电磁频谱作战时代的技术发展展望

云脑智库 2022-02-28 00:00


来源 | 电科防务

智库 | 云脑智库(CloudBrain-TT)

云圈 | “云脑智库微信群”,请加微信:15881101905,备注您的研究方向

声明 | 本号聚焦相关知识分享,内容观点不代表本号立场,可追溯内容均注明来源,若存在版权等问题,请联系(15881101905,微信同号)删除,谢谢。

前言:不是“四部曲”


2019年11月21日,美国战略与预算评估中心(CSBA)研究人员布莱恩·克拉克(Bryan Clark)发布了《制胜无形之战:在电磁频谱内获取持续性优势》的研究报告,该报告与美国战略与预算评估中心此前2015年12月2日发布的《制胜电波:重拾美国在电磁频谱领域的主宰地位》报告、2017年10月5日发布的《制胜灰区:利用电磁战重拾升格控制能力》报告一起,构成了该中心在电磁频谱战领域的“制胜三部曲”。尽管这3份报告发布于不同的时间,但从其主要内容可以看出,三者之间有着非常清晰的发展脉络,即,围绕电磁频谱战这一核心理念,分别解释了电磁频谱战是什么、怎么用、怎么做的问题。

这3份报告发布之初,对于人们理解“电磁频谱战”这一前沿理念的内涵与外延起到了非常好的作用。然而,随着2020年5月22日美国参谋长联席会议正式发布《JP 3-85:联合电磁频谱作战》条令、美国国防部正式发布《电磁频谱优势战略》,“三部曲”在有些方面显得已经跟不上时代。尤其是在术语方面:首先,“三部曲”所提出的“电磁频谱战”(electromagnetic spectrum warfare,EMSW)这一术语随着《JP 3-85》条令、《电磁频谱优势战略》中明确提出“电磁频谱作战”(electromagnetic spectrum operations)而逐步成为“废语”;其次,“三部曲”所提出的“电磁战”(electromagnetic warfare)这一术语尽管被《JP 3-85》条令所采纳,但在内涵和外延上也有了较大变化。

在这样的背景下,作者布莱恩·克拉克(已经从CSBA离职,并就职于哈德逊研究所)根据《JP 3-85》条令、《电磁频谱优势战略》所体现出的一些新理念对“三部曲”进行了修订,并于2021年3月发布了《无形战场:美国电磁频谱优势技术战略》研究报告(下文简称《报告》)。

从内容来看,《报告》的基本理念与“三部曲”一脉相承、改动较小,但从术语层面来看,该报告统一采用了《JP 3-85》条令和《电磁频谱优势战略》中的“电磁频谱作战”、“电磁战”等术语。可见,该报告不应视作“制胜四部曲”,而应视作在电磁频谱作战时代作者对“三部曲”的修订。当然,《报告》的修订力度还是比较大的,尤其是将重点放在了技术发展方面,而且充分立足于美国当前的实际,提出了区别式发展的电磁频谱作战技术演进思路,从非对称角度将电磁频谱作战技术分为4个不同的技术群。这些都很有参考价值。


一、报告主要内容


报告主要包括4部分内容,分别为:美国对手的电磁频谱作战条令与发展趋势;美国在电磁战与电磁频谱作战方面的发展趋势;电磁频谱作战概念与能力的非对称性比较;技术优先事项。其中,“技术优先事项”是整个报告的落脚点。


01


美国对手的电磁频谱作战条令与发展趋势

《报告》采用净评估方法对美国、中国、俄罗斯在电磁频谱作战条令等方面的发展趋势进行了对比分析。评估过程中强调竞争对手之间的交互,并以美军为中心进行分析。净评估通过从多个维度评估竞争对手之间的关系,以更好地确定美军获得持久优势和缓解严重脆弱性方面的机遇。此外,考虑到自冷战以来美军在电磁频谱能力方面的领先地位不断被削弱,美国的技术发展将需要更多地集中在对抗对手的能力上,而不是集中在继续扩大冷战优势方面。

《报告》首先对中国和俄罗斯的如下几方面能力进行了分析与评估:电磁频谱作战战略域作战概念;电磁频谱作战组织、部队架构、能力。然后对中国和俄罗斯电磁频谱作战姿态、训练、作战方面的发展趋势进行了展望。最后,基于上述分析给出了中国和俄罗斯在电磁频谱作战技术方面的未来优先发展事项。

其中,中国的优先发展事项包括:开发电子战在内的“创新型电子与软件”;利用人工智能辅助开展敌方赛博脆弱性分析、辐射源识别和电磁频谱管理,最终提高其赛博作战和电子战能力。

俄罗斯的优先发展事项包括:开发小型干扰模块以实现可控效果;开发能够利用强大电磁辐射进行破坏的系统(包括高功率干扰机、高功率微波和激光、爆炸驱动的高功率微波系统);开发通过影响信息的可访问性、完整性和保密性来对抗对手指控系统的能力;开发欺骗敌方电子信号、部队、武器和指控系统的技术;开发基于新型物理原理的低反探测概率(low probability of being counterdetected)目标定位系统(如,无源雷达、分布式雷达、光子雷达);在多域敌我识别与电子战系统集成的基础上实现电子战和其他部队的统一指控。


02


美国在电磁战与电磁频谱作战方面的发展趋势

本部分专门针对美国在电磁战和电磁频谱作战方面的发展进行了分析,与中国、俄罗斯的分析思路类似,本部分首先对美国电磁频谱作战战略域作战概念以及电磁频谱作战组织、部队架构、能力进行分析,然后得出了未来发展优先事项。

具体来说,美军在电磁战和电磁频谱作战方面的未来发展优先事项包括如下几方面。

· 人工智能和机器学习在电磁频谱领域的跨功能融合。

· 模块化开放系统体系架构在空中有人和无人平台载电· 磁频谱作战系统中的应用。

· 电磁频谱作战系统的数字现代化。

· 电磁战斗管理(EMBM)系统。

· 激光和高功率微波等定向能武器系统。


03


电磁频谱作战概念与能力的非对称性比较

本部分从地理环境、技术创新、指控与通信(C3)、人工智能的应用、电磁频谱能力开发、电磁战与电磁频谱作战组织、电磁战能力部署、电磁频谱作战概念等几个维度,从非对称性角度出发,对美国、中国、俄罗斯的电磁频谱作战领域进行了系统比较,如图1所示。

图1 本报告中净评估所采用的方法


04

技术优先事项

在上述几部分分析的基础上,报告就美国在电磁频谱作战技术领域的未来发展给出了具体建议。该建议最大的亮点就是将未来要发展的技术进行了区别式处理,从非对称角度将电磁频谱作战技术分为了4个不同的技术群,以实现不同的目标:打造避免(而非克服)挑战的能力;打造削弱对手优势的能力;打造将挑战转化为机遇的能力;扩大美国现有优势。

基于上述目标,得出了美军未来应优先发展的电磁频谱作战技术群,罗列如下:

· 灵活自适应性的电磁频谱能力;

· 无源和多基地电磁传感;

· 无源和多基地导弹防御;

· 网络化电子支援;

· 网络化电子攻击;

· 低截获概率/低探测概率有源单站传感;

· 多功能电子支援与电子攻击能力;

· 自适应宽带电磁频谱系统;

· 自动化电子战系统重编程;

· 辅助决策支持与通信管理系统;

· 虚拟和建设性电子战/电磁战环境;

· 电磁战斗管理系统;

· 开放体系结构硬件标准;

· 开放体系结构软件工具。


二、 “务实的”技术发展思路


如上所述,《报告》最大的亮点之一就是充分立足于美国当前的实际,提出了区别式发展的电磁频谱作战技术演进思路,从非对称角度将电磁频谱作战技术分为4个不同的技术群。在当前美国国防预算总量一定且在电磁频谱作战领域的增长幅度没有明显侧重的情况下,这种技术发展思路具备非常明显的因地制宜、扬长避短的“务实”特点。所谓“务实”,指的是区别于以往“全面获取绝对优势”的思路,采取了一种更加经济可行的思路。

01

思路一,“避敌锋芒”,避免而非克服挑战

与其试图直接与实力相当的对手国开展军工企业竞争,美军应该通过实施更具适应性和不可预测性的电磁频谱作战来应对对手的作战理念(如,中国人民解放军提出的“体系破击战”理念)。电磁频谱作战的能力本质上来说更加灵活、分布式特征更加明显。因此,通过频域、时域、能域、脉冲特性方面的机动来打造更多的选项,以便美军可以规避对手的反制措施,同时还可以让对手的应对变得更加困难且复杂(增加对手决策复杂度)。

02

思路二,“抵消优势”,抵消对手优势

美国作为主要对手的中国和俄罗斯在电磁频谱作战领域的主要优势就是本土优势,即,中、俄立足本土的作战方式与美国远征作战之间的地理非对称性。为克服这种非对称性,报告建议美军通过降低对有源系统(如,雷达、电子战系统等)和广泛采用的非低截获概率/低检测概率(LPI/LPD)通信网络(如Link-16数据链或通用数据链)的依赖,来弥补其所造成的固有脆弱性。

此外,美国还需要注重电磁辐射防护能力的建设,以抵消对手基于本土优势的电磁辐射利用(exploitation)能力(美军对于“电磁利用”的界定为“既包括了传统的电磁支援,也包括了新增加的信号情报”)。

03

思路三,“化危为机”,化挑战为机遇

如上所述,在电磁频谱作战方面,美军在对抗具备本土优势的、实力相当的对手时会处于劣势,对手可以通过在本土部署、设计集传感器、电磁攻击系统于一体的综合系统来对抗美国专用的电磁频谱作战能力。

此外,美国的潜在对手能够借助强大的军民工业基础快速响应式生成电磁频谱作战能力,因此,在这种情况下美军若仍想获得对称优势,则需要付出更多的努力、更高的成本、更高的时间代价。鉴于此,《报告》建议,美军需要采用更灵活的硬件、支持人工智能的软件来实时调整其电磁频谱作战能力。

04

思路四,“扬己之长”,充分发挥美国现有优势

尽管美国在与实力相当的对手竞争的一些关键方面落后,但美国在某些领域仍保持了优势。美军应利用这些优势,让对手感到压力,并迫使其不得不紧跟美国的发展步伐。充分发挥这些优势领域的重要作用是美军总体技术战略的一部分,可以减少敌对国家用于扩大其优势领域所需的资源。


作者:中国电科36所  张春磊

- The End

版权声明:欢迎转发本号原创内容,转载和摘编需经本号授权并标注原作者和信息来源为云脑智库。本公众号目前所载内容为本公众号原创、网络转载或根据非密公开性信息资料编辑整理,相关内容仅供参考及学习交流使用。由于部分文字、图片等来源于互联网,无法核实真实出处,如涉及相关争议,请跟我们联系删除。我们致力于保护作者知识产权或作品版权,本公众号所载内容的知识产权或作品版权归原作者所有。本公众号拥有对此声明的最终解释权。

投稿/招聘/推广/合作/入群/赞助 请加微信:15881101905,备注关键词

“阅读是一种习惯,分享是一种美德,我们是一群专业、有态度的知识传播者.”

 阅读原文加入知识星球,发现更多精彩内容.

 分享💬 点赞👍 在看❤️@以“三连”行动支持优质内容! 

云脑智库 努力是一种生活态度,与年龄无关!专注搬运、分享、发表雷达、卫通、通信、化合物半导体等技术应用、行业调研、前沿技术探索!专注相控阵、太赫兹、微波光子、光学等前沿技术学习、分享
评论 (0)
  • 一、智能门锁市场痛点与技术革新随着智能家居的快速发展,电子门锁正从“密码解锁”向“无感交互”进化。然而,传统人体感应技术普遍面临三大挑战:功耗高导致续航短、静态人体检测能力弱、环境适应性差。WTL580微波雷达解决方案,以5.8GHz高精度雷达感知技术为核心,突破行业瓶颈,为智能门锁带来“精准感知-高效触发-超低功耗”的全新交互范式。二、WTL580方案核心技术优势1. 5.8GHz毫米波雷达:精准感知的革命全状态人体检测:支持运动、微动(如呼吸)、静态(坐卧)多模态感知,检测灵敏度达0.1m/
    广州唯创电子 2025-04-15 09:20 64浏览
  • 你知道精益管理中的“看板”真正的意思吗?在很多人眼中,它不过是车间墙上的一块卡片、一张单子,甚至只是个用来控制物料的工具。但如果你读过大野耐一的《丰田生产方式》,你就会发现,看板的意义远不止于此。它其实是丰田精益思想的核心之一,是让工厂动起来的“神经系统”。这篇文章,我们就带你一起从这本书出发,重新认识“看板”的深层含义。一、使“看板”和台车结合使用  所谓“看板”就是指纸卡片。“看板”的重要作用之一,就是连接生产现场上道工序和下道工序的信息工具。  “看板”是“准时化”生产的重要手段,它总是要
    优思学院 2025-04-14 15:02 116浏览
  • 时源芯微 专业EMC解决方案提供商  为EMC创造可能(适用于高频时钟电路,提升EMC性能与信号稳定性)一、设计目标抑制电源噪声:阻断高频干扰(如DC-DC开关噪声)传入晶振电源。降低时钟抖动:确保晶振输出信号纯净,减少相位噪声。通过EMC测试:减少晶振谐波辐射(如30MHz~1GHz频段)。二、滤波电路架构典型拓扑:电源输入 → 磁珠(FB) → 大电容(C1) + 高频电容(C2) → 晶振VDD1. 磁珠(Ferrite Bead)选型阻抗特性:在目标频段(如100MHz~1GH
    时源芯微 2025-04-14 14:53 93浏览
  • 三、芯片的制造1、制造核心流程 (1)晶圆制备:以高纯度硅为基底,通过拉晶、切片、抛光制成晶圆。 (2)光刻:光刻、离子注入、薄膜沉积、化学机械抛光。 (3)刻蚀与沉积:使用干法刻蚀(等离子体)精准切割图形,避免侧壁损伤。 (4)掺杂:注入离子形成PN结特性,实现晶体管开关功能。2、材料与工艺创新 (1)新材料应用: 高迁移率材料(FinFET中的应变硅、GaN在射频芯片中的应用); 新型封装技术(3D IC、TSV硅通孔)提升集成度。 (2)工艺创新: 制程从7nm到3nm,设计架构由F
    碧海长空 2025-04-15 11:33 117浏览
  • 一、芯片的发展历程总结:1、晶体管的诞生(1)电子管时代 20世纪40年代,电子管体积庞大、功耗高、可靠性差,无法满足计算机小型化需求。(2)晶体管时代 1947年,贝尔实验室的肖克利、巴丁和布拉顿发明点接触晶体管,实现电子信号放大与开关功能,标志着固态电子时代的开端。 1956年,肖克利发明晶体管。(3)硅基晶体管时代 早期晶体管采用锗材料,但硅更耐高温、成本低,成为主流材料。2、集成电路的诞生与发展 1958年,德州仪器工程师基尔比用锗材料制成世界上第一块含多个晶体管的集成电路,同年仙童半导
    碧海长空 2025-04-15 09:30 93浏览
  • 展会名称:2025成都国际工业博览会(简称:成都工博会)展会日期:4月23 -25日展会地址:西部国际博览城展位号:15H-E010科士威传动将展示智能制造较新技术及全套解决方案。 2025年4月23-25日,中国西部国际博览城将迎来一场工业领域的年度盛会——2025成都国际工业博览会。这场以“创链新工业,共碳新未来”为主题的展会上,来自全球的600+ 家参展企业将齐聚一堂,共同展示智能制造产业链中的关键产品及解决方案,助力制造业向数字化、网络化、智能化转型。科士威传动将受邀参展。&n
    科士威传动 2025-04-14 17:55 72浏览
  • 二、芯片的设计1、芯片设计的基本流程 (1)需求定义: 明确芯片功能(如处理器、存储、通信)、性能指标(速度、功耗、面积)及目标应用场景(消费电子、汽车、工业)。 (2)架构设计: 确定芯片整体框架,包括核心模块(如CPU、GPU、存储单元)的协同方式和数据流路径。 (3)逻辑设计: 通过硬件描述语言(如Verilog、VHDL)将架构转化为电路逻辑,生成RTL(寄存器传输级)代码。 (4)物理设计: 将逻辑代码映射到物理布局,涉及布局布线、时序优化、功耗分析等,需借助EDA工具(如Ca
    碧海长空 2025-04-15 11:30 95浏览
  • 在当今汽车电子化和智能化快速发展的时代,车规级电子元器件的质量直接关系到汽车安全性能。三星作为全球领先的电子元器件制造商,其车规电容备受青睐。然而,选择一个靠谱的三星车规电容代理商至关重要。本文以行业领军企业北京贞光科技有限公司为例,深入剖析如何选择优质代理商。选择靠谱代理商的关键标准1. 授权资质与行业地位选择三星车规电容代理商首先要验证其授权资质及行业地位。北京贞光科技作为中国电子元器件行业的领军者,长期走在行业前沿,拥有完备的授权资质。公司专注于市场分销和整体布局,在电子元器件领域建立了卓
    贞光科技 2025-04-14 16:18 133浏览
  • 四、芯片封测技术及应用场景1、封装技术的发展历程 (1)DIP封装:早期分立元件封装,体积大、引脚少; (2)QFP封装:引脚密度提升,适用于早期集成电路。 (3)BGA封装:高密度互连,散热与信号传输优化; (4)3D封装:通过TSV(硅通孔)实现垂直堆叠,提升集成度(如HBM内存堆叠); (5)Chiplet封装:异质集成,将不同工艺节点的模块组合(如AMD的Zen3+架构)。 (6)SiP封装:集成多种功能芯片(如iPhone的A系列SoC整合CPU、GPU、射频模块)。2、芯片测试 (1
    碧海长空 2025-04-15 11:45 124浏览
  •   无人装备作战协同仿真系统软件:科技的关键支撑   无人装备作战协同仿真系统软件,作为一款综合性仿真平台,主要用于模拟无人机、无人车、无人艇等无人装备在复杂作战环境中的协同作战能力、任务规划、指挥控制以及性能评估。该系统通过搭建虚拟战场环境,支持多种无人装备协同作战仿真,为作战指挥、装备研发、战术训练和作战效能评估,提供科学依据。   应用案例   系统软件供应可以来这里,这个首肌开始是幺伍扒,中间是幺幺叁叁,最后一个是泗柒泗泗,按照数字顺序组合就可以找到。   核心功能   虚拟战
    华盛恒辉l58ll334744 2025-04-14 17:24 82浏览
  •   高空 SAR 目标智能成像系统软件:多领域应用的前沿利器   高空 SAR(合成孔径雷达)目标智能成像系统软件,专门针对卫星、无人机等高空平台搭载的 SAR传感器数据,融合人工智能与图像处理技术,打造出的高效目标检测、识别及成像系统。此软件借助智能算法,显著提升 SAR图像分辨率、目标特征提取能力以及实时处理效率,为军事侦察、灾害监测、资源勘探等领域,提供关键技术支撑。   应用案例系统软件供应可以来这里,这个首肌开始是幺伍扒,中间是幺幺叁叁,最后一个是泗柒泗泗,按照数字顺序组合
    华盛恒辉l58ll334744 2025-04-14 16:09 142浏览
  • 一、智能语音播报技术演进与市场需求随着人工智能技术的快速发展,TTS(Text-to-Speech)技术在商业场景中的应用呈现爆发式增长。在零售领域,智能收款机的语音播报功能已成为提升服务效率和用户体验的关键模块。WT3000T8作为新一代高性能语音合成芯片,凭借其优异的处理能力和灵活的功能配置,正在为收款机智能化升级提供核心技术支持。二、WT3000T8芯片技术特性解析硬件架构优势采用32位高性能处理器(主频240MHz),支持实时语音合成与多任务处理QFN32封装(4x4mm)实现小型化设计
    广州唯创电子 2025-04-15 08:53 88浏览
  • 一、磁场发生设备‌电磁铁‌:由铁芯和线圈组成,通过调节电流大小可产生3T以下的磁场,广泛应用于工业及实验室场景(如电磁起重机)。‌亥姆霍兹线圈‌:由一对平行共轴线圈组成,可在线圈间产生均匀磁场(几高斯至几百高斯),适用于物理实验中的磁场效应研究。‌螺线管‌:通过螺旋线圈产生长圆柱形均匀磁场,电流与磁场呈线性关系,常用于磁性材料研究及电子束聚焦。‌超导磁体‌:采用超导材料线圈,在低温下可产生3-20T的强磁场,用于核磁共振研究等高精度科研领域。‌多极电磁铁‌:支持四极、六极、八极等多极磁场,适用于
    锦正茂科技 2025-04-14 13:29 66浏览
我要评论
0
1
点击右上角,分享到朋友圈 我知道啦
请使用浏览器分享功能 我知道啦