可得：

亦即雷达功率增益积不大于69 dB。本例中天线增益33 dB，根据式（11）计算可得：

3.5　其他补充说明

根据上述态势以及干扰效果分析，需要克服某些传统的认知误区，并且有些因素需要进一步补充说明。这些也正是与传统理论相比，本理论的特别、新颖的体现。

3.5.1需要克服的认知误区

（1） 需要进行全频段压制。但是根据上述技术原理分析，全频段压制会有2个缺点：①全频段压制往往失去了有源干扰的针对性、精确性；②全频段压制往往需要消耗相当大的辐射功率，这徒然增加工程实现的技术难度。

（2） CRJ干扰的距离要足够远。这是考虑到敌人有可能对我CRJ发动攻击的情况。但实际上有2个现实因素需要考虑：①敌HCR平台多数无武装；②距离越远干扰效果越差。

（3） 单一干扰即可达到效果。需要看到，针对敌方HCR的侦察威慑体系，单一平台、没有协同、非体系化不能达到DHCR的效果。需要遭受HCR的辐射源，CRJ源联动，指挥协同，采用体系化的方式应对。

（4） CRJ不能实现协同。实际上本文提出的CRJ可以感知己方侧的电磁态势，实现信号级协同。同时为敌方HCR营造了一个虚假的电磁环境，从源头上遏制了其电子战OODA进程。

3.5.2进一步的补充说明

（1） 在上述分析过程中未对干扰样式提出需求，但是对于需要保护的频点，需要进行窄带压制，但仍然会给敌方提供频带特征，因此需要旁频、多频干扰，以压制敌方。

（2） 干扰效果可即时评估、预先评估。在己方辐射源工作的情况下，对非友方ELINT/ESM实施干扰的效果是可以进行评估的。只要知道地面辐射源的坐标，空中干扰机的坐标，和非友方ELINT/ESM的坐标，就可以进行干扰。

（3） 干扰发射极化特性不可忽略。干扰机的极化最好与地面雷达的极化一致，这样容易取得更好的干扰效果。

（4） 干扰机的收发隔离需求。与传统的有源干扰不同，本有源干扰是接收我方雷达信号，对非友方ELINT/ESM实施干扰。

（5） 己方雷达等辐射源尚需进行频谱管控和功率管理。己方雷达功率辐射越大，对CRJ有源干扰的功率需求就越大，或对CRJ有源干扰与敌方侦察机之间的距离需求就越近。但是只要己方雷达辐射功率足够低，可以通过本文所述特殊的机载CRJ有源干扰阻碍非友方ELINT/ESM工作。

另外，本文所述为平时态势以及应用，对于战时的应用有待深一步的讨论和研究。

4　结束语

本文所提出的电磁域主动防御理论，以及CRJ干扰战术，可以打破敌方电子战“OODA”作战环路，阻碍其前两个“O”的达成，因此可以作为DHCR的理论基础。为便于读者理解，尽管前述分析多有理想化、简单化情景，但是并不妨碍其成为一种有意义的DHCR作战样式。更多的CRJ资源，可以形成“拒止电磁穹庐”，遏制对手HCR效能，期望本文所提的电磁域主动防御理论能够应用于未来的DHCR，在争夺特定空域“制电磁权”的过程中，发挥独特作用。

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Research on Active-Defense Theory in Electromagnetic Domain

WANGHongxun1，WANGHonglei2，DENGJing1，XIANGXin1

（1.AFEU，Aeronautical Engineering School， Xi'an 710038， China；2.PLA 93149 Troops， Jiuquan 735018， China）

For a long time， hostile close-in reconnaissance （HCR） against China by foreign countries has become increasingly fierce， and has been upgraded to the theoretical level of "deterrence by detection"， showing a systematic and intelligent development trend. The threat， efficiency mechanism， technical theory， cognitive limitations of HCR are analyzed， limitations and cognitive misunderstandings of traditional DHCR （denial of hostile approaching reconnaissance） operations are analyzed. Taking electronic reconnaissance and radar counter-reconnaissance in electronic warfare as examples， regaining the electromagnetic right in DHCR is focused both with denying the tasks of HCR operations， a new theory of active defense in electromagnetic domain is proposed， and combined with the DHCR， a new tactical operation type is proposed with name of CRJ， laying a theoretical foundation for the systematization of DHCR.

hostile close-in reconnaissance（HCR）；deny hostile close-in reconnaissance；deterrence by detection；electromagnetic domain；electromagnetic warfare；active defense

2023 -02 -19 ;

2023 -06 -04

王洪迅(1977-)，男，河北吴桥人。副教授，博士，研究方向为航空电子信息理论与系统。

通信地址：710038 陕西省省西安市市灞桥区霸陵路1号 E-mail：whxwhxwhx@126.com

10.3969/j.issn.1009-086x.2023.03.012

E919

A

1009-086X（2023）-03-0099-08

王洪迅, 王洪雷, 邓靖, 等.电磁域主动防御理论研究[J].现代防御技术,2023,51(3):99-106.

Reference format:WANG Hongxun,WANG Honglei,DENG Jing,et al.Research on Active-Defense Theory in Electromagnetic Domain[J].Modern Defence Technology,2023,51(3):99-106.