舰艇编队协同作战及电子对抗技术

【摘要】为了在未来多维度高科技的海战争中取得优势，深入研究了美军舰艇编队协同作战能力，并积极探讨了可能的电子对抗技术。从CEC网络构成出发，对CEC的工作流程进行了介绍，并对CEC的作战功能进行了研究，据此针对其薄弱环节提出了三种电子对抗技术，为我国海战场电子对抗技术发展提供参考。

【关键词】协同作战能力|海战场|电子对抗

协同作战能力（Cooperative Engagement Capability，CEC）是美海军网络中心战的重要组成部分，能较好地解决海上编队的防空预警问题。CEC系统可以使编队所有装备该系统的平台共享防空资源，融合分散部署的传感器获取的点迹信息，形成一致的火控质量空中态势，进行协同防御作战，即便本舰传感器没有探测到来袭目标，也可据此发射舰空导弹进行拦截，从而实现编队对来袭目标的实时反应，扩大对来袭目标的拦截纵深，提高防空作战效率。

目前，美军已在不同平台配置了三种型号的CEC系统，包括舰载AN/USG-1A系统、AN/USG-2A系统和机载AN/ USG-3A系统。并且在全部航空母舰、“宙斯盾”舰、两栖登陆舰和E-2C鹰眼预警机上配置CEC系统，实现了编队中不同平台的防空雷达、敌我识别器、防空武器等集成，组成了一个有机运行的多平台协同防空作战系统[1]。

一、CEC组成

CEC系统的网络各节点主要由三部分组成：一是协同交战处理机（Cooperative Engagement Processor，CEP），负责处理大量威胁目标信息，为网络中各单元提供一份完整可靠的战场态势图，实现各单元的联网定位；二是数据分发系统（Data Distribute System，DDS），该系统是一个高可靠的抗干扰数据链，通过DDS在单位间实时分配传感器信息[2]；三是与现有系统的集成改造。

（一）CEP（协同交战处理机）

CEP可融合网络各单元的目标数据，通过敌我识别（Identification Friend Or Foe，IFF）系统获得的目标属性数据，实时生成精确态势图。在此基础上，CEP判定目标对本单元的威胁程度。如果达到威胁标准，即使本单元传感器并未探测到目标，CEP也能将其他单元的目标探测数据传输给本单元传感器，并启动跟踪目标流程。

此外，CEP与本地探测、侦察和武器设备直接交联，探测、侦察设备的数据可快速传输给CEP，并及时将火控数据送到武器设备上。CEP还与指控系统互联，以保障本地统一行动调度。

（二）DDS（数据分发系统）

DDS属于CEC的端机部分，主要功能是实现单元组网和数据分发[3]。DDS作为基本的协同网络完成了指控信息、传感器信息、目标信息和作战图像等交联，是防空体系的信息保障。

DDS是一个高速通信数据链设备，通过相控阵天线和大功率窄带定向发射等手段，实现抗干扰和抗截获性能。可以说相控阵天线是DDS中重要传感器，其探测能力、精度对CEC起着关键作用。相控阵柱状天线直径44英寸，高度14英寸，能够实现约30dB的增益。由于采用高功率发射机，其他协同单元也采用同样的相控阵天线，对接收机灵敏度要求大幅降低，因此DDS系统设备的抗干扰性能够消除敌方可能采用的每一种如跳频、频率交错等灵巧干扰对网络造成的危险影响。

（三）与现有装备的集成改造

为了实现交战时火控数据的高精度传输，CEC系统与舰艇现有装备集成为有机整体。其中，与CEC系统互连的主要雷达传感器如表1所示。

与CEC系统综合的战斗系统如表2所示。

二、工作流程

在完成网络构建后，CEC网络工作流程[4-5]主要包括时间同步、数据融合和拦截条件判断与打击，如图1所示。

（一）时间同步

CEC网络建立后，所有单元会依据提前制定的规则生成时间排序表，表中包含各单元在各时间间隙的配对信息。各单元在保持时间高度同步的基础上，以该排序表的时间相互发送或接收探测数据，并在一段时间后完成所有单元的互通信，从而实现数据共享。

（二）数据融合

CEP对目标进行判断，如果达到威胁标准，将融合各单元的探测数据融合生成威胁目标的航迹。各单元的探测数据包括目标的距离、方位、俯仰以及多普勒参数和本单元的传感器信息等。CEP通过栅格锁定功能实现探测目标的关联，通过卡尔曼滤波实现探测目标航迹的融合生成，达到对目标的跟踪和识别。据美军实测数据，CEC系统中每个目标仅产生1.06个航迹（关联率约为94%），而Link16产生1.35个航迹，其他方式则要产生1.5个航迹[6]。

（三）拦截条件判断与打击

CEP实时跟踪威胁目标的航迹，只要探测到目标达到某单元的拦截条件，则生成火控信息并传输给该单元的武器设备和指控系统；如果未达到威胁标准，则各单元继续实时探测。实施拦截后，各单元继续探测威胁目标，若拦截成功，则任务结束；若拦截不成功，各单元继续探测威胁目标。

三、作战功能

CEC系统作战功能包括复合跟踪与识别、精确提示和协同交战三个功能[7-9]。其中复合跟踪与识别形成的目标航迹图的可靠度直接决定了后两者的效能。

（一）复合跟踪与识别

CEC通过时间同步和数据融合，实现了对目标的复合跟踪与识别。目标航迹形成示意图如图2所示。

由于目标态势图是通过融合各单元的探测数据生成的，因此任一单元的某个侦察、探测设备出现故障或受到干扰失效时，目标跟踪丢失的概率都较低，在各种复杂条件下都能较好地保障舰艇编队的作战效能。

（二）精确提示

CEC形成目标航迹后，若目标达到对某单元的威胁标准，即使未探测到目标，CEC也能将目标数据传输到该单元，从而实现精确提示功能。本单元收到数据后，将自动启动探测设备，直接对准目标来袭方位开展探测，发起对目标的搜索和跟踪。协同节点精确捕获示意图如图3所示。由于已经提前获取目标的精确位置，所以能大幅增加本单元的捕获距离。

（三）协同交战

一个单元可以在本地探测设备尚未捕获到目标的情况下，利用来自其他单元的探测数据来发射导弹并引导拦截目标，实现协同交战功能。协同交战示意图如图4所示。

CEC的协同交战功能，增加了防御火力纵深，一次交战不成功，也有第二次交战的机会，通过选择最佳的单元进行防御，实现了舰艇编队统一的行动调度，最大限度地发挥导弹防御系统的体系作战能力。

四、对CEC的对抗手段

通过上述介绍可以看出，CEC网络由多个协同单元组成一个复杂的指挥信息系统网络。由于CEC网络是利用相控阵雷达组网的方式形成，属于无线通信链路，因此对抗方采用电子干扰时，无线链路易断开或混乱[10-11]。

（一）干扰相控阵天线

干扰相控阵天线主要是针对“宙斯盾”舰的AN/ SPY-1相控阵实施干扰。为对其形成有效干扰，可以采取以下方式：通过尽量靠近雷达达到增大干扰功率和争取同步瞄频干扰时间的目的；通过噪声和假目标干扰相结合的方法对抗旁瓣消隐；通过采用超过相控阵天线的旁瓣对消数的干扰源数量的方式对抗旁瓣对消[12]。通过干扰相控阵天线，该单元的探测能力、精度将大幅下降，从而影响CEC的整体作战效能。

（二）干扰舰载预警机

美国舰艇编队作战基本以航母为中心进行体系布置，其探测和防御区域可以分为内防区、中防区和外防区，其中外防区主要有预警机、舰载战斗机和核动力潜艇构成。舰载预警机具有探测距离远、覆盖范围广、识别目标多等优势，在CEC系统中发挥着至关重要的作用。但由于其雷达反射截面大、红外特征明显，很容易被对抗方雷达探测[13]。因此对抗方电子战飞机可以通过组合不同干扰频段对雷达进行干扰，从而削弱舰载预警机的探测距离和通信能力，致使CEC系统对来袭目标的感知能力降低，削弱协同交战效益。

（三）主动申请式干扰

CEC网络作为一个开放式的平台，对抗方的雷达同样能够收到探询信号。如果对抗方获取了准确的入网信息，模拟友方以正确的信号方式应答，即可作为协同单元加入到CEC网络中，进而攻击；若不能顺利入网，也可以通过持续申请入网，使CEC其中一个节点疲于辨别，从而影响工作。

五、结语

本文系统介绍了美海军CEC系统的组成、工作流程、作战功能，CEC通过各单元协同作战，提高了整个编队的作战效能。对此本文提出了针对CEC关键节点的电子对抗技术，可对CEC的无线通信链路进行干扰，从而降低CEC作战效益，为我国未来海战场的电子对抗技术和相关装备发展提供参考。中国军转民

参考文献

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（作者简介：莫嘉倩，中国人民解放军92728部队，硕士研究生，研究方向为电子对抗）