战场电磁环境1.docx

1、战场电磁环境1所谓战场电磁环境，是指战场空间内对作战有重大影响的电磁活动和现象。信息化战场，构成复杂电磁环境的主要因素有敌、我双方的电子对抗，各种武器装备所释放的高密度、高强度、多频谱的电磁波，民用电磁设备的辐射和自然界产生的电磁波等。这些电磁辐射体的共同作用，将给战场空间状态、时间分布、 频谱范围和能量密度带来巨大影响，使战场电磁环境日趋复杂和恶化。“空域”上纵横交错。信息化战场，来自陆海空天不同作战平台的电磁辐射，交织作用于敌对双方展开激战的区域，形成了重叠交叉的电磁辐射态势，使该区域的任何一个角落，都被多种电磁辐射笼罩。“时域”上持续不断。信息化战场，围绕着电子侦察与反侦察、干扰与反干扰

2、、摧毁与反摧毁的对抗持续进行，作战双方的电磁辐射活动持续来断，致战 场电磁环境始终处于剧烈的动态变化之中。 “频域”上密集重叠。受电磁波传播特性的限制，信息化战场，交战双方都将高密度地使用有限的频谱片断，这就使密集的电磁波拥挤在狭窄的频谱之中，大大增加了电磁环境的复杂性。“能域”上复杂多变。在作战的全过程，敌对双方都会根据作战目的和毁伤要求，频繁调控变换辐射能量的强弱及形式，如此一来，不仅可以更多、更远、更快地探测和传递电磁信息，还可以形成干扰、压制与欺骗，甚至达成毁伤效果。 复杂电磁环境如何影响武器装备性能 复杂电磁环境对武器装备或生物体的作用效果称作电磁环境效应，国外一般称为E3问题 。信

3、息化战争是在复杂多变的电磁环境中进行的，战场的电磁环境效应直接影响着武器装备战斗效能的发挥，决定着战场的生存能力。从作用机理上看，复杂的电磁环境主要通过四个方面影响武器装备的战术、技术性能：热效应。静电放电和高功率电磁脉冲产生的热效应一般是在纳秒或微秒量级完成的，是一种绝热过程。这种效应可作为点火源和引爆源，瞬时引起易燃、易爆气体燃烧爆炸；也可以使武器装备中的微电子器件、电磁敏感电路过热，造成局部热损伤，导致电路性能失效。射频干扰和“浪涌”效应。电磁辐射引起的射频干扰，可对信息化设备造成电噪声、电磁干扰，使其产生误动作或功能失效。强电磁脉冲及其“浪涌”效应，还会对武器装备造成硬损伤。强电场效应

4、。电磁辐射源形成的强电场不仅可以致使武器装备的电路失效，而且还可能对武器装备的自检仪器和敏感器件的工作可靠性造成影响。 磁效应。电磁脉冲引起的强电流可以产生强磁场，使电磁能量直接耦合到武器系统内部，干扰电子设备的正常工作。 必须高度重视电磁环境效应 严峻的挑战不容回避。创造有利的战场电磁环境，加强武器装备电磁危害的防护加固，警惕“电子奇袭”或“电子珍珠港事件”的发生，应是研究信息化战争防御手段的重要内容。目前，世界发达国家，特别是美国、俄罗斯等国家都非常重视武器装备电磁环境效应和防护加固的基础研究及仿真模拟试验研究。早在1991年，美国就在其政府工作报告中强调：“应把电磁环境效应问题和每个武器

5、系统的维修计划与集成化保障计划放在同等重要的地位”。指出：“所考虑的电磁环境效应包括静电放电、电磁兼容性、电磁敏感性、电磁辐射危害、雷电效应、电子对抗等14种因素。”其研究从早期的“射频对军械的危害”，到目前武器装备的电磁环境效应，研究概念和范围不断更新和扩展。在试验对象上，从小型电子元器件到F-16战斗机、B-52轰炸机等大型武器装备，都进行了电磁脉冲模拟试验。在进行效应试验的同时，建立了武器装备电磁脉冲效应试验数据库。据资料透露，如今，美国已建成了世界上规模最大、设备最先进的陆、海、空三军电磁脉冲效应研究所。俄罗斯对电磁环境效应问题的研究起步更早，在前苏联时代，就已经开展了强电磁脉冲对电子

6、元器件及电路的辐射效应试验研究，并建立了大型电磁脉冲模拟器，对军舰等大型武器装备进行抗电磁脉冲的模拟试验。特别值得一提的是， 即使是对陆军使用的常规武器装备，美、俄也进行电磁环境效应试验。如美军的雷达等电子装备部件和弹药包装袋都具备防静电和抗电磁的性能；俄罗斯的“红土地”末制导炮弹和炮射导弹等武器装备，也都有抗静电、抗电磁脉冲的技术指标。不同的时代背景产生不同的战争形态，不同的战争形态有着不同的战场环境构成。相对于机械化战争“物理战场”而言，“电磁战场”、“电磁空间”对信息化作战成败更具有决定性。这是因为，信息化条件下的一体化联合作战，要求陆、海、空、天战场诸军兵种的侦察探测、指挥控制和火力打

7、击系统有机融合、全向互通，以快捷、灵敏、高效的信息优势，达成决策和行动优势。而能够实现融合的“路径”，正是在各个战场空间无处不在，却又无影无形的密集电磁信号。深化对复杂电磁环境的认识信息化作战，最突出的变化是战场结构不同了，复杂电磁环境从传统战场环境要素中脱颖而出，居于主导战局的显赫地位在相对狭窄的战场空间，种类繁多的信息系统和电子设备云集密布，大量电磁辐射互扰自扰，加之敌对双方还绞尽脑汁地施展电磁对抗手段，其复杂性可想而知任何一个新事物的出现，争论多是十分正常的，认识电识，从而获得新认知电磁环境跃升为战场空间的主导元素人类活动的空间延伸到哪里，角逐便追随到哪里。从陆战场到海战场，再从海战场到

8、空战场，战争方式发生了由平面到立体的巨变。当信息资源成为兵家争夺的焦点之后，情况又在悄然变化由电磁活动构成的隐形电磁空间的形成，是战场空间发生巨变的最显著标志，它预示着战场空间不再限于由平面向立体，而且发展为从单维到多维、从有形到无形。当代战场，电磁波已经成为信息获取的重要媒介和最佳载体，电子信息技术已成为武器装备的支柱：电子信息技术含量在飞机中已达50%（在B-2飞机中高达60%）；在舰船中达25-30%；在火炮和坦克中达30%；在空间武器中甚至高达65%至70%。联合作战、体系对抗、精确打击所依赖的信息获取、传递、控制、干扰等，绝大部分要通过电磁波这个媒介完成。作战行动对电磁活动的依赖性越

9、强，制电磁权的较量便越激烈，电磁活动空间在战场构成中的地位也越突出。电磁对抗作为信息化作战的标志性行动，从根本上决定着战场主动权的得失。对作战行动产生巨大影响的电磁活动，构成了战场电磁环境。上世纪80年代初，第一代雷达对抗侦察机，可以在2万脉冲/秒的信号密度中正常工作。90年代初，信号密度增长到10万脉冲/秒，这时，连第二代雷达对抗侦察设备也难以分辨信号。战场空间发生如此巨大的变化，并非人人都有切身感受。这是因为，电磁环境是看不见摸不着的无形环境，不能被感官直接感受，认识它，比认识地理环境困难得多，除了弄清战场电磁环境形成的复杂性，还要弄清电磁资源的特征以及作战行动对电磁环境的依赖，确立保护电

10、磁资源、管理电磁资源、利用电磁资源的意识。信息化条件下作战，对战场环境的适应与否，集中体现在对电磁环境的适应上。因此，将军事训练置于复杂电磁环境下，就成为推动军事训练从机械化条件向信息化条件转变的切入点和“抓手”，抓住了它，对武器平台、训练体系、训练方法都会产生重要影响。对我军来说，这是一个全新的课题。可以预测，一种新的学科战场环境学，呼之欲出。战场电磁环境表现出复杂性极高的新特征给战场电磁环境加上“复杂”二字，说明对它的认识，是有难度的。众所周知，描述陆战场的特征，离不开山地、丘陵、平原、荒漠，以及江河、湖泊等，用这些直观的概念，即可表征一个具体、可感知的陆战场。而战场电磁环境，是由电磁活动

11、构成的无形环境，在有限的时空里和一定的频段上，多种电磁信号密集、交叠，妨碍信息系统和电子设备正常工作，常常让人们感到摸不着头脑，有劲使不上。例如，电磁活动作用于武器装备，会影响以电磁波为工作媒介的电子装备的作战效能。一般认为，主要影响因素是电磁辐射的强度和密集度，诸如背景噪声的强与弱、频谱占用度的大与小以及辐射源的多与少。所以，有人用噪声、频谱、辐射源来描述战场电磁环境的复杂性。但严格讲，这种表述简单化了。电磁辐射，是能量以电磁波的形式，由辐射源通过传播媒介发射到空间，电磁波在空间、时间、频谱和功率上交叉重叠，瞬息万变。在空域上，电磁辐射分布在不同空间，电磁信号随空间的变化而变化，分布状态不好

12、把握；在时域上，它又随时间的变动而变动，具有强烈的动态性和流动性，好比大型乐章中的旋律，起伏跌宕，跳跃不定；在频域上，电磁辐射所占用频谱不可能固定，这使电磁频谱管理相当困难，而对电磁频谱的管理决定各类电磁设备的作战使用效能；在能域上，电磁信号的功率或强或弱，皆由作战需求而定，而后者又是个难以把握的变量。正是电磁波传播在空域上的纵横交错，在时域上的流动多变，在频域上的密集交叠，在能域上的强弱起伏，使战场电磁环境表现出了复杂性特征。上述“四域”每一个都不能孤立存在，而是相互之间缠绕融合，又使这种复杂性较难把握。当然，难把握不等于不能把握。任何复杂事物，都有它的内在规律性，再杂乱无章的现象，背后也有

13、某种有章可循的东西。面对复杂的电磁环境，人们不会束手无策，无从应对。就拿“频域”来说，当多种电磁设备不在同一方向、同一空域传播电波时，或不同时传播电波时，或辐射功率控制在一定范围内，都可以共同使用同一电磁频谱波段。只要对战场电磁环境进行客观分析与精心谋划，或分隔空域，或错开时域，或分离频域，或控制功率，就能化解频谱资源在使用时发生的冲突，降低其对作战行动的不利影响；或反其意而用之，把难题留给对手。它不仅仅是少数专业分队的事，而是各级指挥员在筹划作战时必须时时关注的。电磁环境对联合作战具有决定性影响力电磁波是联系陆海空天各个战场的信息纽带，在作战过程中，雷达探测、光电探测和电子侦察等电子信息系统

14、，无不依靠电磁活动来实现其功能。指挥员对战场的感知，实质上是从复杂的电磁活动中筛选出有价值的电磁信号，然后加以判断。而一旦敌方实施强力干扰，电磁活动便会陷入混乱，继而引起传感器迷茫、战场感知错乱。在伊拉克战争中，伊军将小型GPS干扰机摆放在高楼和高山上，使美军发射的多枚巡航导弹因迷航而坠落在伊朗和土耳其境内。伊拉克战争中所发生的多起美英军队误击事件，大多与传感器识别失效有关。联合作战，各种作战平台及其与指挥机构之间，都要依靠无线电通信来传输情报、指令与协同信息。无线电通信信号的传播和接收，属于“开放”方式，既是电磁环境的组成部分，又受到电磁环境的影响。信息化战场上，通信系统广泛用于武器装备、作

15、战平台和各类人员，如此密集的通信系统拥挤在狭窄的战场，传递数据中断、差错率频发、协同效能下降，在所难免。信息化武器装备所辐射的电磁信号，时刻处于敌方监视之下，稍有不慎，就可能招致“杀身之祸”。信息化武器装备通过辐射和接收电磁信号获取信息，这就为干扰信号的进入留了“后门”，埋下失效甚至失能的隐患。这种干扰源很多，有敌方的电子压制和欺骗，有双方民用电子设备的无意电磁辐射，还有自然电磁辐射，颇有点防不胜防。如果使用反辐射、定向能武器，甚至可以直接摧毁武器装备的电子信息系统，让这类高技术兵器变成一堆废铁。在相对有限的战场空间内，各种电子系统云集密布，敌对双方绞尽脑汁展开异常激烈的电磁对抗，大量真伪难辨

16、的电磁、信号和辐射体，充斥战场，密不透风。指战员置身于这样一个复杂环境，身心高度紧张，心理压力大，给心理承受力的训练提出了新课题。全面提高应对复杂电磁环境的能力情报侦测。通过合理部署、综合运用各类侦察平台，构建完善的侦察与监测体系，不仅在地面，而且从海上、水下、空天实施侦察；不仅白天，而且在夜间及恶劣天候条件下实施侦察；不仅有光学手段，而且有红外、雷达、通信、声呐等多种侦察手段力争在复杂电磁环境中准确获取战场信息。指挥控制。传统指挥平台主要采取“纵向、逐级、递进”的方式实施战场控制，断其一点，便影响一片。如果建立以网络为中心的指挥体系，既使部分链路受到干扰破坏，也不会导致整个传输链路瘫痪，仍可

17、以利用纵横交错的网络链路，迂回传输信息，实施指挥控制。网状结构的指挥体系，能快速联接到每一级战斗单元，使指挥灵活自如。精确打击。精确打击首先依赖于情报侦察特别是电子战系统的大力支援，形成“软硬一体”的打击体系。“软硬一体”，首先表现为武器平台功能上的软硬结合，如美军在EA-6B电子战飞机上，装有多个主动和自卫电子干扰系统，可对雷达和通信辐射源实施电子压制和欺骗，同时还可装载AGM-88哈姆高速反辐射导弹，具备反辐射攻击的“硬杀伤”能力。其次，“软硬一体”表现为作战手段上的软硬结合，一方面实施电子干扰、假目标欺骗或电子摧毁等“软杀伤”手段，撕开敌方的“电子屏障”；另一方面，以火力摧毁等“硬杀伤”

18、手段，为电子战平台打通“安全走廊”。综合防护。电磁环境下的战场防护，包括火力防护和电子防护两方面。火力防护是防护体系的基础，目前，防空反导武器的发展受到普遍重视，美军已将发展反导系统的重点放在部署战区导弹防御系统上，主要防御武器也从地基、海基拦截发展为由天基、地基和海基系统组成的一体化防御体系。所谓电子防护，是指利用各种电子系统和设备实施的防护，如美军第二代综合电子战系统IN鄄EWS，把电子侦察、威胁告警、有源与无源、光电干扰等多种手段相结合，使其功能互补，可靠性提高。信息化战争与复杂电磁环境 2007年08月16日 11:40 解放军报 【大 中 小】【打印】 共有评论0条今日世界，依托高技

19、术优势和信息化武器装备进行电子对抗，已经成为交战双方达成作战目的的基本途径和惯用手段。由于军事领域电磁应用的日趋广泛，使得战争环境发生了重大改变，出现了与传统战场并重的新要素电磁环境。所谓复杂电磁环境，是指在一定的战场空间内，由空域、时域、频域、能量上分布的数量繁多、样式复杂、密集重叠、动态交迭的电磁信号构成的电磁环境，其形成与发展及其对信息化战争的影响，当前十分引人注目。电磁波应用变革战争新环境战场电磁环境的形成，是以电磁空间的发展和战场电磁应用与反应用活动的开展为基础的。它的发展依赖于电磁应用的发明及其在军事领域的广泛运用。人类认识电磁波的过程是一个漫长而不断发展的历程。早在两千多年前，人

20、们就发现了电现象和磁现象，而人类对于电磁的真正认识和应用，迄今还只有一百多年的历史。从1785年，法国物理学家库仑在总结前人对于电磁现象认识的基础上，提出了后人所称的“库仑定律”，到1895年，意大利发明家马可尼和俄国物理学家波波夫在不同的国度里，分别成功地进行了跨越大西洋的无线电通信试验，从而揭开了电磁波应用的新篇章，使人类进入了电磁时代。在随后的探索中，人们发现：电磁波是交变的电场与磁场的相互作用产生的，它不需要其它的物理媒介就能在空间以光速传播，并很快被应用于战场。1904年2月爆发的日俄海战，就是世界战争史上第一次双方都使用无线电进行通信联系的战争。电磁对抗催生电子战20世纪以来，电磁

21、波的理论和应用不断取得重大成就。在军事领域，电磁波已经成为战场信息获取、传递、使用以及对抗的重要媒介和最佳载体。目前，军事电子技术所利用的频谱，已经覆盖了从极低频、短波、微波、毫米波、亚毫米波、红外到可见光等全部频段，已渗透和广泛运用于各级指挥系统和各种武器系统之中。进入20世纪80年代后，随着微电子技术、计算机技术的发展及在军事上的广泛应用，电子对抗不再仅仅是干扰和破坏敌方通信、雷达等单一兵器，而且发展到攻击敌方的C4I系统。1991年海湾战争中，电子战运用的规模和层次达到了空前的程度，对战争的进程和结局产生了重大影响，标志着电子战已成长为现代战争制胜的基本手段和核心要素。在伊拉克战争中，美

22、军电子对抗完成了从“粗放式”干扰压制，发展到在确保掌握制电磁权的同时“精确地”对对方目标实施压制的转变。而且，在电子对抗领域出现了一些新手段和新战法，神奇的GPS第一次在战场上遇到了对手GPS干扰机，将复杂电磁环境下的电子对抗推向了新的发展阶段。信息技术加剧电磁环境复杂化现如今，以信息化为核心技术的军事变革正在世界各国间竞相展开，一些军事强国为了抢占未来战争的制高点，纷纷加快以信息化建设为主要内容的发展步伐，形成了以加速发展信息化武器装备为核心的竞争态势。其突出表现就是：信息化武器的迅猛发展和武器装备信息化改造的全面加强，信息系统综合集成和信息网络的无缝链接，实现对物质流、能量流的高效、定向、

23、灵活和精确控制。透过跨世纪以来的几场局部战争不难看出，日益复杂的战场电磁环境，已日益成为影响和制约战争进程的重要因素。随着各国军队信息化进程的加快，目前相继出现了零副瓣天线、寂静雷达、扩跳结合电台、数据链等先进技术，一系列旨在提高自身反侦察、反干扰、抗摧毁能力的电磁应用技术应运而生。由于战场电磁信号出现了“爆炸性”的增长，从而导致信息化战场电磁环境更加复杂化。信息化战场是一柄“双刃剑”战场电磁环境同其它战场环境一样，也蕴藏着巨大的战争能量，涉及电磁活动内容广泛，不仅包括通信、雷达、计算机、光电子信号环境，而且还包括电子对抗的信号环境、电子发射体、电子接收体等电子设备工作的电磁环境。就整个作战区

24、域而言，还包括了民用广播、电视、通信和雷达设备等所形成的电磁环境。当交战一方制造电磁环境，并影响和制约对方的同时，也可能会影响和干扰到自己，因而对作战行动和效果有着正反两个方面的决定性影响。复杂电磁环境影响整体作战从空间角度讲，电磁波可能来自地面、海上、空中或太空。从敌对属性来讲，电磁波可能来自敌方的电子设备，也可能来自己方的电子设备，还可能来自非敌对双方所属的电子设备和自然界。从辐射源种类讲，复杂电磁环境主要由电子对抗环境、雷达环境、通信环境、光电环境、敌我识别电磁环境、导航电磁环境、民用电磁环境、自然电磁环境等构成。每一类型的电磁环境又由不同类型的电磁辐射源生成，并对不同的信息化武器装备产

25、生影响，进而会影响到整体作战。电磁环境表现特征变幻莫测由于战场上大量的电磁信号是在人为控制下产生的，或者说是交战双方有目的地控制电子设备实施有意辐射所产生的。因此，在不同的作战时间，交战双方因作战目的不同，所产生的电磁信号数量、种类、密集程度将随时间而变化，而其变化的方式变幻莫测。从时间上看，复杂电磁环境有时表现为相对静默，有时表现为非常密集；在频谱上表现为无限宽广，拥挤重叠；在能量上表现为密度不均，跌宕起伏；在样式上表现为数量繁多，波形复杂。据不完全统计，目前世界上的通信信号种类多达100种以上。而现代雷达多采用新体制和特殊体制，如相控阵雷达、脉冲多普勒雷达、频率捷变雷达、合成孔径雷达、低截

26、获概率雷达等，使得雷达信号种类繁多且波形十分复杂。电磁环境影响指挥控制稳定性随着电磁应用技术广泛应用于各种武器装备之上，运行于整个作战过程之中，渗透于战场感知、指挥控制、作战协同的方方面面，对判断决策的准确、作战效能的实现等都将产生广泛而深刻的影响。影响战场感知的真实性。在未来作战中，受复杂电磁环境的影响，可能导致侦察预警系统听不清、看不远、辨不明，全面影响各级指挥员和作战人员判断决策的准确性。所谓战场感知，实质上是从复杂的电磁活动中筛选出有价值的电磁信号，然后加以判断。而一旦敌方实施强力干扰，电磁活动便可能陷入混乱，继而引起传感器迷茫、战场感知错乱。影响指挥控制的稳定性。在复杂电磁环境下，由

27、于无线电通信在参与形成战场电磁环境的同时，也将严重受到多方面影响，不仅降低了信息感知和传输能力，使指挥机构难以做出正确判断和指挥，同时也会对通信网络造成严重影响。现代战场上，通信系统广泛应用于各种武器装备、作战平台和人员，据外军统计，美军1个师就有2300多部各种电台；同时，民用电台也十分众多密集，特别是个人移动通信设备的爆炸性增长，往往使各种通信辐射源相互影响。如此数量和密度的通信系统应用于相对有限的战场空间内，如果一旦失控，必然会严重影响指挥控制活动的稳定性。无缝链接构建一体化协同体系电磁波是联系陆海空天各个战场的信息纽带。未来战场，各种作战平台及其与指挥机构之间，都要依靠无线电通信来传输

28、情报、指令和协同信息，而目前外军通过信息系统的无缝链接，正着力构建一体化的协同作战体系。据称，其整体作战效能得到了几何级数的增长。然而，外军还研究认为，任何一个系统和环节如果受到战场电磁环境的影响，必然严重影响整体作战效能的形成与发挥，因而，一体化作战体系所具备的快速、准确、高效等功能，也必然会受到严重削弱。目前，外军正在下大力发展信息技术、数字技术、固态器件及大规模微波集成电路等。外军专家指出，未来战场电磁环境正在加速向多维空间和更深层次渗透发展，其所蕴藏的巨大战场能量必将对传统信息化作战带来新的挑战。复杂电磁环境战场频谱管理 王先义，陈丹俊，刘斌，朱允锋 (中国电波传播研究所，山东青岛26

29、6107) 摘要：在现代战争中，电磁领域已成为与地面、海洋、空间和太空并存的第五维战场，制电磁频谱权成为制信息权的核心，战场频谱管理是夺取制电磁频谱权的重要保障。阐述了战场频谱管理基本概念，重点介绍了外军研究现状，并针对当前战场频谱管理的热点问题，论述了复杂电磁环境下联合作战战场频谱管理面临的技术挑战和发展趋势。 关键词：复杂电磁环境；频谱管理；新技术 中图分类号：04414文献标识码：A文章编号：16735692(2008)04338旬7 BattlefieldSpectrumManagementinComplex ElectromagneticEnvironment WANGXianyi，

30、CHENDan-jun，LIUBin，ZHUYunfeng (ChinaResearchInstituteofRadiowavePropagation，ShandongQingdao266107，China) Abstract：Inthemodernwar，electromagneticdomainhasbecometobethefifthbattlefieldbesidestheland，thesea，thesky，andthespaceThekeytocontrolinformationinthewaristocontrolelectromagneticspectrum，whichisac

31、hievedbybattlefieldspectrummanagementInthispaper，thebasicconceptionofbattlefieldspectrummanagementisexplainedThenthepresentsituationofthemanagementofmilitaryelectromagneticspectrumabroadisspeciallyintroducedAndintheviewofcurrenthottopicsaboutbattlefieldspectrummanagement，thetechnologicalchallengeand

32、trendofspectrummanagementfacedinjointoperationsincomplexelectromagneticenvironmentarediscussed Keywords：complexelectromagneticenvironment；spectrummanagement；newtechnology 0引言 电磁环境(EME，electromagneticenvironment)一般是指存在于给定场所的所有电磁现象的总和。文献3中将战场电磁环境定义为：在特定的行动环境里军队、系统或者平台执行其规定的任务时可能遇到的，在各种频率范围内由辐射或传导的电磁发射(水平)功率和时间分布的结果。它是由电磁骚扰，电磁脉冲，电磁辐射对人员、军械和挥发性材料危害，以及雷电和沉积静电等自然现象的综合，包括人为电磁辐射、自然电磁辐射和电磁