流言终结者之电子战飞机

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  伴随着作战样式的不断演进,电子战飞机完成了从幕后向台前的华丽转身,逐渐成为公众关注的“新闻人物”。但是,由于电磁频谱的争夺毕竟是发生在看不见摸不着的虚拟空间,各军事强国又无不对自身的电子战能力执行较严格的保密制度,难免造成公众对于电子战飞机技战术的某些认识偏差。下面,我们不妨通过鉴定这些热门的“流言”,来对电子战飞机有一个更为全面的认识。
  流言一:“一旦开战,电子战飞机就要飞过来给你来个全频段干扰,不管什么信号都没法传输?”
  要弄清这条流言背后的真相,需要先了解一下所谓的“全频段”到底是什么意义。按照频率高低,电磁波被划分为不同的频段,各个频段都有自己独特的“脾气秉性”,用途也各不相同。甚低频和低频(VIF和LF)的无线电波穿透能力强,主要用于对潜通信;中频(MF)主要用于导航和民用广播:高频(HF)也就是我们所说的“短波”,由于可以被电离层反射,所以广泛用于中远距离通信,在超视距雷达中也有应用:甚高频(VHF)在军事上主要用于战术通信、空地通信和搜索雷达,特高频、超高频和极高频(UHF、SHF、EHF)的电磁波主要用于卫星通信和对精度要求高的火控雷达。
  说完了“全频段”,让我们再来了解一下“干扰”是如何进行的。按照是否向外辐射电波,电子干扰又可以分为有源干扰和无源干扰。但无论是哪一种干扰样式,都与干扰对象的波长密切相关。有源干扰所使用的天线长度为干扰对象工作波长的四分之一时,干扰效果最佳,而使用无源干扰时,箔条的长度最好为干扰对象工作波长的二分之一。在我们刚才提到的频段中,甚低频频段的波长最长,达到10M00千米,低频的波长范围是1~10千米,中频的波长范围是100~1000米。所以对于这几个频段,制造相应的干扰设备是极其困难的。
  而对于高频、甚高频等波长相对较短的频段来说,干扰机在频率上对准是不存在技术问题的,又假使辐射方向、极化方式都对,那么就剩下一个功率的问题了。如果电子干扰机的干扰功率为100千瓦,对1000兆赫的带宽释放干扰,那么分摊到1兆赫带宽上的功率只有100瓦,随便一部雷达都可以将其“烧穿”。所以从功率上来讲,干扰的频带越宽,功率也就越分散,干扰的效率就越低。在核反应堆搬上飞机之前,“全频段干扰”所需要的能量是现阶段无法实现的。
  另外从战术角度来说,敌方的电子信号尤其是通信信号具有非常大的军事价值,如果能够成功截获,就可以掌握敌人的兵力部署及动向等大量情报,对战局的影响将远远大于将其压制的效果。所以在战术上,“全频段干扰”也不是明智的选择。
  结论:无论技术上还是战术上,所谓的“全频段干扰”不仅难以实现,而且效能低下,在战争中几乎不是一个合理的选项。只不过由于不少崇尚暴力美学的媒体垂青于该词所描绘的恢弘场景,将大众引向了一个误区。电子干扰是个十足的“精细活”,在电磁频谱中大刀阔斧地“地毯式轰炸”是不存在的。该流言被揭穿。
  流言二:“我的手机一开机,就有可能被电子战飞机定位”
  手机的工作频率根据网络制式不同而不同,但归根结底都在800~1 800兆赫兹之间,功率不大干2瓦。所以,首先能够确定的是,只要距离足够近,电子战飞机是能够接收到手机信号的。
  可是同一区域有数不清的人都有手机,我的手机只是开机揣在兜里,怎么能被识别出来呢?其实,手机即使在待机状态,也会背着主人和基站“聊得火热”,在这一过程中,手机会不时把自己的“身份证号”告诉基站。
  手机的“身份证号”实际上是指每部合法生产的手机都有的15位编码——国际移动设备身份码(IMEI)。每一台手机的IMEI都是由国际移动通信协会分配的全球唯一编码,不管你换多少张SIM卡,IMEI都不会改变。在手机每次开机和切换服务区时,都会向最近的基站发送自己的IMEI申请入网。因此,只要事先得到某一部手机的IMIcI,就能够通过无线电测向的方式找到它的主人,和这部手机是否有GPS定位功能无关。
  这里还有一个特例,那就是无处不在的山寨手机。山寨机往往存在多部手机共用一个IMEI的情况,就好像一个村里所有人模样长得都一样,连身份证号都一样,要想去那个村里找个人,难度可想而知。所以,即使知道山寨机的IMEI也是白费劲。
  结论:用电子战飞机来干这个怎么想怎么觉得浪费,派间谍用地面设备进行类似活动似乎更靠谱一点。但从理论上来说是行得通的,前提是手机的使用者是VIP。各位领导,山寨机也许是您应有的选择啊。该流言被证实。
  流言三:“电子侦察机一从我家上空飞过,就能知道我在看哪个电视台”
  现在大部分家庭观看的都是有线电视,其基本的工作流程虽然有卫星的参与,但入户的部分全部为电缆连接。那么,电子侦察机能不能窥探到电缆内的内容呢?
  有线电视传输采用的电缆是75欧同轴电缆。所谓同轴电缆就是在一根导线外面包上一层塑料绝缘材料,再在这个绝缘层外面包上一层由铜丝或铝丝紧密编织而成的金属网,最后在最外层包覆PVC绝缘材料。中心导线用于信号传输,而外层的金属网则接地,可以将外界的杂波干扰引入大地,阻止其影响正常信号传输。但是这种避免线缆受外界干扰的设计也可以很好地屏蔽内部信号,令其无法辐射到外界去。这样一来,电子侦察机要通过同轴电缆侦测到有线电视的信号是非常困难的。同轴电缆除了用于有线电视外,还可用于很多要求高带宽、低噪声的领域,就连电子战飞机自己也将它作为天线到无线电发射机和接收机的连接线缆。
  如果把有线电视的信号线换成普通双绞线,类似于电话线或网线,那么长长的电缆会发挥天线的作用,将信号的能量大量辐射到空中,这样电子侦察机就有截获有线电视信号的可能。但由于信号大部分被辐射,你家收到的电视信号就会非常差了。
  结论:这条流言似乎没有什么军事意义,但是从侧面证明了电子侦察机对于采用电磁屏蔽设计的同轴电缆没有威胁。但如果换成干扰就不同了,电子战飞机可以干扰有线电视中心的卫星接收端,所以EC-130J可以让敌方所有的电视频道播送任何机组人员喜欢的内容。该流言被揭穿。   流言四:“电子干扰机距离目标雷达越近,干扰的效果就越好”
  如果你正在和别人交谈,而我举着超大功放山寨手机放着网络神曲朝你这走,肯定是我走得越近,对你的干扰越严重。那么在雷达干扰中,也是这样的吗?
  电子干扰机向雷达接近时,雷达所接收的干扰功率的确在不断增大,但此时不要忽略个重要的指标,就是电子战飞机雷达回波的信号强度。而在电子战飞机逼近雷达的过程中,自身的回波也是不断增大的。所以问题的关键是,到底哪一个功率增加的更快?
  这个问题可以在雷达波的传播理论中找到答案。简单来说,干扰电波的传播服从R2传播律,即进入雷达接收机的干扰功率与距离的平方成反比。而目标回波的传播服从R2传播律,即进入雷达接收机的目标回波功率与距离的四次方成反比。所以,对于电子战飞机而言,必定存在一个距离“警戒线”,在线外可以对雷达进行有效压制,一旦越线,雷达功率将“烧穿”电子战飞机释放的干扰,在屏幕上显示出电子战飞机的“真容”。这就好比是晚上我开着一辆面包车,而你开着一辆重型卡车与我相向而行,为了不让我看见你,你早早向我闪着远光灯,起初我可能只是看见一片白光,但是随着距离的缩短,我的车灯能够照亮你的车时,你的干扰也就失去意义了。
  结论:当我再举着山寨手机大摇大摆地朝你走来时,如果不幸超越了那条看不见的“警戒线”,你就有机会把我一脚踹飞。该流言被揭穿。
  流言五:“电子战飞机越早启动干扰机,越能保护已方的机群”结合上一条来看,这条流言在雷达传播理论中完全能够站得住脚。R2和R4传播律本来就是雷达的一个重要弱点,和雷达的距离越远,电子战飞机的优势就越明显,可以用远小于雷达功率的干扰机实现有效干扰,也符合“防区外干扰”的原则。那么,这条流言会是真的吗?
  打一个简单的比喻就可以说明问题,我是一个警察,在一座黑漆漆的巨大仓库里抓几个小偷,这本来不是~件容易的事,而领头的小偷为了“干扰”我,按下了他那超大功放山寨手机的播放键……结果会怎样,事情突然变得简单了许多,只要我没有听力残疾,百分之百可以听出来他们在哪。
  结论:干扰机启动得太早,无异于向对方的电子侦察设备振臂高呼:“我在这呐!”被测向定位是分分钟的事,反而会使机群提前暴露。该流言被揭穿。
  流言六:“电子战飞机可以在敌方雷达上制造假目标。”
  经常看到媒体采用这样的语言描绘近年历次非对称战争中强者对弱者的电子干扰“盛况”——“在空袭开始前,M军首先对Y军的防空系统进行了大规模的电子干扰,Y军的雷达屏幕上一片雪花”,或者“Y军的雷达屏幕上白茫茫的一片”。姑且不论雷达显示屏的阴极射线管能不能呈现“雪白”的颜色,难道这真的是电子干扰后雷达操作员看到的景象吗?
  雷达的工作原理想必读者们都很清楚——发射一个脉冲,遇到目标散射,接收回波脉冲,计算时间差,得出目标距离。如果这个雷达脉冲遇到的是一架电子战飞机,那么这个过程有可能是这样的:电子战飞机接收雷达的探测脉冲,将其延迟一段时间后再原封不动地发射出去。这时,雷达就会先后接收到两个脉冲,一个是电子战飞机真正的目标回波,另一个则是经电子战飞机延时的欺骗脉冲,屏幕上也会出现一前一后两个目标,显然前面的是真实目标。就这样,制造假目标的任务被电子战飞机轻轻松松的完成了。
  但是,雷达操作员更关注离他们近的目标,如果他们向第一个目标发射导弹,接下来发生的事情像玩“连连看”一样有趣,屏幕上前后两个目标会同时消失,所以在电子战飞机身后忽闪忽闪的“影子”似平没法替它的主人挡导弹。电子战飞机只有再想办法,将接收到的雷达脉冲经过储频和导前电路,让欺骗脉冲跑到真实回波前面去(实际上已经是下一个周期的回波了),把假目标推到自己前面。再阴险点,欺骗信号与真实信号的距离还可以不断改变,甚至还可以模拟飞行姿态的变化引起的信号强度起伏,让雷达操作员真假难辨。
  结论:假目标欺骗干扰是雷达干扰中非常重要的一种手段,对于参数已知的雷达干扰效果很不错,更重要的是干扰设备并不复杂。大量的假目标的确可以掩护己方的真实行动意图,俄罗斯加加林空军学院将这种战术命名为“嘿,你猜一猜”。该流言被证实。
  流言七:“如果电子战飞机被导弹锁定,可以凭借其强大的电子战力将导弹引向别处”
  如果导弹已经发射,那么电子战飞机除了让告警接收机不断闪烁并嘟嘟作响,还有什么办法呢?
  火控雷达和导弹导引头能够精确测定目标角度坐标并能自动跟踪,电子战飞机这时可以对其实行角度欺骗。当欺骗干扰信号的相位与雷达波相差180°时,称为倒相干扰,这种方法对于上述雷达的角度跟踪系统十分有效。只要干扰信号足够强,就可以让雷达的跟踪天线向完全相反的方向逐渐移动,直全目标完全去失。
  这里不能不提到“战斗民族”俄罗斯,俄空军有着非常独到的“对映体”自卫干扰战术。也就是在敌雷达或导弹不在俄机自卫干扰设备的干扰扇区内时,飞行员可以寻找“对映体”将干扰电波反射向对方。在500米以下的低空,地面或水面可以作为“对映体”,在高空则可选择云层作为“对映体”,而根据俄航空兵训练的经验表明,该战术在战机飞行高度为200~300米时保护效果最佳,能够实现对敌主动制导防空导弹的干扰。
  结论:电子战飞机真正的作用是尽可能压制敌方的雷达,令其无法发射导弹,但如果真的和导弹遭遇,也并非无计可施。不过万一“强大的电子战力”没有奏效,还是选择俗套的箔条干扰弹或者弹射手柄吧。该流言被证实。
  流言八:“电子战飞机带上箔条,对各频段防空雷达都能够‘通杀’”
  细心的读者可能直接终结这条流言了,因为在前文已经提到了箔条的长度需要精确地制成雷达波长二分之一才能起到最佳的效果。由此引发了一个问题,战场上各种雷达都有,究竟每种波长的箔条带多少合适呢?为解决这个问题,箔条自动切割机横空出世了。
  当电子战飞机被雷达照射时,机上预警接收机可以迅速测出雷达的工作波长,切割机就可以自动将成卷的箔条切成合适的长度投放出去。美国的AN/ALE-43(v)是第一种实时切割型大容量箔条投放吊舱,每分钟可以切割并投放254千米长的箔条。
  有读者可能会问,箔条投放后在空中飘散的速度很慢,而可以测量速度的多普勒雷达可以将其滤除。如果单一使用箔条,对多普勒雷达的干扰效果的确不怎么样,但如果和有源干扰配合使用的话就不同了,电子战飞机可以让与雷达有一定频差的干扰信号照射在箔条云上,经过箔条的反射进入雷达,这样就可以模拟快速移动的目标来干扰多普勒体制的雷达。
  结论:二战时期诞生的箔条历经近百年的发展,其技术并没有什么大的改变,但配合战术的革新,仍然是当今雷达的大敌之一。该流言被证实。
  八大流言鉴定完毕,希望读者朋友们能够消除对电子战飞机技战术应用上的一些模糊认识。随着电子工业的飞速发展,新技术层出不穷,在下一场战争中,电子战飞机将在电磁空间上演哪些好戏呢,让我们共同拭目以待。
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