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　　● 猫和老鼠的游戏：多普勒频率和速度刻度表

　　战斗机要在快节奏、高强度的空地对抗中战胜防空导弹，最重要的是迷惑它的雷达，尤其是引导导弹攻击的制导雷达。在现代制导雷达中，普遍采用了脉冲多普勒体制，这种体制测速原理实际上是在测量飞机朝向雷达做临近或远离飞行的径向速度变化而产生的多普勒频率，绝大多数的多普勒雷达系统都采用了速度滤波器以滤除低于一定值的多普勒频率，以防止地物杂波和有用信号一同混入雷达。为了使战斗机突防成功，必须使自己在敌雷达上形成的多普勒频移恰好位于速度滤波器门限值以下，或处于门槛上，不断的在“告警”、“解除”之间闪烁，给敌人雷达操纵员出难题。只要飞行员发现被跟踪，立即转为与雷达波束轴线呈90°方向飞行，飞机对于雷达的径向速度分量就会减小直至为0，多普勒频率也将为0或近似为0，这架飞机就会在雷达屏幕上消失。按照“0多普勒航速”飞上一段后，飞行员转入直飞朝雷达而去，当再次被发现时，又转入90°航线。如果战斗机采用S形航线不断逼近目标的话，便可使敌雷达始终无法跟踪上自己，也能顺利突破防线——这种战术在空战中已经得到验证：1998年，伊拉克空军的米格-25试图打破英美对自己国家禁飞封锁的空空作战时，成功的使用这一战术挑战了亚音速机动性远胜自己的英美第三代战斗机。

　　当然，对于固定不动、速度盲区范围更小的地面雷达来说，攻击机突防的难度更大些。以1000公里/小时速度飞行的飞机要迷惑现代多普勒雷达，飞行员必须将上述“0多普勒航速”航线的角度误差控制在±3°以内，否则就无法骗过敌人。为此要将防空导弹阵地精确定位在600米半径圆内，对于现有的雷达告警器来说，无论对测距还是测角都无法满足这一要求。加之制导雷达也采用了越来越多的新技术，足以欺骗机载雷达威胁告警器，让飞行员在导弹逼近之前毫无提防。当前，准确、快速地找出敌防空导弹火控雷达诸元、位置的能力对飞机和飞行员生存力的影响越来越大。美国空军在为F-22设计一体化的综合电子战系统的同时将雷达告警器整合入电子战防御系统中，而到了F-35上更准备将电子战系统的信号处理、威胁判断、精确定位与火控系统的目标诸元计算装订功能融合到一起。扩展现有战斗机上雷达告警器的单一用途，强化战斗机内部装载电子战设备功能，也同时避免出现F-16、F/A-18等战斗机在执行高威胁任务时还得在翼下悬挂专用电子战吊舱的局面，防止飞机的机动性和格斗能力降低。

　　虽然新一代雷达告警器和综合性电子战系统的性能指标有了很大提高，但在某些极端情况下仍有局限。针对这种情况，美国的新对策是利用数据融合技术探测目标位置。在美国现役作战飞机中，F-15E，F/A-18，B-1B和B-2A的火控雷达具备高清晰度合成孔径雷达功能，本来这一能力最初只是用于对地攻击时的地图测绘和目标辨识。但采用数据融合思想后，主动辐射雷达波的合成孔径技术与被动接收敌方雷达波的电子侦察技术成为校准目标的绝佳搭配。这样即使制导雷达有多种对抗手段，只要它开机，战斗机上的雷达告警器获得了大致方位，合成孔径雷达便可以利用高精密度测量特性来搜寻、识别。现在美国空军正在F-22上尝试一种新的方法对信号源精确定位：综合电子战系统提供目标的大致方位、距离等诸元，然后通过GPS系统确认，再由火控计算机交给APG-77相控阵雷达，由它进行合成孔径扫描、地图测绘。最后，如果可能的话再由局域或广域战场数据链进行进一步的核对和信息融合。为了防止飞行员过于专心控制飞机航线保持在“0多普勒航速”的安全区内忽略其它方面的威胁，美国F-35战斗机的设计者诺思罗普·马丁公司提出了新理念：通过计算机火控单元对目标数据处理计算出当前威胁下最佳航迹，装订入飞行控制单元内，由自动驾驶仪协助飞行员控制飞机。这时飞行员只要大致的控制飞机，便能够自动保持反多普勒雷达跟踪的大“S”航迹飞行，一旦出现新的危险，计算机立即给出提示，供飞行员判断是改变航向规避，还是继续飞行并利用有源电子战系统或者无源诱饵进行对抗。采用这种技术后，飞行员在进行高威胁的反辐射攻击时将获得前所未有的自由度。

　　● 四布的耳目：空投诱饵和地面监视传感器

　　在越南战争时，美国空军沿着北越为南方游击队输送物资的胡志明小道投放了大量的振动传感器，它们落地后便开始不停的监视周围，一旦有北越人员、车辆经过，便发送数据给在空中“收听”的巡逻机，随后攻击机便赶到轰炸。但这种传感器无法向飞机报告地面目标精确位置，更无法引导飞机在越南人发现美军飞机之前投射精确制导弹药，所以这种作战方式获得的战果不大。可作为一种限制防空导弹行动自由的方式，空投地面监视传感器(下称监视传感器)却被一直关注。越战过后，电子科技的不断发展使先前制约监视传感器发挥效能的通信问题不再成为障碍。超大规模集成电路技术的问世，使得新一代的传感器的尺寸能够缩小到鸡蛋大小，可载入CBU-87撒布器或AGM-154杰索伍内。而且传感器的侦察灵敏度也大幅度提高，越战时代飞行员对监视传感器的期望实现了：能够自行对目标精确定位；有足够的带宽引导空射武器飞向目标；可按照飞行员所需方向遥控传感器对目标区域进行搜索。而且使用它们的战术也随着技术进步发生了改变。通常，监视感应器被提前投放到指定区域内对预定信号特征目标监视、报告。但如果任务需要，战斗机也可以在行动中实时投放，成为飞行员伸到虎口之中的耳目。比如，1架攻击机已经发现雷达威胁，但无法确定它的精确位置，也不知道其处于何种战斗状态。这时就可以唤醒目标区域内散布的各地面监视感应器，只要目标移动或发射导弹，传感器便能送出其准确方位。剩下的事情便是选择什么型号弹药去摧毁它了。

　　为了起到“虚虚实实”的效果，美军未来的地面传感器在设计时尽量模拟自然外形，鸟巢、牛粪、树桩等野外常见的物体都是模仿的蓝本。或者也反其道用兵，把监视器做成和美军最常见的空投BLU-97/B子弹头式战斗部相似的外形，让敌人不敢接近。因为防空导弹部队不是配属有专用排除工具的排爆分队的机场地勤单位，除非上级加强支持，否则无法在短时期拆除“疑似炸弹”的传感器，再则根据美军历次反辐射作战的战场侦察纪录，被反辐射攻击后防空导弹单位的第一反应是迅速撤退，避免被再次攻击——按照美军的标准战术，在摧毁了防空导弹系统的核心制导雷达让对方无法再使用导弹还击后，随之要采用凝固汽油弹、子母弹散布箱、云爆弹等面积杀伤武器乘机消灭其余导弹发射装置和附属设备车辆，防止对方补充上1辆新的雷达车后立即又恢复战斗力。因此在反辐射攻击后地面传感器只要能够坚持5至10分钟，便能完全掌握打击效果和敌方撤退、战斗准备动向等情况，便于规划下一步行动。

　　在现代空地对抗中，打头阵的一般都不会是有人驾驶的作战飞机。为了“惊醒”埋伏沉寂中等待攻击机群到来的雷达，引诱其开机，派无人驾驶的假目标和诱饵最为合适。1982年，以色列在贝卡谷地之战中使用无人机骗出叙利亚19个SA-6阵地位置的战例堪称经典。而美国空军战略轰炸机部队从1950年代以来一直致力发展的空射诱饵更是这种欺骗战术的代表。由于作战思想使然，美国未来进行的空袭将以远程作战为主，因此美军将更广泛的采用空射诱饵，并研制战斗机也可以挂载的新一代的空射诱饵。比起轰炸机弹舱里装载的大家伙来说，这种诱饵可以直接使用战斗机的武器挂梁，或者装入F-22、F-35的内部弹舱。在缩小体积的同时，新诱饵还提升了侦察能力，除了可以模拟母机外，还能搜集威胁信号，或携带红外、电视等探测手段在诱骗敌人时顺带进行侦察，获得最抵近的信息。由于价格限制，廉宜、可消费的空射诱饵虽然无法确定威胁雷达的精确位置所在，最多指出目标所在象限，但它可以探测到当前有哪个信号在对空“广播”，是目标指示雷达，还是照射制导雷达。而根据在对空工作的雷达性质不同，又可分析出防空导弹系统所处的战斗状态。

　　当被击落或飞抵目标区后，诱饵的使命并不会结束。美军的设想是这些带有传感器的诱饵落地后还可以继续监视敌方动向，构成更大面积的信息网络。为此正在对传感器的抗打击和抗坠毁性进行研究。由于防空导弹战斗部的威力不断增强，要使诱饵上的传感器既能稳定工作又可以抗住弹片打击或高加速度坠毁的冲击并非易事。但相信在未来3至5年内，这个问题将被解决。

　　● 结论：螺旋上升中的对抗

　　今年年底，驻美国本土兰利空军基地的第一战斗机联队将正式配备F/A-22。这也将是F/A-22投入现役的开端。而F-35也正在加紧试验中。未来5至10年内，这两种新一代战斗机将源源不断的投入现役，它们的超音速巡航能力、更现代化的隐身性和敏捷的机动性，以及可探测性能远低于现代战斗机上火控雷达的多功能射频系统将大为提高美国空军的反辐射水平和信息战能力，给信息时代的电子对抗特别是防空电子对抗提出了严峻的挑战。地面防空作战也必须未雨绸缪尽早因之做出改动。技术、战术、战争乃至整个人类社会，就是在这样不断的螺旋上升中得以进化的。空地对抗的矛盾之争，永远不会消失。

　　现代电子战常见术语中英文对照

　　雷达告警器radar-warning receiver，RWR

　　电磁静寂emissions control，EMCON

　　多普勒频率Doppler frequency，DF

　　地面监视传感器unattended Sensors，US

　　电子监视系统electronic surveillance，ES

　　空射缩比诱饵miniature air-launched decoy，MALD

　　综合防空体系integrated air defense system，IADS

　　人在回路中human-in-the-loop

　　双刃剑：数据链系统

　　虽然数据链在空地电子对抗作战中的效能越来越明显，但过分依靠它的后果也是严重的：一旦传输线路出现问题，或者操纵人员出现失误，导致数据链效能严重下降甚至失效，整个系统的作战能力将大打折扣。因此，任何国家空中力量都不能把现代化攻击力量的基础完全建立在以数据链为基础之上。否则，等于将主动权拱手交给敌人。举例来说，一次对远距离目标的打击，可能需要各种不同型号和用途的飞机上的许多传感器通过数据链的协调进行精确的配合。如果单机的传感器简化，对外界威胁的感知都依赖于从数据链获得，那么一旦数据链失效，这次行动便难以达到目的，甚至会遭受重大损失。同样的，争夺空中优势作战时，也存在这一问题。作为战斗机自身已经具备独立的发现、确认目标和引导导弹攻击目标的能力。数据链和远程传感器只能提高作战能力，但不能取代这些能力。那些认为F-15C飞行员可以完全靠来自如E-3C之类预警控制系统飞机(AWACS)通过数据链提供的数据，而不需要用到它自己的雷达，这样的设想不免太天真。

　　对于数据链的可靠性和冗余性问题，美军提出的解决办法是尽量提高单机的情报搜集处理能力，并提高编队内部的局域网的数据互通能力，战场广域数据链提供的信息只是作为作战的参考，而非进行作战的依据。按照美国空军的设想，为了最大限度的降低被敌方信号搜集、告警系统探测的可能，这种编队内的数据传递不需要通过卫星、战场监视飞机或者广域的数据链中转，甚至连无线电都不能用，而是采用红外或者激光编码通信技术，利用机上的导弹发射羽烟告警器和机载光电一体化探测系统寻找编队中的友机，然后发射红外或激光波束传递信息。这种方式允许在广域战场数据链网络出现破绽时降低性能或屏蔽掉受某些损失的节点，但各个小编队仍然可以在小范围内共享信息、找出信号源所在，当然精确度也许会差一些。

　　网络化作战中的雷达告警器

　　在现代战斗机的机载设备设计中，一个大的趋势是将尽可能多的传感器综合到一个大的体系中来。提高雷达告警器的性能并整合入火控-信息系统中除了可缩短威胁处理时间外，还有一个突出的好处：作为攻击机距离目标总是比卫星、预警机等各类远程传感器要近，所得到的目标信号特征自然更明显。若被敌锁定，飞机将位于雷达主波束之内，电子战系统可获得强度高又清晰的敌雷达主瓣信号，而非远程传感器只能得到的敌雷达向其它方向辐射的旁瓣或者尾瓣信号。这样大大提高了测量精度，如果利用数据链及时传递给远离战区的专用电子战飞机，综合来自战区上空不同位置的战斗机的信息进行处理，将对目标的精确定位水平大有裨益。在解决了传输带宽问题后，还可以将机上电子侦察设备获取的大量信息直接传递给地面处理设备，由更强大的计算机和智能专家系统结合战场监视飞机、电子侦察卫星、合成孔径雷达卫星等远程传感器获得的信息进行综合分析解算，在这种情况下，暗藏的防空导弹将很难逃过猎杀。这种做法等于将每架战斗机都变成一个传感器节点——根据美军网络中心战理论“网络的能力与网络节点数成平方比关系”，参加战斗的数字化兵器越多，整个网络效能越高，而且这种增加呈几何级数“爆炸”般“繁殖”。机械化战争时代取胜的概率与参战兵器数量成正比。第3代战斗机时代这种比例关系被大大的淡化了，可随着网络技术的兴起，信息时代空地战争胜率和参战飞机数目间的比例关系再次清晰起来。但这种比例关系和以往纯粹靠消耗人员和物资来取得胜利的旧模式没有任何联系，而是建立在依靠信息优势、提高获取战场态势能力和指挥速度获取战争优势的基础上。对现有的雷达告警器进行改进或者融合入一体化的电子战系统是未来战斗机发展的大势所趋，从此之后雷达告警器将不仅是战斗机防御的盔甲，也将成为指向目标长剑上的眼睛和耳目。

　　当前，欧洲战斗机台风和法国的阵风已开始修改电子战系统和作战软件，准备在最新批次的生产过程中直接将告警器整合入火控系统中。而出口到阿联酋的F-16E/F的电子战系统已经初步具备这一功能。作为世界另一战斗机研制大国俄罗斯虽然没有提出明确的概念，但也在进行有关试验。为雷达告警器赋予更广泛用途的时代已经到来。

　　注释1. SAM的音译，这是美军对苏制系列防空导弹惯称，源自于侵越战争中与越南使用的苏制SA-2、SA-3导弹对抗的斗争经历。

　　注释2. 美军一般称为电子监视系统Electronic surveillance，缩写为ES，如上述电子侦察卫星、电子侦察机等，下简作远程传感器。

　　注释3. “人在回路中”是自动控制论中的说法，指整个反馈回路中有负责监控、判断、处理的人员，可以对整个系统的工作过程进行实时调整，使之最适应环境的变化。而与之相对的是“回路中无人”的自主控制系统，这种系统只能按照预先编制的程序、步骤或者智能化数据库支持下的计算机系统的指令进行运作，可以认为是全机器化、无人介入的。其不足是在遇到特殊情况时处理灵活性不足。

　　注释4. 根据雷达方程，信号强度与距离的平方成反比。10G赫兹信号在10公里距离上的目标的衰减为137分贝，而到了100公里距离上，则达到了157分贝，衰减增加100倍，也就是说在100公里距离上目标回波强度仅为10公里时的1/100。

　　注释5. 大多数的雷达信号传播时会受大气中漂浮微粒的影响。比如，21-29G赫兹频段雷达信号的传输受大气中水汽的影响严重。而对60-72G赫兹信号则存在一条氧吸收带。

　　注释6. 中雨(15英寸/小时)可以使得I波段(8-10G赫兹)的雷达信号每公里衰减0.1dBm。因此，距离每增加90公里，信号强度比在干燥空气中衰减7/8。

　　注释7. 所有的雷达信号都以直线传播，波长较长的信号受波粒二象性影响，对于地形地物的遮蔽反应不明显，受到的衰减也小，它们可以绕过障碍物传播，经过电离层反射后还能“看”到地平线以下的目标。但是绝大多数雷达发射的波束都遵照直线进行，因此，只要有遮挡或遇到地球的弧度，就无法发现目标。□ 本刊特约撰述 廖新华 王小源

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