国外先进战斗机电子战系统扫描:从单纯防御到兼具进攻

Frank

国际先进战斗机的作战任务日益复杂，航空电子系统要完成的功能越来越多，组成也越来越复杂，并且朝着高度综合化、模块化、通用化及数字化和智能化的方向发展，其结构已从分立式、联合式（三代机）、综合化（F-22），发展到以F-35为代表的第四代“高度综合化”阶段，其技术体制是将第三代结构中通用数字系统综合的思路应用到射频综合，并将其模块化和使其现场可重构，通过大容量高速光纤网络完成系统内模块之间和传感器之间大量的、实时的数据交换，从而使各种传感器在战斗机作战过程中得到的目标数据和威胁数据进行融合，完成目标定位、数据识别、威胁等级评估、武器发射控制等高精确度、高置信度的信息处理，并为飞行员提供清晰及时的战场态势显示，使飞机的杀伤力和生存率成倍提高。

从单纯防御到兼具进攻的综合化变革

作为综合航空电子系统的重要组成部分，先进电子战系统与有源相控阵雷达等系统一起，“实现并完善着新一代战斗机超视距作战、隐身以及先敌发现、先敌摧毁的能力”，为“夺取空中信息优势，进行高效能的空中作战”发挥着至关重要的作用，传统上被认为是防御性的电子战系统，现在成了探测、跟踪甚至攻击目标的关键设备，这代表了对传统电子战模式的一次重大变革。主要体现在以下几个方面：
（1）隐身：定义为飞机平台保持不被敌空对空或防空武器系统发现的能力。隐身的获得依靠巧妙设计平台的形状和/或采用特殊的机体材料来获得，而且除了采用特殊的干扰方式外，有源武器系统还要采用“隐身”工作方式，以及主要采用电子战系统的无源传感器（ESM电子侦测设备、雷达告警接收机、光电综合接收机）。
（2）态势感知：实时更新战术态势并把有关数据显示给飞行员，使其根据战场环境和任务要求进行有效攻击和防御。在这种情况下，电子战的无源传感器是必不可少的，因为它是机上唯一能够提供关于敌雷达引导的地基防空系统的实时信息的设备。另外，这些数据是通过无源传感器获得的，因此不会降低飞机的隐身性能。由于对周围信号的测向精度高，系统可精确地合并（综合）传感器的数据，并在某些情况下可给出地对空或面对空威胁的高精度地面位置，还允许将其数据与机上其他传感器数据综合起来，光电综合告警接收机能综合
紫外、激光、红外光学天线阵列的威胁数据，对敌导弹、飞机、武器系统进行精确定位识别，有很好的态势感知能力，在识别并定位了威胁源以后，电子战系统将建立其威胁等级并根据需要启动电子对抗（ECM）装置。电子战系统也为飞行员提供为躲避威胁进行机动所需要的数据。
（3）火控：包括各种传感器、计算机和实施一项特定攻击任务采用的武器（如空对地、反雷达或空对空武器），必须能全天时、全天候并在激烈电子战活动时得到保障。
（4）自卫：自卫能力的获得是通过成功地使用电磁（EM）和红外（IR）隐身能力、威胁规避措施（与能否获得威胁的清晰图像有关）以及有效对抗措施（干扰和诱骗措施）来实现的。自卫功能的有效性当今已通过使用许多干扰和导弹探测的新技术而大大提高了。

F-22的电子战系统

F-22的电子战系统包括由BAE系统公司研制的AN/ALR-94无源接收机和AN/ALE-52对抗投放器，以及洛克希德·马丁公司的AN/AAR-56导弹发射探测器。据称其中AN/ALR-94是F-22上最复杂的电子设备，由隐身电子战天线、电子元件和处理器组成，综合了雷达告警、电子支援措施ESM、精确测向和窄波束交替搜索与跟踪功能，并与AN/ALE-52集成在一起。美国F-22战斗机上的ALR-94是迄今为止战斗机上装备的最有效的无源系统，它能在各个频段提供360度的覆盖，对前方区域还能在方位和俯仰上都提供了全向覆盖，探测距离超过460千米，远超过APG-77雷达的200～300千米。ALR-94据称采用了长基线干涉测量技术，能在185千米以上距离为APG-77雷达提供精确的目标方位指示。

F-35的电子战系统

F-35的电子战系统与F-22的电子战系统在某些方面类似（其信号截获系统长基线干涉仪在辐射源定位速度和精度方面将与EA-6B改进能力型III（ICAPIII）的接收机子系统的性能媲美，但成本要低一半），在有些方面则不同。两种系统均拥有与机身集成在一起的、符合隐身要求的宽带天线，而且系统均由综合核心处理器（ICP）进行控制。F-22拥有独立的导弹发射探测系统（AAR-56凝视红外阵列的导弹逼近告警系统），而F-35则将导弹逼近告警功能纳入红外分布式孔径系统（DAS）。F-35从一开始就可携带多种外部武器在非隐身模式下作战，并与电子战系统中干扰系统的技术发生器关联。一种可能的方法就是在完全隐身模式下不实施有源干扰，在战斗机携带外部武器时，通过吊舱或挂架上的拖曳式雷达诱饵来实施有源干扰。

“台风”战斗机电子战系统

“台风”战斗机的电子战设备“防御辅助子系统”（DASS）是目前欧洲功能最强的电子战系统，它与“台风”整个航空电子系统完全集成在一起，能提供威胁告警、态势感知和干扰能力，对付包括雷达、红外和激光在内的全频谱威胁。
DASS的主要部分包括翼尖吊舱的射频系统以及拖曳式诱饵，翼下的箔条和曳光弹投放器，导弹和激光告警系统。
DASS的射频接收机是完整的ESM系统，频率范围覆盖从VHF波段监视雷达所用的90～100MHz到10GHz的战斗机雷达，可以根据雷达的波长、脉宽和扫描方式对雷达进行特征描述。左边的吊舱前后各有一个ESM天线，右边的吊舱带有两个拖曳式诱饵。ESM传感器具有360°视角。左右两个吊舱中都有干扰天线。ESM传感器能够在威胁的交战距离之外甚至有时在辐射源的探测距离之外探测到所有相关的辐射源并通过将威胁信号与数据库进行比较识别威胁。干扰信号在主要的航空电子设备舱中生成，以低功率传输到翼尖吊舱中的放大器。“精灵”拖曳式诱饵是“台风”战斗机干扰设备的重要组成部分，主要用于对付单脉冲跟踪雷达。“精灵”是一种高功率、采用光纤连接的拖曳式诱饵。它不是一种简单的转发器，而是同DASS系统集成在一起的。威胁由ESM系统探测、定位并识别，并在机上生成干扰信号。系统采用一个基于数字射频存储器的技术发生器，能够生成4.5～18GHz范围内的各种噪声和欺骗信号。射频信号随后转换成调制的激光脉冲，通过长约100米的光纤传输到诱饵，通过诱饵上的发射机发射。

“阵风”战斗机电子战系统

“阵风”战斗机拥有最先进的航空电子设备。其电子战设备是由泰雷兹公司和BAE动力公司联合研制的“频谱”（SPECTRA）系统。这是一套完整的一体化的电子战设备，而且完全内装，没有外挂的干扰吊舱和箔条/曳光弹投放器。它包含了固态发射机技术，能同时干扰8个目标，同时具备雷达和光/电激光告警，导弹告警，毫米波覆盖和干涉仪测向能力，覆盖了射频、红外和激光波段。
“频谱”分为几个不同的模块，分布在机身16个地方，通过专用的电子战数据总线中央处理器相连。“频谱”电子战系统具有较高的信噪比，因而能探测低功率辐射源同时由于其高灵敏度和多信号鉴别能力，能为“阵风”系统提供优于1°的方位精度，这比“幻影”飞机同类系统要高5~10倍。
与传统的自卫系统不同的是，“频谱”系统是与同由泰利斯公司提供的RBE2多模电扫雷达以及FSO光电系统密切集成在一起的。这样就极大地提高了飞行员的态势感知能力。各种传感器的数据融合显示成一个战术图像。“频谱”可以识别所探测到的防空武器，并结合当地的地形在彩色战术显示器上显示出一个威胁区域，帮助飞行员躲避危险地区，这种智能数据融合极大地提高了任务的成功率和飞机的生存能力。
综上所述，先进机载电子战系统已经成为现代战斗机（三代机、四代机）综合探测、跟踪、干扰目标的关键设备。随着技术的进步，未来还将能实现直接电子攻击（EA），对目标实现硬杀伤；同时在赛博空间（网络空间）作战中也能发挥更大的作用。
从技术上讲，先进战斗机机载电子战系统的发展趋势是走非专用、非用户定制的道路，采用商用现成处理器（经过加固）和模块化射频元器件（包括片上系统等），具有去更小的体积、更轻的重量和更高的可靠性，实现更多和更强大的功能。