美军认知电子战技术取得巨大进展

美军认知电子战技术取得巨大进展
本文授权转自电科防务研究（ID:CETC-ETDR)感谢编译\述评：洛阳电子装备试验中心任翔宇
中国电科陈志宏
面对日益复杂多变的战场电磁环境带来的挑战，认知电子战受到了广泛关注。

美军一方面积极开展相关理论和技术研究，一方面加速将这些理论和技术转化应用到电子战装备中。

2016年2月29日，美国《国家利益》双月刊网站刊发文章称，美国国防高级研究计划局（DARPA）正致力于开发基于人工智能的新型电子战系统，以对抗俄罗斯与中国功能日益强大的雷达。

2016年5月26日，美国《航空周刊》报道，DARPA正在向客户移交根据极端射频频谱条件下的通信项目（CommEx）开发的技术，且五角大楼决定将这一技术整合到Link-16数据链中，以保护广泛使用的战术数据链免受干扰。

2016年5月31日，英国《简氏防务评论》报道，美国海军目前正在研究将自适应电子战行为学习项目（BLADE）开发的技术应用于反简易爆炸装置中，并将BLADE项目和自适应雷达对抗项目（ARC）开发的算法应用到EA-18G“咆哮者”电子战飞机上。

2016年6月20日，洛克希德·马丁公司宣布，洛克希德·马
丁公司先进技术实验室（ATL）和DARPA成功地在政府试验靶场进行了一系列的飞行试验，演示了BLADE系统面对频谱挑战更智能地进行频谱作战的能力。

另据位于美国达拉斯的市场研究公司（MarketsandMarkets）预测，认知电子战系统有望于2017年年底开始装备部队。

1 自适应电子战行为学习项目（BLADE）1.1 BLADE系统飞行试验概况洛克希德·马丁公司2016年6月20日宣布，洛克希德·马丁公司先进技术实验室和美国国防部高级研究计划局成功地在政府试验靶场进行了一系列的飞行试验，演示了BLADE系统的能力。

BLADE项目开发的机器学习算法和技术能够快速探测和表征新的无线电威胁，动态组成新的对抗措施，并基于空中观察到的威胁的变化情况，提供精确的电子战损毁评估。

BLADE系统能够实现从当今的人工密集型、基于实验室的对抗方式转变为自适应、现场实时的对抗方式。

更为重要的是，该技术为作战人员提供了对抗那些可以快速适应或改变电子剖面的新的或先进威胁的能力。

系统可以在几分钟而不是几个月内，探测、表征、对抗先进无线通信威胁。

试验期间，洛克希德·马丁公司的工程师们，包括来自分包商雷声公司的代表，驾驶一架经改装的Piper Navajo飞机飞行了数个小时，在飞行中采集了包括军用无线电、手机和专用数据链等的射频信号。

雷声公司提供了其开发的下一代电子战系统——“消音器（Silencer）”，其上安装了BLADE机器学习软件。

代表多个政府机构的25名代表观看了机载BLADE系统在各种战术情况下动态感应、表征和干扰自适应无线通信威胁的场景。

1.2 BLADE项目总体情况自适应电子战行为学习项目（BLADE）是美国国防部认知电子战的开拓项目，是DARPA 在2010年启动的一个为期51个月、分3个阶段进行的项目。

该项目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。

BLADE项目第1阶段和第2阶段的承包商为洛克希德·马丁公司率领的团队。

2012年9月，Barone Consulting公司获得了一项合同，负责机器学习算法的技术开发、支撑硬件试验床的开发、第2阶段最终试验和评估活动的监管，以使BLADE项目顺利从第1阶段（概念验证）进入到第2阶段（硬件在回路仿真）。

另外，在制定用于对第2阶段目标进行评估的性能准则方面，Barone Consulting公司发挥了重要作用，公司还就2014年年初第3阶段承包商的选择问题提出了自己的建议。

在持续18～24个月的第2阶段，洛克希德·马丁公司成功演示了技术成熟度达到4级（TRL-4）的系统，为其在项目第
3阶段开发技术成熟度6级（TRL-6）的样机系统奠定了基础。

BLADE项目第3阶段合同由洛克希德·马丁公司先进技术实验室获得。

在第3阶段，将把洛克希德·马丁公司开发的电子战机器学习软件集成到雷声公司开发的战术通信干扰系统中，以拓展BLADE系统的包络，并在外场逼真环境中进行试验。

试验工作由洛克希德·马丁公司与雷声公司联合进行，以解决多路径、复杂电磁环境、移动平台和目标等问题，并在政府试验靶场针对典型威胁环境对系统进行外场试验，其中包括地面试验和飞行试验。

2 美军对认知电子战的需求分析2.1 对面临威胁的分析随着伊拉克、阿富汗反恐战争的结束，美军认为，其未来面对的对手将不再是处于“电子战弱势”的敌人，而是“旗鼓相当”的对手（俄罗斯、中国等），其面临的主要威胁也已不再仅仅只是便携式防空系统和简易爆炸
装置，而是传统威胁和新型威胁等并存的威胁。

如美军在分析F-35可能面临的威胁时称，未来F-35可能面临俄罗斯Nebo-M可编程雷达系统的威胁。

Nebo-M雷达可自动探测和跟踪空中目标，如弹道导弹、隐身飞机、无人机以及高超音速目标等。

在圆周扫描模式下，系统能够跟踪多达200个空气动力学目标，作用距离和高度达600千米。

在扇形扫描模式下，Nebo-M雷达系统可以跟踪多达20个弹道目标，作用距离达1800千米，高度达1200千米。

分析指出，
一旦美国、俄罗斯、中国卷入热战，F-35战斗机和诸如Nebo-M防空系统可能会面对面地展开对抗。

美军寄希望于认知电子战这一新兴技术赋予F-35战斗机几乎实时的能力，即发现新的难以探测的防空系统，并探寻在飞行中压制防空系统的方法。

美军寄希望于认知电子战这一新兴技术赋予
F-35战斗机几乎实时的能力俄罗斯Nebo-M雷达
2.2 对当前能力不足的分析美军认为，当前美军派战机执行任务时，战机上预先装有干扰策略，能够发射用于干扰敌方雷达的特定频率和波形。

但飞机有时会遇到新的频率或不同的波形，这些新的频率或波形没有预先编程，当冲突爆发时，会令飞机暴露，处于威胁之中。

美国海军正在研究将BLADE项目和ARC项目开发的算法应用到EA-18G“咆哮者”电子战飞机上和平时期，美军通常会部署像RC-135V/W“铆钉”这样的信号情报飞机去收集有关
新波形的数据。

这些数据随后被送到实验室进行分析，以便生成新的干扰策略。

美军在和平时期通常会部署像RC-135V/W“铆钉”这样的信
号情报飞机去收集有关对手新波形的数据美军目前拥有的
具有一定实时分析敌方波形能力的作战飞机只有EA-6B和EA-18G电子战飞机。

这两种飞机都具有预先编程的机载威胁库，同时，机组人员中有电子战军官。

这些电子战军官能够对未知的敌方波形进行识别和分析，根据他们的经验找到
在一定程度上能实时干扰这些波形的方式。

但是，这远非完美，因为这完全依靠电子战军官的技能。

美军目前拥有的具有一定实时分析对手波形能力的战机只
有EA-6B和EA-18G电子战飞机无论是诸如RC-135V/W“铆钉”这样的信号情报飞机，还是EA-6B和EA-18G电子战飞机，飞行员返回后，会对新的波形进行研究，并进行复制、效仿、推算等，然后才可能得到新的干扰策略。

之前，雷达波形很少变化，上述缓慢过程可能足以应对。

而如今，作为电子战的主要作战对象，通信和雷达系统中的认知技术给电子战带来了重大挑战。

因此，美军认为，电子战系统必须采用功能强大的综合架构，通过协同分析、综合、发现和适应功能来提供“感知、学习和自适应”能力，最终发展成为具有认知能力的电子战系统和体系。

3 美军高度重视认知电子战技术装备的研发上个世纪末，随着认知无线电的提出，认知技术受到高度重视。

美军最先意识到认知技术给电子战带来的挑战，最先开展认知电子战研究。

从2008年开始，美国国防部就在资助应用于下一代电子战的先进认知干扰技术和人工智能技术研究项目。

2010年以来，DARPA和各军种陆续发起了多个认知电子战研究项目，以对认知电子战关键技术进行深入分析和研究，重点是实时识别和响应能力，以快速识别和开发电子攻击措施。

其中，DARPA的项目包括自适应电子战行为学习项目
（BLADE）、自适应雷达对抗项目（ARC）、极端射频频谱条件下的通信项目（CommEx）等。

2013年，鉴于对美国电子战落后于当今世界的挑战的担忧，美国国防科学委员会在一项研究中建议军方开发敏捷、自适应电子战系统，以探测和对抗棘手的新型传感器。

2015年12月，美国国防部副部长沃克在新美国安全中心召开的会议上说：“（美军）将通过学习机……设法解决如何在任务中识别新出现的波形的问题。

”沃克在其以第三次抵消战略为主题的讲话中提及认知电子战这一问题足以说明认知电子战对五角大楼的重要性。

随着美军认知电子战理论研究和技术装备开发的推进，可以预计，在不久的将来，认知电子战装备将逐步列装美军。