电子战与电磁频谱作战的关系

摘要

随着对战争性质理解的不断发展，不时形成军事行动的新概念。这在很大程度上是由技术进步以及如何最好地使用它们的新概念所驱动的。2020年5月，美国国防部（US DOD）引入了电磁频谱作战的概念，将电磁频谱管理和电磁战的功能结合在一起。虽然美国国防部正在阐明它将如何在电磁作战环境中作战，但据报道，DOD已从一系列基于行动的定义过渡到了一个更基本、基于物理的概念，对电子战的性质进行了重新思考。

引言

电磁作战环境(EMOE)由于电磁的传输速度和范围而被描述为首次接触的环境。这也是一个日益被来自盟国、中立国家和敌对国家的民用、商业用户以及军事操作者占领的环境。这就需要进行协调，不仅要防止干涉(最好的情况)或自相残杀(最坏的情况)，而且还要确保多方在场的情况下协调一致地使用武力。这些都是电磁频谱管理(EMSM)和电磁作战管理(EMBM)概念的驱动因素。

美国国防部最近的文件概述了电磁频谱作战(EMSO)的含义，声称它包含电子战(EW)，并使电子战成为一个过时的概念。然而，我们将证明电子战的范围超出了EMOE，因此，电磁战(EMW)和EMSO构造与电子战的交集并不像美国国防部政策文件所宣称的那样完整。要做到这一点，我们必须从根本上理解电子战的本质，它包括什么，不包括什么。

电子战

如图1所示，人类的感官只能探测到我们周围波的很小一部分。一旦使能技术被开发出来，人们就开始设计、制造和操作电子设备，来利用这些未被利用的频段，从而开启了电子战的专长。这个概念如图 2 所示。在图的上半部分，人的眼睛和耳朵探测波，并将它们转换为电信号，我们的大脑进行处理，然后进行解释，形成图像。在电子战中，天线和传感器取代了人的感觉器官，电子设备完成了信号处理和显示功能。

加拿大皇家空军(RCAF)的《通知》系列最近的一篇文章探讨了电子战的本质，即人类使用电子系统进行战争。从这个角度来看，只有图2底部绿框中的元素涉及电子设备，因此构成电子战。波和波形一旦发射出去，就不再属于电子战的范畴，而更容易被理解为EMOE的一部分，因此就属于EMW的范畴，即图中下半部分的蓝框所示。这就给出了EW的以下定义:

•电子战——在军事行动中，使用电子设备处理和转换波与波之间的信号。

传统上，EW被分为以下三种功能:

•电子支持(ES) -态势感知，

•电子攻击(EA) -采取行动影响或抑制对手在EMOE的操作能力，

•电子保护(EP) -采取措施来减轻来自对手的电子攻击对自己设备的影响，从而保持自己的操作能力。

这些功能通常被认为是雷达和武器系统的功能，但它们也在其他应用中得到应用，主要是通信电子战(Comms EW)和导航电子战(NAVWAR)。

电磁战

美国国防部的电磁频谱优势战略将EMSO描述为EMSM和EMW功能的集成，并将这些概念定义为:

•电磁频谱管理：在电磁作战环境中规划和协调操作的作战、工程和管理程序。(以前的频谱管理)

•电磁战：利用电磁能和定向能控制电磁频谱或攻击敌人的军事行动，也叫电子战。(以前的电子战)

该文件还将EMBM描述为一个综合框架，用于动态监测、评估、规划和指导EMOE的作战，以支持指挥官的作战概念。

EMBM和EMSM的职能都指向在EMOE内采取的行动计划和协调，而不是它们的执行。同样地，EMW指的是波和能量的使用，而不是电子和信号。这将EMW的规程更多地放在剧场级，而较少地放在平台级，这与图2下半部分所示的EMW与EW的分离是一致的。

那么，如果EMW和EW是不同的，EMSO和EW之间的关系是什么呢?

分析

上述关于电子战描述的微妙之处在于，虽然它指的是波，但不需对波的性质进行限制。因此，电子战的概念同样适用于横波(电磁波)和纵波(声波)。有趣的是，俄罗斯的电子战概念特别包括声波和电磁波。

图3描绘了电子战(绿框)功能的映射，并提供了设备示例，因为每个功能都与横波(蓝框)或纵波(红框)相关。在横波下，我们把信号情报(SIGINT)和雷达告警接收机放在被动ES的旗帜下。这是因为，虽然它们的实现、历史和时间尺度不同，但它们都采用了无源传感器。另一方面，雷达是一种主动感知手段，因为除了一些明显的例外，它们能感知自己发射的回声。在声波方面，情报和告警两种ES功能都是通过声纳系统实现的，而这种技术通常与电子战不相关。然而，声纳操作员的作用与雷达操作员别无二致。只有技术细节和作战环境的细微差别(大气与海洋或地面)，这些都没有在上述电子战的定义中体现。在电子干扰技术下，干扰机是电磁(EM)和声学环境中最典型的电子设备。对于不使用电子设备的机械干扰，读者可能熟悉箔条，但可能不太熟悉起泡器，这是一种在水下产生气泡“云”来降低尾流自导鱼雷对尾流的探测和跟踪。EP的功能大体上取决于先进的信号处理技术。如前所述，ES、EA和EP的功能也在Comms EW和NAVWAR下执行。针对电子战的这些分支，我们提供了相关装备的实例。图3清楚地说明，电子战功能同样适用于声学环境和电磁环境。在军事行动中使用声学技术的其他应用是用于探测核爆炸，并作为“哈瓦那综合征”的潜在原因。

图3中的橙色框包含EMBM 和 EMSM 等的协调和管理功能。与映射到EMOE的EW部分一起，它们组合形成EMSO，由黄色框表示。除了将电子战的管理和任务执行整合成一个完整的一揽子计划外，电子战概念的实用性在于，它显然只涉及映射到电磁频谱的电子战部分，而不涉及映射到声学频谱的部分。同样，在2020年5月，《电子防御杂志》杂志更名为《电磁优势杂志》杂志。这次重新命名正好将杂志的焦点放在了蓝色和绿色盒子的交叉点上。这是一件好事，因为技术和环境的差异足以将其分开。因此，EW与EMSO之间的关系可以总结为:

通过电磁活动来产生电子战效应或网络效应。同样，通过电子战活动以在声学、网络或电磁环境中产生影响。EMSO 将电子战限定在与 EMOE 相关的方面。

EMSO与赛博空间的关系

然而，EMSO和赛博空间之间的关系尚不清楚。美国EMSO联合条令表明，虽然需要协调功能，但EMW活动和赛博空间领域的重叠主要限于无线传输，如Wi-Fi。这是网络空间到通信电子战的清晰映射。然而，AFDP 3-51指出:“重要的是要认识到，EMSO不仅包括无线电和雷达辐射，还包括通过自由空间传播的所有电磁能量，以及通过包含介质(如电线或光纤)传输的电磁信号。”这一说法表明，EMSO不仅涉及赛博空间，而是完全包含它。我们认为这是超出范围的，无线通信的局限性提供了一个直观的界限。无论哪种方式，现有的文档都是矛盾的，并且将受益于更大程度的一致性。正是出于这个原因，图3中用虚线表示了EMSO概念到赛博空间的映射。

电磁作战域

关于将EMSO映射到作战域，美国国防部《电磁频谱优势战略》指出，“EMS不是军事行动的独立域，因为EMS与联合条令中确定的域密不可分。由于美军是围绕域进行组织的，EMS不仅提供了实现全域作战的关键黏合剂，而且代表了跨联合部队作战的天然结合点和关键脆弱性。”

然而，这种同样适用于赛博空间的说法是无法支持的，因为美国国防部从来没有定义过“域”这个术语，也没有制定过任何可以用来排除任何特定环境的标准。Kreuzer认为域的概念对于网络空间这样的环境来说过于严格，他给出了以下定义:

•战争域：具有物理特性的作战环境领域，需要独特的理论、组织和装备，以便军队在军事行动中有效控制和利用。

虽然EMOE的主要特征是能量，但它仍然有物理方面的特性，如物理传播、功率密度(单位面积功率)，以及它自己独特的物理常数：自由空间的介电常数和真空磁导率。与公认的物理域不同，它没有自己独特的传播介质，如自由空间、大气、地面或海洋，所以它本身不是一个有形的环境。如图2所示，在EMOE中采取的行动需要专门的设备，有充分的证据表明，现代军队已经制定了专门用于在EMOE中进行作战的具体政策、概念和条令。最后，在论证EMSO和EMSM概念时，经常提到控制和利用EMOE的要求。

应该理解的是，本讨论的目的不是为了争取将EMOE视为战争域，因为我们认识到，这在一些国家会产生连锁反应。更确切地说，我们只是证明EMOE确实满足成为域所需的条件。

术语

电磁频谱(EMS)这个术语被广泛误用来描述电磁作战环境。EMS本身并不是一个环境。相反，它是一个用于在EMOE中定位实体的组织工具。因此，EMS 对 EMOE 的意义相当于高度对于空域、深度对于海域(见表1)。此外，EMOE还包含空间的概念，它支持波传播和局域功率密度等现象，这两者都是EMW传导的关键。因此，EMSO概念可以更好地描述为电磁战作战(EMWO)或电磁环境作战(EMEO)。值得注意的是，北约现在正朝着电磁作战(EMO)这一术语迈进。

电磁的首字母缩写是EM，但它在复合词首字母缩写中的使用却不一致，这令人不安。像电磁频谱(EMS)、电磁作战管理(EMBM)和电磁频谱作战(EMSO)这样的术语都明确表示电磁这个词的缩写，而在美国国防部文件的术语中，如电磁战(EW)、电磁频谱管理(ESM)则没有。这种不一致性没有明显的理由，特别是当它与其他根深蒂固的术语重叠时，如电子战(EW)和电子支持措施(ESM)。因此，我们强烈建议使用EM（仅使用EM）来表示电磁的首字母缩略词，以确保一致性，我们在本文中遵循了这一指导原则。

任何时候使用正确的术语都是很重要的。虽然描述词“电子”确实不能反映诸如EMSM等概念的所有方面，但“电磁”同样不适合诸如电子防护措施等概念。当人们意识到这两个词具有不同的描述范围时，这并不奇怪。这就是为什么“电子”是传统描述符的断言是不正确的；它在今天和以往一样重要。唯一的区别是，现在可以用一种新的方式来理解使用范围，而不是我们过去所做的那样。

结论

我们从物理现象的角度探讨和回顾了电子战和电磁战，并阐明了它们之间的关系。虽然不符合当前的定义，但我们建议从历史和未来能力的角度，构造保留与EW 和 EMW 相关的概念。我们已经证明，电子战涉及声学、赛博和电磁环境，而电磁战的概念提供了一种有效的手段，将EMSO概念限制在仅涉及EMOE的电子战部分。对EMSO概念的描述应该认识到这一点。我们还试图澄清伴随电磁战争概念出现的不一致的术语实践，并认为描述词“电子”仍然与今天的战争概念有关。最后，我们指出了关于EMSO和赛博战重叠的现有文件的不一致性，并鼓励美国政策制定者充分阐明其意图。更好地定义现象以及与之相关的术语，有助于确保正确实施新能力，尤其是在联合和组合层面。

审核编辑：汤梓红