電子戰與電磁頻譜作戰的關系

摘要

隨著對戰爭性質理解的不斷發展，不時形成軍事行動的新概念。這在很大程度上是由技術進步以及如何最好地使用它們的新概念所驅動的。2020年5月，美國國防部（US DOD）引入了電磁頻譜作戰的概念，將電磁頻譜管理和電磁戰的功能結合在一起。雖然美國國防部正在闡明它將如何在電磁作戰環境中作戰，但據報道，DOD已從一系列基于行動的定義過渡到了一個更基本、基于物理的概念，對電子戰的性質進行了重新思考。

引言

電磁作戰環境(EMOE)由于電磁的傳輸速度和范圍而被描述為首次接觸的環境。這也是一個日益被來自盟國、中立國家和敵對國家的民用、商業用戶以及軍事操作者占領的環境。這就需要進行協調，不僅要防止干涉(最好的情況)或自相殘殺(最壞的情況)，而且還要確保多方在場的情況下協調一致地使用武力。這些都是電磁頻譜管理(EMSM)和電磁作戰管理(EMBM)概念的驅動因素。

美國國防部最近的文件概述了電磁頻譜作戰(EMSO)的含義，聲稱它包含電子戰(EW)，并使電子戰成為一個過時的概念。然而，我們將證明電子戰的范圍超出了EMOE，因此，電磁戰(EMW)和EMSO構造與電子戰的交集并不像美國國防部政策文件所宣稱的那樣完整。要做到這一點，我們必須從根本上理解電子戰的本質，它包括什么，不包括什么。

電子戰

如圖1所示，人類的感官只能探測到我們周圍波的很小一部分。一旦使能技術被開發出來，人們就開始設計、制造和操作電子設備，來利用這些未被利用的頻段，從而開啟了電子戰的專長。這個概念如圖 2 所示。在圖的上半部分，人的眼睛和耳朵探測波，并將它們轉換為電信號，我們的大腦進行處理，然后進行解釋，形成圖像。在電子戰中，天線和傳感器取代了人的感覺器官，電子設備完成了信號處理和顯示功能。

加拿大皇家空軍(RCAF)的《通知》系列最近的一篇文章探討了電子戰的本質，即人類使用電子系統進行戰爭。從這個角度來看，只有圖2底部綠框中的元素涉及電子設備，因此構成電子戰。波和波形一旦發射出去，就不再屬于電子戰的范疇，而更容易被理解為EMOE的一部分，因此就屬于EMW的范疇，即圖中下半部分的藍框所示。這就給出了EW的以下定義:

?電子戰——在軍事行動中，使用電子設備處理和轉換波與波之間的信號。

傳統上，EW被分為以下三種功能:

?電子支持(ES) -態勢感知，

?電子攻擊(EA) -采取行動影響或抑制對手在EMOE的操作能力，

?電子保護(EP) -采取措施來減輕來自對手的電子攻擊對自己設備的影響，從而保持自己的操作能力。

這些功能通常被認為是雷達和武器系統的功能，但它們也在其他應用中得到應用，主要是通信電子戰(Comms EW)和導航電子戰(NAVWAR)。

電磁戰

美國國防部的電磁頻譜優勢戰略將EMSO描述為EMSM和EMW功能的集成，并將這些概念定義為:

?電磁頻譜管理：在電磁作戰環境中規劃和協調操作的作戰、工程和管理程序。(以前的頻譜管理)

?電磁戰：利用電磁能和定向能控制電磁頻譜或攻擊敵人的軍事行動，也叫電子戰。(以前的電子戰)

該文件還將EMBM描述為一個綜合框架，用于動態監測、評估、規劃和指導EMOE的作戰，以支持指揮官的作戰概念。

EMBM和EMSM的職能都指向在EMOE內采取的行動計劃和協調，而不是它們的執行。同樣地，EMW指的是波和能量的使用，而不是電子和信號。這將EMW的規程更多地放在劇場級，而較少地放在平臺級，這與圖2下半部分所示的EMW與EW的分離是一致的。

那么，如果EMW和EW是不同的，EMSO和EW之間的關系是什么呢?

分析

上述關于電子戰描述的微妙之處在于，雖然它指的是波，但不需對波的性質進行限制。因此，電子戰的概念同樣適用于橫波(電磁波)和縱波(聲波)。有趣的是，俄羅斯的電子戰概念特別包括聲波和電磁波。

圖3描繪了電子戰(綠框)功能的映射，并提供了設備示例，因為每個功能都與橫波(藍框)或縱波(紅框)相關。在橫波下，我們把信號情報(SIGINT)和雷達告警接收機放在被動ES的旗幟下。這是因為，雖然它們的實現、歷史和時間尺度不同，但它們都采用了無源傳感器。另一方面，雷達是一種主動感知手段，因為除了一些明顯的例外，它們能感知自己發射的回聲。在聲波方面，情報和告警兩種ES功能都是通過聲納系統實現的，而這種技術通常與電子戰不相關。然而，聲納操作員的作用與雷達操作員別無二致。只有技術細節和作戰環境的細微差別(大氣與海洋或地面)，這些都沒有在上述電子戰的定義中體現。在電子干擾技術下，干擾機是電磁(EM)和聲學環境中最典型的電子設備。對于不使用電子設備的機械干擾，讀者可能熟悉箔條，但可能不太熟悉起泡器，這是一種在水下產生氣泡“云”來降低尾流自導魚雷對尾流的探測和跟蹤。EP的功能大體上取決于先進的信號處理技術。如前所述，ES、EA和EP的功能也在Comms EW和NAVWAR下執行。針對電子戰的這些分支，我們提供了相關裝備的實例。圖3清楚地說明，電子戰功能同樣適用于聲學環境和電磁環境。在軍事行動中使用聲學技術的其他應用是用于探測核爆炸，并作為“哈瓦那綜合征”的潛在原因。

圖3中的橙色框包含EMBM 和 EMSM 等的協調和管理功能。與映射到EMOE的EW部分一起，它們組合形成EMSO，由黃色框表示。除了將電子戰的管理和任務執行整合成一個完整的一攬子計劃外，電子戰概念的實用性在于，它顯然只涉及映射到電磁頻譜的電子戰部分，而不涉及映射到聲學頻譜的部分。同樣，在2020年5月，《電子防御雜志》雜志更名為《電磁優勢雜志》雜志。這次重新命名正好將雜志的焦點放在了藍色和綠色盒子的交叉點上。這是一件好事，因為技術和環境的差異足以將其分開。因此，EW與EMSO之間的關系可以總結為:

通過電磁活動來產生電子戰效應或網絡效應。同樣，通過電子戰活動以在聲學、網絡或電磁環境中產生影響。EMSO 將電子戰限定在與 EMOE 相關的方面。

EMSO與賽博空間的關系

然而，EMSO和賽博空間之間的關系尚不清楚。美國EMSO聯合條令表明，雖然需要協調功能，但EMW活動和賽博空間領域的重疊主要限于無線傳輸，如Wi-Fi。這是網絡空間到通信電子戰的清晰映射。然而，AFDP 3-51指出:“重要的是要認識到，EMSO不僅包括無線電和雷達輻射，還包括通過自由空間傳播的所有電磁能量，以及通過包含介質(如電線或光纖)傳輸的電磁信號?！边@一說法表明，EMSO不僅涉及賽博空間，而是完全包含它。我們認為這是超出范圍的，無線通信的局限性提供了一個直觀的界限。無論哪種方式，現有的文檔都是矛盾的，并且將受益于更大程度的一致性。正是出于這個原因，圖3中用虛線表示了EMSO概念到賽博空間的映射。

電磁作戰域

關于將EMSO映射到作戰域，美國國防部《電磁頻譜優勢戰略》指出，“EMS不是軍事行動的獨立域，因為EMS與聯合條令中確定的域密不可分。由于美軍是圍繞域進行組織的，EMS不僅提供了實現全域作戰的關鍵黏合劑，而且代表了跨聯合部隊作戰的天然結合點和關鍵脆弱性?！?/p>

然而，這種同樣適用于賽博空間的說法是無法支持的，因為美國國防部從來沒有定義過“域”這個術語，也沒有制定過任何可以用來排除任何特定環境的標準。Kreuzer認為域的概念對于網絡空間這樣的環境來說過于嚴格，他給出了以下定義:

?戰爭域：具有物理特性的作戰環境領域，需要獨特的理論、組織和裝備，以便軍隊在軍事行動中有效控制和利用。

雖然EMOE的主要特征是能量，但它仍然有物理方面的特性，如物理傳播、功率密度(單位面積功率)，以及它自己獨特的物理常數：自由空間的介電常數和真空磁導率。與公認的物理域不同，它沒有自己獨特的傳播介質，如自由空間、大氣、地面或海洋，所以它本身不是一個有形的環境。如圖2所示，在EMOE中采取的行動需要專門的設備，有充分的證據表明，現代軍隊已經制定了專門用于在EMOE中進行作戰的具體政策、概念和條令。最后，在論證EMSO和EMSM概念時，經常提到控制和利用EMOE的要求。

應該理解的是，本討論的目的不是為了爭取將EMOE視為戰爭域，因為我們認識到，這在一些國家會產生連鎖反應。更確切地說，我們只是證明EMOE確實滿足成為域所需的條件。

術語

電磁頻譜(EMS)這個術語被廣泛誤用來描述電磁作戰環境。EMS本身并不是一個環境。相反，它是一個用于在EMOE中定位實體的組織工具。因此，EMS 對 EMOE 的意義相當于高度對于空域、深度對于海域(見表1)。此外，EMOE還包含空間的概念，它支持波傳播和局域功率密度等現象，這兩者都是EMW傳導的關鍵。因此，EMSO概念可以更好地描述為電磁戰作戰(EMWO)或電磁環境作戰(EMEO)。值得注意的是，北約現在正朝著電磁作戰(EMO)這一術語邁進。

電磁的首字母縮寫是EM，但它在復合詞首字母縮寫中的使用卻不一致，這令人不安。像電磁頻譜(EMS)、電磁作戰管理(EMBM)和電磁頻譜作戰(EMSO)這樣的術語都明確表示電磁這個詞的縮寫，而在美國國防部文件的術語中，如電磁戰(EW)、電磁頻譜管理(ESM)則沒有。這種不一致性沒有明顯的理由，特別是當它與其他根深蒂固的術語重疊時，如電子戰(EW)和電子支持措施(ESM)。因此，我們強烈建議使用EM（僅使用EM）來表示電磁的首字母縮略詞，以確保一致性，我們在本文中遵循了這一指導原則。

任何時候使用正確的術語都是很重要的。雖然描述詞“電子”確實不能反映諸如EMSM等概念的所有方面，但“電磁”同樣不適合諸如電子防護措施等概念。當人們意識到這兩個詞具有不同的描述范圍時，這并不奇怪。這就是為什么“電子”是傳統描述符的斷言是不正確的；它在今天和以往一樣重要。唯一的區別是，現在可以用一種新的方式來理解使用范圍，而不是我們過去所做的那樣。

結論

我們從物理現象的角度探討和回顧了電子戰和電磁戰，并闡明了它們之間的關系。雖然不符合當前的定義，但我們建議從歷史和未來能力的角度，構造保留與EW 和 EMW 相關的概念。我們已經證明，電子戰涉及聲學、賽博和電磁環境，而電磁戰的概念提供了一種有效的手段，將EMSO概念限制在僅涉及EMOE的電子戰部分。對EMSO概念的描述應該認識到這一點。我們還試圖澄清伴隨電磁戰爭概念出現的不一致的術語實踐，并認為描述詞“電子”仍然與今天的戰爭概念有關。最后，我們指出了關于EMSO和賽博戰重疊的現有文件的不一致性，并鼓勵美國政策制定者充分闡明其意圖。更好地定義現象以及與之相關的術語，有助于確保正確實施新能力，尤其是在聯合和組合層面。

審核編輯：湯梓紅