美国电磁频谱作战前沿项目

导读：电磁频谱领域已经成为继陆、海、空、天、赛博空间之后第六作战域，美国为争夺战场电磁频谱优势，破解反进入/区域拒止(A2/AD)困局、达成新的抵消战略，推出电磁频谱战新理念。号称疯狂实验室的美国国防部高级研究计划局(DARPA)更是在新理念的指导下不断开发研究电磁频谱作战前沿项目。

美军认为，联合电磁频谱作战任务域由电磁频谱利用、管理、攻击和防护四维度任务构成，旨在对电磁作战环境中的联合任务部队电磁频谱行动进行作战集成、重点确立、组织协同和冲突消除，实现战场电磁频谱控制，在各作战域的指挥控制、情报、火力打击、调整与机动、防护、行动维持等职能中发挥关键作用。

为将电磁频谱战从概念转化为能力，美军多年来积极探索相关技术，开发电磁作战武器。美国空军主导过基于网络化软件定义架构(SDA)的认知干扰机与大功率高效射频数模转换器(HiPERDAC)项目、无源射频识别环境(PRIDE)、频谱战评估技术工程研究(SWEATER)、反电子高功率微波先进导弹(CHAMP)等项目;海军开展海上电子战改进(SEWIP-BlockI/II/III)、SLQ-32舰载电子战系统、舰船信号探测装备(SSEE)、电磁机动指挥与控制(EMC2)、集成桅杆(In-Top)舰载天线、下一代干扰机(NGJ)等项目;陆军启动电子战规划与管理工具(EWPMT)和多功能电子战(MFEW)、防御性电子攻击(DEA)和“消音器”电子战等系统。

反电子高功率微波先进导弹(CHAMP)

美国国防部高级研究计划局(DARPA)素来都是前沿技术的诞生地，在电磁频谱作战方面同样如此。DARPA开展了多项电磁频谱作战项目，典型的如行为学习自适应电子战(BLADE)、自适应雷达对抗(ARC)、极端射频频谱条件下通信(CommEx)、近零功耗射频和传感器运行(N-ZERO)等项目。该类项目的主要目的就是通过对抗行为实时评估、措施自主生成、效果即时反馈等新技术开发针对未知波形和行为的电磁频谱威胁实时战术对抗新能力。

自适应雷达对抗(ARC)概念图

行为学习自适应电子战(BLADE)的重点是开发新的算法和技术，使电子战系统能够在战场上自主学习干扰新的通信威胁，目的是实时对抗敌方自适应无线通信系统带来的威胁，即敌人使用的无线设备和网络指挥、控制和通信以及遥控简易爆炸装置等带来的无线通信威胁。洛克希德•马丁公司作为该项目的主要承包商，完成了第一阶段的概念验证、第二阶段的硬件回路仿真，在第三阶段与雷神公司合作将BLADE应用软件集成到电子战系统中，并在发展单元上进行地面和飞行测试。

行为学习自适应电子战(BLADE)

自适应雷达对抗(ARC)旨在使美国机载电子战系统能够在现场实时自动生成针对新的、未知的和自适应的雷达波的有效对抗措施，由BAE公司作为主承包商进行技术开发。ARC项目计划利用信号处理和机器学习方面的进步来开发智能算法，以检测和应对新出现的雷达威胁。该项目将使用开放式架构来开发，允许插入、修改和删除软件模块，同时对系统的其他元素保持最小的影响。目前已经进行了3个阶段的开发研究，已经具备在封闭测试环境中自适应对抗先进威胁能力，未来将重点转移至实战应用测试中。

自适应雷达对抗(ARC)

极端射频频谱条件下通信(CommEx)主要针对在遭受严重干扰压制的情况下，开发一种具备高度自适应能力和灵活性的通信系统。CommEx开发了一系列创新技术，对Link 16进行了强有力的模块化升级。Link 16是美军主要的战术数据交换网络，支持竞争环境下的空对空通信。CommEx项目的自适应抗干扰系统已经在Link 16电台上进行了集成测试，并在飞行中测试了CommEx的一些抗干扰特性。CommEx完整系统测试于2017年完成。

极端射频频谱条件下通信(CommEx)

近零功耗射频和传感器运行(N-ZERO)属于电磁频谱作战的辅助性研究项目，旨在研制出满足特定需求的物理、电磁和其他类型传感器技术：该传感器在一般情况保持休眠，将功耗尽可能降至零，但可被特定的外部事件以无线方式触发和唤醒，如车辆驶过或打开发电机等;该传感器仅在被激活后才能正常工作和消耗能量，休眠状态下的功耗小于10纳瓦，约等于手表电池自动放电时的耗电量。

近零功耗射频和传感器工作(N-ZERO)

在2017年9月，美国东北大学研究团队宣布利用“等离子增强微机械光开关”的器件，实现了高难度的近零功耗射频和传感器工作(N-ZERO)项目。该传感器包括一个纳米级的斑块阵列，其特定的尺寸限制其只能吸收特殊波长的红外线。在等离子激元(类似于水面上的涟漪)的电荷激发下，受到纳米级斑块的局限，将特定波长的红外线俘获到超薄结构当中，导致其温度大幅、迅速上升。温度尖峰脉冲引发一系列前序事件，使传感器其他部分的电路改变形态。该研究成果使得传感器在需要时才进行工作，保证其持续时间几乎不受限制。

总结

随着信息化的加速、大数据和人工智能的技术发展，电磁频谱作战将成为未来军事竞争的长期战略，可以说是控制了电磁频谱就控制了战场态势。美军已经在电磁频谱作战领域率先布局，俄罗斯等军事强国同样大力发展电磁作战武器，我国同样应着力研究电磁频谱作战相关技术，在新一轮领域优势占领中占得先机。