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美国国会：地面电子战背景及问题
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来源：电科小氙
2019年9月17日，美国国会研究服务部发布了《地面电子战背景及问题》研究报告，对美军地面电子战能力和项目进行了分析，现将全文翻译如下：
美陆军和海军陆战队为地面电子战（EW）制定了一系列计划，旨在影响地面部队对电磁频谱的利用。美军有几个用于不同任务的地面电子战项目，这些项目大致可分为反简易爆炸装置（C-IED）系统、反无人机系统（C-UAS）、通信和雷达干扰机。在过去几年里，美陆军和海军陆战队的高层领导已经证实了提高电子战能力的必要性。
“大国竞争”时代，地面电子战项目变得越来越重要。俄罗斯等国家已经开发了所谓的反介入/区域拒止（A2/AD）系统，其中部分系统旨在阻止美军使用无线电和卫星通信，并阻止美军在火炮和防空行动中使用雷达。
本报告聚焦选定的地面电子战系统。美国防部2020财年预算要求为大量美陆军和海军陆战队有关地面电子战系统提供资金。
一般来说，地面电子战能力寻求利用电磁频谱实现三种战场效果之一。首先，地面电子战系统可以用来对付简易爆炸装置（IED）。这是过去15年美军地面电子战项目的重点。地面电子战的第二个作用是击败无人机系统。第三个作用很大程度上是冷战时期遗留下来的，即干扰敌人的通信和雷达。
本报告重点介绍美陆军和海军陆战队的三类非保密电子战项目，及其各自的项目和系统：
· 反简易爆炸装置：“雷神”（Thor）和“公爵”（Duke）III系统。
· 反无人机系统：Batelle反无人机系统，Blighter反无人机系统，移动远征高能激光、海上防空综合系统（MADIS）和紧凑型激光武器系统（CLaWS）。
· 通信和雷达干扰机：电子战战术车（EWTV），电子战规划与管理工具（EWPMT）、通信发射机感知与攻击系统II（CESAS II）和移动电子战支援系统（MEWSS）。
美国国会面临的一个总体问题是，是否批准、拒绝或修改美国防部关于地面电子战项目的提案。这些项目也给国会带来了许多潜在监管问题。国会在这些问题上的决定可能会影响美国未来的军事能力和资金需求。国会面临的潜在问题包括：
· 在反简易爆炸装置任务和大国竞争之间平衡电子战计划；
· 可能要规范化不同军种的电子战投资方式；
· 新技术在电子战行动中的作用。
电子战，有时也被称为电磁机动战（EMW），是现代战争的一个组成部分，特别是在对抗俄罗斯这样技术成熟的潜在对手的作战中。电子战一般指的是利用电磁频谱（无线电波）探测、监听、干扰和欺骗敌方雷达、无线电通信系统、数据链路及其他电子系统的作战行动。电子战也指为了针对敌人的上述活动而采取的防御行动。更正式地说，美国防部将电子战定义为“涉及使用电磁和定向能控制电磁频谱或攻击敌人的军事行动”。
如图1所示，美国防部将电子战分为电子战支援、电子防护和电子攻击。电子战支援，有时也称为电子支援措施（ESM），涉及监听敌方雷达和无线电传输，试图探测、定位并获悉如何规避、干扰或欺骗这些系统。电子防护包括限制己方军事装备的电磁特征，加强己方军事装备以抵御敌方电子战行动的影响。电子攻击（EA）包括干扰和欺骗敌方雷达、无线电通信和数据链路。
开发更好的电子战系统是主要军事力量之间军事能力竞争的一个重要组成。由于电子战项目往往是保密的，且有时与情报系统和能力有关，这些系统很少公开详细讨论。
图1 电子战概览
地面电子战系统提供电子战支援、电子防护和电子攻击。例如，美海军陆战队的“移动电子战支援系统”对敌人的无线电信号进行分类。许多反简易爆炸装置对抗措施在保护美国陆军士兵和海军陆战队员的同时，还可通过发射无线电通信干扰信号来“攻击”通信，起到保护和攻击的双重作用。反无人机系统为无人机提供类似功能。
3.1、反简易爆炸装置（C-IED）
在冷战后不久，电子战就作为一种缓解简易爆炸装置（IED）威胁的潜在方式而受到重视。在伊拉克和阿富汗行动中，美国及其盟国地面部队因简易爆炸装置遭受许多伤亡。叛乱分子学会了使用移动电话、小型双向无线电和其他基本的无线电通信设备引爆简易爆炸装置，以造成最大程度的破坏。美国防部开发了一种C-IED方法用于电子战系统以干扰IED通信无线电频率，防止它们爆炸。从2006财年到2011财年，IED联合防御组织收到了180亿美元用于开发C-IED技术，包括电子战系统。
这些C-IED技术包括开发“雷神（Thor）”单兵便携式平台（见图2），该平台可为美军在没有车辆保护的情况下进行徒步巡逻提供支援。然而，由于功率限制，这些类型的C-IED仅可在有限区域内提供干扰；干扰机使用的电池很重，且必须随身携带。美国防部还为车辆采购了C-IED干扰系统，如公爵（Duke）III系统（图3），它几乎可以安装在任何车辆上，但通常安装在悍马或防地雷反伏击车（MRAP）上。尽管这些车载C-IED干扰机更强大，但由于它们由车辆发动机供能，不能与地面部队一同进入建筑物或狭窄区域（如小巷）。因此，这两种系统地面部队都需要，分别用于上车（乘车）和下车（步行）操作。
图2 雷神（Thor）单兵便携式反简易爆炸装置（C-IED）
图3 DukeIII车载CREW系统
3.2、反无人机系统（C-UAS）
无人机系统的出现给美军带来了独特的挑战。国家和非国家行为者都使用无人机进行情报、监视和侦察（ISR）活动及某些打击活动（特别是大型无人机平台，如美国盟友的MQ-9“死神”无人机）。大多数无人机系统采用无线电频率进行操作。
近年来，敌人一直用无人机为地面作战提供支持。伊斯兰国（IS，也被称为伊拉克和黎凡特伊斯兰国（ISIL））用改装的商用无人机执行侦察任务，并向毫无戒备的人员投掷小型爆炸物，如手榴弹和迫击炮弹。俄罗斯军方展示了电子战无人机与炮火配合能力，并产生了毁灭性影响。据美国情报来源称，2014年7月，俄罗斯军队曾使用一架无人机为一次炮击任务提供情报，导致乌克兰两个营在几分钟内被摧毁。像“蜂群”（即许多小型无人机共同完成一项任务）这样的新兴概念也在开发中。2015年，伊斯兰国在叙利亚袭击俄罗斯空军基地时展示了蜂群战术，尽管尚不清楚这些蜂群战术对俄罗斯军队有多大影响。
因此，美国防部已经开发了电子战技术，用于阻止潜在敌人使用无人机。这些反无人机系统分为两类：探测无人机系统的系统，以及以动能或非动能方式阻断无人机系统的系统。一些反无人机系统具有探测和攻击能力。一位分析师表示，截至2018年2月，155家制造商共有反无人机产品235种。反无人机产品范围从手持设备到较大地面系统都有，前者可以干扰无线电和GPS信号，用于点防御（见图4），后者可以保护更大的区域（见图5）。Batelle无人机防御者能够干扰常规无线电频率和GPS，干扰范围是400米。据报道，Blighter反无人机系统用于英国民用机场。
图4 Batelle反无人机设备
图5 Blighter反无人机系统
美陆军和海军陆战队正在开发最新一代反无人机系统，利用激光等定向能摧毁目标。美国陆军最近研发了能够对抗无人机系统的车载激光器。2017年4月，一辆装备了5千瓦激光器和一组传感器的斯特瑞克（Stryker）战车在锡尔堡“机动火力综合试验”（MFIX）期间攻击了小型固定翼和旋翼无人机（见图6）。2018年，美陆军测试并训练了这种移动远征高能激光器（MEHEL）。这种激光器已被证实能够摧毁飞行中的小型无人机。美陆军正在计划测试一种更强大的10千瓦激光器，预计到2022年升级到50千瓦，能够摧毁火箭、大炮和迫击炮。美陆军计划在本世纪20年代中期将这些技术验证机转化为未来的防空系统。然而，美陆军在激光技术领域仍面临一些挑战。第一个挑战是开发适合相对较小空间的足够能源。第一批激光器中有些需要在半卡车拖车上安装一个大电源，这对于作战部队来说太大，不实用。第二个挑战是提供足够的能量，提升激光束传输距离。光在大气中会迅速扩散，因而限制了激光器工作距离，特别是低功率激光器。
图6 安装在stryker装甲车上的移动远征高能激光器
图7 美海军陆战队紧凑型激光武器系统
与美陆军类似，美海军陆战队正在通过陆基防空（GBAD）计划开发自己的反无人机系统。2019年6月，海军陆战队作战实验室宣布了美国防部批准供作战人员使用的第一个陆基反无人机激光器，命名为紧凑型激光武器系统（CLaWS）（见图7）。根据美海军陆战队的说法，“CLaWS”是一项快速原型设计工作，旨在为反无人机挑战提供一个负担得起的解决方案。美海军陆战队还在采购“海上防空综合系统”（MADIS），作为其GBAD未来武器系统的一部分。MADIS是一种反无人机系统，设计用于集成到联合轻型战术车（JLTV）上。在2020财年预算请求中，美海军陆战队申请了采购资金，欲将28套MADIS系统整合到该军种车队中。
3.3、通信干扰
网络化传感器和计算能力的不断进步，使得在任何军事行动中利用电磁频谱进行通信都是一项极为重要的任务。这些网络使军队能够全面了解战场空间，并使部队能够有效协调攻击。破坏敌人的通信系统可限制其指挥部队和保持战场感知的能力。美陆军和海军陆战队都开发了一些项目，阻止潜在对手访问其通信网络。
美陆军的主要通信干扰机是电子战战术车（EWTV），这是一种改装的防地雷反伏击车，整合了CREW Duke系统的一个改型（见图8）。
据美陆军称，EWTV可为美陆军电子战团队提供敌方通信和网络感知和干扰能力，EWTV旨在为旅战斗队提供电子攻击能力。
图8 美陆军电子战战术车（EWTV）
为了管理电子攻击和电子支援能力，美陆军使用了电子战规划与管理工具（EWPMT）。该系统通常安装在天线和无线电收发机之间。EWPMT允许操作人员通过一个名为“乌鸦爪”的计算机程序来压制和利用敌方信号。该软件向电子战指挥官呈现一个电磁频谱全面视图，使他们能够探测和干扰敌方通信系统和雷达。
美海军陆战队无线电营主要使用“通信发射机感知和攻击系统”（CESAS）II干扰通信系统。据称，CESAS II“能够在更大的频率范围内运行，覆盖更大的通信频谱（HF、VHF和UHF）。” CESAS II有两种改型：一种是车载型（见图9），另一种是单兵便携式系统。据美海军陆战队系统司令部称，CESAS II将车载干扰机的重量从1300磅减至670磅；便携型则重180磅。美海军陆战队在2016年7月宣布其具备初始作战能力，并计划在2021财年宣布其达到全面作战能力。
图9 装备CESAS II的高机动多用途轮式车（HMMWV）
AN/MLQ-36机动电子战支援系统（MEWSS）是美海军陆战队用于干扰通信和其他电子传输（如雷达）的另一种车辆（见图10）。美海军陆战队共装备12辆MEWSS改装轻型装甲车，最初于1987年采购。MEWSS已接受了一系列升级，包括一个称为MEWSS产品改进计划的项目，增加了一个9米长的伸缩天线杆。
图10 机动电子战支援系统（MEWSS）
冷战期间，电子战能力的竞争是美国领导的北约和苏联领导的华约组织之间军事能力全面竞争的持续重要组成部分。随着冷战的结束和20世纪90年代早期步入后冷战时代，大国之间的紧张关系得到缓和，美军重点强调打击恐怖分子和叛乱组织，导致对涉及所谓高端战争相关电子战的国防计划和项目的重视程度降低。所谓高端战争，是指针对技术先进对手的高强度战争。
从后冷战时期到新的大国竞争时代，国际安全环境明显转变，导致美国国防规划设计重新关注电子战。特别是，美国国防规划已经在强调高端战争相关电子战内容，一些观察人士认为，美国需要加强其电子战能力，以保持美国对潜在对手（如俄罗斯）的军事优势。
俄罗斯等国已经开发了先进的反介入/区域拒止（A2/AD）系统，使美军失去了许多优势；俄罗斯等国的电子战系统被认为是拒绝美军接入其通信和指挥控制能力的A2/AD系统。美国防部指出，俄罗斯在其军事现代化中强调电子战。据报道，俄罗斯在乌克兰和叙利亚军事行动中使用了电子战手段。
十多年来，俄罗斯军队一直致力于军队现代化，特别强调指挥、控制、通信和计算机（C4）以及情报、监视和侦察（ISR）系统，其中电子战起着重要作用。根据军事分析家罗伯特·麦克德莫特的说法，俄罗斯军方将电子战视作“利用电子手段对抗敌方C4ISR系统以‘改变信息质量’，或利用电子手段对抗各种资产以改变作战环境条件的一种武装斗争。”麦克德莫特描述了俄罗斯信号情报部队和电子战部队之间的密切关系，其中几支电子战部队执行信号情报（SIGINT）功能，类似于美国地面部队组织，如海军陆战队无线电营。他说，俄罗斯电子战组织的不同之处还在于它与防空和炮兵的密切关系。
据美国防情报局（DIA）称，俄罗斯军队在2008年的格鲁吉亚战争中首次测试了其军事现代化能力。DIA指出，“在2008年8月与格鲁吉亚的‘五日战争’期间，俄罗斯的军事局限性充分显示出来。俄军取得了胜利，击败了实力相对较弱的格鲁吉亚对手，但俄罗斯军方在事后分析中强调了许多失败之处。”根据这次行动的经验，俄罗斯军队开始实施所谓的“新面貌计划”。根据DIA的说法，未满员苏联式师被重组成计划中的满员旅；军官军衔从35万名裁减到最初的15万名，但是后来增加到22万名；重新调整和恢复了合同制人员配备工作，到2017年实现42.5万名职业现役军人的目标；现存的六个军区最初被调整为四个联合战略司令部，在和平时期和战争时期控制其所在地区的所有军事资产；最后，俄罗斯启动了大规模国家军备计划，在10年内拨款1.1万亿卢布，旨在到2020年使俄罗斯军队拥有70%的新装备或现代化装备。
“新面貌”计划中对电子战的投资十分巨大。自2008年以来，俄军持续改革电子战能力和组织。
俄罗斯国防部和高级电子战军官的许多声明中有一些线索表明，俄罗斯电子战现代化是基于对美国和北约在过去20年军事行动中电子战能力利用方式的研究。美国的“全球快速打击”能力以及美国和北约高精度武器的发展，似乎也对俄罗斯产生了一些影响，这些因素正推动俄罗斯国防部制定计划对抗这些武器。起初，尽管采购过程的总体目标不透明，但俄军意识到了其现代电子战系统需求背后的潜在驱动因素。
事实上，2016年11月，俄罗斯无线电电子技术集团（KRET）第一副总裁Vladimir Mikheyev将“国家战略电子战系统”称为“对网络中心作战系统的不对称响应”，Murmansk-BN是该子系统的关键部分。据报道，Murmansk-BN工作距离5000公里，部署在7辆卡车上，可监测无线电波活动，可截获敌方信号，具有广泛干扰能力；它使用32米高的天线，已部署在克里米亚。Mikheyev称，俄罗斯电子战战略系统的建立可称为“实现网络中心防御概念”。
此外，俄罗斯军队已经开始将电子战部队引入其主要作战兵种组织。麦克德莫特和美国防情报局都指出，俄罗斯每个摩托化旅至少有一个电子战连（人数超过100人）提供所需的战术效果（如图11所示）。图12概述了这些电子战连的组织及其使用的设备类型。
图11 全新的摩托化步兵旅组织及装备表（基础及保障分队）
图12 俄罗斯电子战连装备概览
（注：RP-330KPK：VHF自动指挥所；RP-330K：自动控制站；R-378B：短波自动干扰站；R330B：连接Borisoglebsk-2短波自动干扰系统的VHF频率干扰机；R-330Zh：针对INMARSAT和铱星通信系统、GSM和GPS的Zhitel自动干扰机；SPR-2：VHF/UHF无线电干扰机；RP-377U：便携式干扰机（对抗简易爆炸装置）；RP-934B：针对通信和战术空中制导系统的VHF自动干扰站；RP- 377L：IED干扰机；RP-377LP：便携式自动干扰机；RP-377UV：便携式自动干扰机）
· 平衡地面电子战能力。美国国会可能面临的一个监管问题是，美陆军和海军陆战队正在部署和计划采购的电子战能力的平衡。在伊拉克和阿富汗冲突最激烈的时期，电子战规划偏重于反简易爆炸装置（IED）项目，而不是对抗大国竞争。尽管美军不断在高威胁的简易爆炸装置地区作战，但正如近期在阿富汗的伤亡所表明的那样，这些项目并不一定能针对潜在的俄罗斯武器系统提供必要的保护。美陆军和海军陆战队已经承认，他们需要新投资，为在电磁对抗环境下实现指挥控制提供支持。美国国会可能会审查海军陆战队和陆军如何分配资源以对抗简易爆炸装置威胁，同时努力确保地面军种准备好对抗新出现的威胁。
能力平衡的一部分是美陆军和海军陆战队之间重叠的项目。美陆军和海军陆战队有功能相似的电子战项目。例如，两个军种都在开发有相似功能的竞争性C-UAS项目（美陆军MEHL和海军陆战队CLaWS）。另一方面，C-IED项目是联合项目，一个军种开发的解决方案可为其他军种所用（因此，所有的国防部军种都使用相同的项目，可以有效地进行维护）。美国国会可能会审查陆军和海军陆战队开发竞争项目是否值得，或者投资竞争项目是否能使技术研发（R&D）取得更大进展。
· 项目资金。由于电子战项目的复杂性和保密性，电子战系统资金很难追踪。与地面电子战资金相关的一个挑战是，由于电子元器件变化相对较快，美陆军和海军陆战队都可能使用研发经费资助采购活动。第二个相关挑战是跟踪电子战项目何时从开发过渡到采购。部分挑战是，与大型武器系统相比，电子战系统采购活动可能相对较小。因此，美国防部采购活动不一定透露大型采购中的电子战组件，与大型系统（如M1 Abrams主战坦克）相关的电子战组件激增，与美陆军和海军陆战队电子战采购活动相关的支出激增，但却难以跟踪。
美陆军和海军陆战队采用不同的资金政策维持电子战项目。美陆军的许多电子战能力，无论是作为验证机还是样机，都得到了研发资金。因此，这些项目的资金通常被认为是不一致的，缺乏可持续发展的计划。另一方面，美海军陆战队的项目是在案项目，同时接收研发和采购资金。通过制定这些系统计划，海军陆战队寻求长期为系统提供可预测的资金。然而，这些系统是通过采购系统开发的，因此可能不会处于技术进步的前沿。
· 新兴技术。新兴技术可能会改变美陆军和海军陆战队进行电子战的方式。一些专家认为，电子技术的进步已经改变了地面部队进行电子战的方式，特别是随着有源电子扫描阵列和新型软件无线电的不断改进。一些人认为，电子技术的这些进步，再加上人工智能，可能会实现一定程度的自动化决策。这些算法可以通过制定频谱分配决策帮助管理电磁频谱，确定敌方何时干扰（或拒止）某个频段，并通过观察敌方电子发射趋势自动制定干扰计划以拒绝敌方访问。人工智能算法也可以使电子战系统利用数据源帮助识别雷达截获目标（对抗云或动物造成环境杂波）和电子辐射以定位和攻击小型无人机系统。美陆军和海军陆战队都没有公开表示他们计划利用人工智能管理电磁频谱行动或电子战。
新材料正在改变电子元件和电源的尺寸、重量、功率和散热。电子原件更小，需要的能量更少，因此电池也更小。这些新电子元件由于能耗降低发热更少，需要更少的散热装置即可保持理想温度，从而进一步降低了能耗。电池技术正在提高能量密度。这些设计可提供相似的电源输出，同时减小了电源的尺寸和重量，使得开发单兵便携式电子设备（如雷神C-IED系统和CESAS II干扰机）更加容易。
此外，电子技术的进步使新波形可以使用先进电子扫描阵列（AESA）天线和其他设计。随着新材料的出现，美国防部可能申请后续资金升级电子战系统，并可能采购AESA技术以更有效干扰敌方通信和雷达系统。
量子技术有可能改变电子战。量子通信和量子雷达的新发展可能会改变军队通信和监视敌人的方式。量子技术可能会对电子战产生影响；然而，它们对实施电子战作战的确切影响仍不清楚。
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