【决胜电磁波】新的技术与能力

有源电扫阵列系统已经在F-22的APG-77雷达和F-35的APG-81雷达上使用，并将成为AN/SPY-6防空与反导雷达（AMDR）、EA-18G"咆哮者"的"下一代干扰机"（NJG）、改进SLQ-32舰载电子战系统的"水面电子战改进项目"（SEWIP）等新系统的组成部分，如图19所示。有源电扫阵列系统可以足够小且廉价，能装载在导弹和小型无人机上，并且还能安装在大型有人或无人平台的多个位置。采用氮化镓（GaN）放大器技术，有源电扫阵列能够为有源和无源系统提供较高增益，这就带来了更大的功率捷变性，同时提高了其无源灵敏度。如果联网，这些分布式阵列作为一个整体即可在多个方向、更宽的频率范围发射和接收信号，同时协调其对敌辐射的响应行动。

图19、"下一代干扰机"和APG-81雷达

最后，能够在空域、频域和时域中机动的电磁频谱能力将会提高美国军用与商业用户共享频谱的能力。随着新型移动通信和感知技术在商业上的应用，电磁频谱正变得日益拥塞。商用带宽不断扩张的需求正在逐步侵占军方使用的电磁频谱部分。电磁频谱捷变将有助于商业和军事用户制定消除其时域和空域辐射冲突的程序和自动化控制方案。

多功能

第二章所描述的作战概念要求在未来战场上美军所有的平台、有效载荷都要成为电磁频谱战网络的一部分。要获得所需的机动性和地理及空间覆盖，这对于美国国防部当前的单一任务无线电台、雷达和干扰机来说将是充满挑战的任务。装备有单一任务能力的平台需要三种以上的独立系统来完成通信、无源感知和噪声干扰任务。第二种方法是每个功能都由一个单独的平台来完成。推广到整个部队，这两种方法都过于复杂、昂贵、且可能无法持续。

第三种方法是开发单个电磁频谱战系统，每个系统都能够履行通信、感知、干扰、诱骗或照射目标的功能。这就能以极低的成本提供未来部队所需的能力。由于不同的电磁频谱战功能需要对频率、动态范围、功率电平以及带宽进行不同的组合，因此必须采用新的技术。如图20所示，无线电台需要大的带宽但不需要宽的频率覆盖；而雷达需要宽的频率覆盖，但不需要大的动态范围。例如，新型有源电扫阵列系统由于采用了宽带发射机和接收机，所以在大部分情况下能够在射频频谱中同时完成多种功能。因此，无论是无线电还是雷达，装备有源电扫阵列的武器系统都需要对这些特性进行平衡。

图20、各种电磁频谱战系统所需的特性

采用工作在红外、可见光或紫外电磁频谱波段的多功能焦平面阵列也是可行的。新型半导体技术使开发焦平面阵列系统成为可能，这些系统可以作为无源传感器和通信接收机使用，能够探测更大频率范围的信号。与低功率激光器或发光二极管（LED）组合，这些系统还能够提供低截获概率/低探测概率通信，并充当多基地红外/紫外传感器。

除了扩展电磁频谱战系统的工作特性外，美国防部还需要开发和部署通用多功能控制器。目前的处理器和信号发生器通常用于控制一个特定的单一任务系统，即使系统的阵列可以支持不同的电磁频谱战任务。没有多功能控制器是当前的电磁系统不具备多功能的主要原因。目前的工业研究项目和政府项目正在研发这些控制器，如DARPA的ReACT项目。

小型化

第二章中描述的作战概念提出在对抗区域使用小型投掷式无人机和带有动力的载荷执行多基地无源感知、低功率防区内干扰和诱骗行动。电磁阵列越小，大型有人和无人平台所具备的电磁频谱孔径就越多，从而增大了其发射和接收范围。如果是分布式阵列，单架无人机就可以发射一枚用红外激光器照射目标的导弹，无人机用一个阵列无源接收反射的红外能量，同时使用定向射频数据链通过另一个阵列与准备攻击被照射目标的有人平台进行通信。

小型电磁阵列目前由拖曳式诱饵、"小型空射诱饵"、F-22、F-35、自卫干扰机携带。这些系统仍然相对昂贵，系统及其控制装置没有批量生产，无法满足大型电磁频谱战网络的需求。为了充分利用敏捷的网络化多功能能力带来的机会，未来的电磁频谱战系统应该比目前的系统小得多、便宜得多。

图21、拖曳式诱饵和"小型空射诱饵"

自适应

如果要充分发挥其潜力，敏捷的多功能网络化电磁频谱战能力则应该具备更强的自适应能力。"自适应"这种能力与无线电通信、干扰机、雷达或诱饵中普遍具有的自动化功能并不相同。例如，自动化系统可以在较窄的范围内进行频移，从而为无线电通信找到空闲频谱部分，或者为诱饵找到威胁传感器。它们还可以对威胁作出反应，用预先计划的对抗措施（如干扰或生成欺骗信号）来对抗已识别的敌方雷达或干扰机。数字射频存储干扰机就是新近的一个自动化例子。然而，目前的自动化电