揭开“天蝎座”的神秘面纱

  揭开“天蝎座”的神秘面纱

  去年11月,以色列航空航天工业公司(IAI)公布了被称作“天蝎座”(Scorpius)组合的多个新成员,并称“天蝎座”电子战系统具有干扰、对抗包括敌方无人机、舰船、导弹和雷达系统等多样化目标的能力,可以同时对不同方向、具有不同频谱特征的敌方电子目标实施干扰。

  按以色列相关研发公司的说法,在世界各国现有的电子战系统、平台和装备中,以色列“天蝎座”电子战系统“第一次实现了在时间、空间、频域上的多功能自主调适和自适应变化,堪称突破性进展”。那么,这究竟是一款什么样的电子战系统?又预示着电子战系统怎样的发展方向?请看相关解读。

  电子战是指使用电磁和定向能技术来控制电磁频谱或攻击对手的军事手段或行动。

  随着电磁器件及装备越来越多地应用于作战感知、通信和导航环节,电子战的地位作用日益凸显。

  1982年的贝卡谷地之战中,以色列用电子侦察无人机获取叙利亚防空导弹阵地雷达数据,又安排预警机、电子战飞机与战斗机群一起作战。这是典型的电子战。

  2020年亚美尼亚与阿塞拜疆在纳卡地区爆发的冲突中,久姆里基地的“克拉苏哈”电子战系统至少击落了9架“贝拉克塔”无人机,电子战装备的威力再次显现。

  近年来,随着网络和电子信息技术高速发展,武器系统对网络信息的依赖程度加深。适应这种变化,电子战装备的发展也呈现出新变化。以色列的“天蝎座”电子战系统,就体现着这种变化。

  四位一体的新形态

  去年11月,以色列航空航天工业公司宣布了新的“天蝎座”-G(陆基型)和“天蝎座”-N(舰载型)系统的存在。这两个最新产品应用了“天蝎座”电子战系统前期推出的两个机载吊舱——“天蝎座”-SP(自卫防护型)和“天蝎座”-SJ(防区外干扰型)的相关技术,并与“天蝎座”-SP、“天蝎座”-T(训练型)共同构成了四位一体的“天蝎座”电子战系统。

  “天蝎座”-G(陆基型)主要用来探测和干扰来自地面和空中的威胁,在野战防空和要地防空中提供电子掩护。

  由于引入了新型有源相控阵技术,“天蝎座”-G可以同时干扰不同方向多个来袭目标的电子侦察、定位和制导系统。与传统电子战系统相比,它的反应速度更快,灵敏度更高,干扰距离更远。人工智能技术和数字化设备的使用,使它能对不同目标进行长时间探测、跟踪,显示电子战斗序列,进而通过自动运行或操作员控制,有针对性地对目标实施精确干扰。

  由于采用模块化设计,它能以不同尺寸、重量和复杂程度安装在不同平台上。多个“天蝎座”-G电子战系统组网时,可以覆盖更大、更复杂的区域,形成对己方目标的电子防护,同时干扰、破坏敌方的感知、通信、制导系统。

  “天蝎座”-N(舰载型)由4个共形安装在中央桅杆上的面板组成,能独立运行或与其他船舶上的电子战系统联网运行。针对海上作战,“天蝎座”-N进行了优化,能保护己方军舰免受包括对手舰载系统、反舰导弹、无人机和有人机所搭载电磁感知手段的探测威胁。

  “天蝎座”-N同样引入了新型有源相控阵技术,发现目标更快、更多,看得更远、更清晰。

  氮化镓固态放大器的应用,使“天蝎座”-N能够更好地感知、获取敌方电磁装置的运行信息,甚至能跟踪和拦截低截获概率雷达的探测,为在更远距离上干扰目标提供信息支撑。

  “天蝎座”-SP及其衍生型号“天蝎座”-SJ推出时间稍早一些。两者同为机载吊舱式,能搭载的平台多,干扰频段范围较宽。“天蝎座”-SP可干扰敌方空中和地面电子系统,为己方作战飞机提供电子掩护。“天蝎座”-SJ侧重提供防区外干扰,它的干扰距离更远、范围更大,可搭载在运输机、空中加油机上,在一些安全空域遂行护航和干扰任务。

  “天蝎座”-T是其训练型。研发出训练型,是“天蝎座”电子战系统的创新,一方面避免了直接用电子战飞机训练形成资源浪费,另一方面也可避免因为训练导致电子战系统作战特性、电磁频谱特征等信息泄露。据称,这个平台可用于“天蝎座”电子战系统所有组成型号的模拟训练。

  突出鲜明的新特点

  和以往一些电子战系统的发展模式和功能多寡不同,“天蝎座”电子战系统总体上呈现出“批处理”的鲜明特点。

  一是电子战系统装备的系列化。电子战能力来自电子战系统和装备。陆、海、空作战平台由于活动空间特性、形体特征、容纳能力和机动特性不同,对电子战系统的外形和功能要求也不同。这就导致了以前的一些电子战系统,虽然也有技术上的相互借鉴关系,但大都各有侧重,瞄准一个方向发展,在一定程度上甚至自成体系。而且,这些电子战系统的发展路径大都是“研发一个、成熟一个、列装一个”。“天蝎座”电子战系统各组成型号的现身接近于“批处理”模式,即在很短时间内先后推出4个型号,用这些不同的装备型号来满足不同军兵种、不同作战空间、不同作战平台的需要。

  二是可同时应对和处理多个方向的不同目标。以往的一些电子战系统只能干扰一定频段和方向角度的目标,“天蝎座”电子战系统则可以同时对周边作战空间进行全方位扫描,寻找、定位目标,进而聚焦电磁波束,对包括无人机、舰船、导弹、通信链路、低截获概率雷达等相关的多个敌方电子目标进行干扰,具有“批处理”对抗、干扰敌方多种不同目标的特点。

  这主要是因为,“天蝎座”电子战系统引入了有源相控阵技术。

  和有源相控阵雷达的原理类似,融入有源相控阵技术的电子战系统可使用一个天线阵列,同时向多个方向发送波束。该天线阵列由许多能够辐射和接收电磁信号的单元有规则地排列而成,各单元能按照一定规律组合并相对独立地完成任务。

  尤其是第二代有源电子扫描阵列的发射/接收模块开始采用氮化镓基器件,这类器件功率密度和带宽容量更大。因此,使用氮化镓基器件的电子扫描阵列不仅扫描性能更加优异,在探测距离和峰值输出功率方面也今非昔比。

  凭借此类技术上的突破,“天蝎座”电子战系统探测的距离更远、目标更多,且可同时探测多种类型的多个威胁,通过定制响应,向不同目标精确发送专用的狭窄干扰波束。

  当然,将有源相控阵技术应用于电子战系统并不是以色列航空航天工业公司的创举。其他一些国家如美国,也在这个方面取得了一些进步。

  三是感知与干扰带有一定自适应性。“天蝎座”电子战系统被设计为同时针对多个威胁,能适应复杂战场电磁环境。形成这种能力的前提,是要能及时、精准地获取敌方电磁信号,分析出这些电磁信号的特征,根据各类技术参数调制出对应的干扰信号。这一过程,显然离不开智能化信息处理系统的“加盟”。同时全方位应对多种威胁,在一定程度上证明,“天蝎座”电子战系统对目标的感知与干扰带有自适应性,即能根据实际状况和需求有选择、有针对性地确定对策加以干扰。

  这一点也可从另一方面得到证明。“天蝎座”电子战系统的4个型号,其数据库都可通过编程进行更新,加入最新的威胁目标数据。其地面训练型也具备训练应对当前和未来更多威胁的功能——据说其模拟训练内容中还包括第四代和第五代战斗机的相关训练场景。

  不同以往的新趋势

  “天蝎座”电子战系统的现身,反映出一些事实:一是电磁频谱正成为现代战争中各方激烈争夺的又一个核心领域;二是电子战系统的发展逐渐呈现出不同以往的新趋势。

  一是一体化。这一方面是指将功能相近的各型电子战设备组合成一个体系,在简化系统基础上实现信息更优交互,提高电子战效能。较为典型的做法,是将陆基、空基、海基等电子战系统整合为一个既相对独立又相辅相成的综合性电子战系统,使其发挥更大效用。另一方面,则指网络攻防与电子战的一体化。以往,电子战通过对射频截获和干扰来进行,网络战则重在对代码的干预与处理。随着科技的发展,电磁空间与网络空间的界限逐渐变得模糊起来。网络攻防可以借助电磁信号的接收、处理和发射来更好地实现,而电子对抗的延伸又必定与网络攻防息息相关。尤其是赛博空间作战概念的提出,使网络攻防与电子战的一体化需求变得更加现实而紧迫。2007年,以色列就曾采用“舒特”系统压制叙利亚防空体系并摧毁叙利亚核设施,昭示了网电一体化作战的潜力与前景。2019年,美陆军与诺斯罗普·格鲁曼公司签订了一份价值9亿多美元的合同,旨在支持后者进行网络和电子战的研发、集成、测试等活动。

  二是智能化。随着无人机、舰船、导弹所搭载电子信息设备的升级、通信链路加密手段的改进,以及其反干扰能力的提升,在日益密集和复杂的电磁环境中,电子战系统要发挥作用,必须在智能化方面更进一步。简要地讲,一方面要继续借力数据建模、智能算法、大数据技术等,优化电子战系统运行效能;另一方面,要通过运用机器学习、深度学习等智能技术,在电子对抗实践中持续改进和升级电子战信息处理系统,使电子战系统更高效地对目标进行分析判别,制订应对策略,达成作战目的。近年来,一些国家提出了“认知电子战”概念,其中的“认知”指的正是应用人工智能技术,即通过将电子战系统的频谱接收传感器和机器学习工具、人工神经网络等算法结合在一起,使电子战系统具有自动发现、分析、判别敌方电磁辐射的能力。

  三是模块化与开放性。借助标准化的模块结构和弹性系统骨架,通过对模块种类、数量等进行调整,就能根据战斗需要快速组合成功能各异的电子战系统。这一直是电子战系统研制者追求的目标。如此,不仅能有效提高电子对抗系统的反应速度和作战效能,还能避免设备的重复研制,降低成本造价,简化后勤保障和技术维护。“天蝎座”电子战系统的研制成功证明了这种做法的可行性。单纯地体现在外观上,凭借模块化设计,不同的“天蝎座”型号可以在尺寸、复杂性和效能方面进行调整。这也为今后其他国家研制电子战系统提供了思路。此外,开放性或将成为今后电子战系统发展的一大特征。在反干扰设备不断迭代及新威胁目标不断出现的大背景下,电子战系统只有采用开放式架构,才能不断吸纳像有源相控阵技术这样的新“营养”。

  吴敏文 杨杨 【编辑:王诗尧】