美军电磁频谱领域的发展

李欣童，杨 蔚，郑鹏飞，刘思捷，杨佳敏

（中国航天科工集团8511 研究所，江苏 南京 210007）

0 引言

电磁频谱既是侦察监视、指挥控制、敌我识别和预警探测等信息传递的资源载体，又是链接陆、海、空、天、网跨域协同作战的纽带，可谓是信息化战争之魂，对塑造态势、打赢战争起着越来越重要的作用。为争夺战场电磁频谱域的优势，近年来美军推出多项举措，颁布了一系列电磁频谱战政策、条令、新概念和报告，持续研发新式电磁频谱作战武器装备，并积极在战争实践中检验生成电磁频谱作战能力，着力打造电磁频谱作战力量，抢占电磁频谱优势。

1 美电磁频谱概念发展概况

美国对电磁频谱重视程度日益增大，密集出台电磁频谱领域的战略、规划、条令等文件，其概念发展如图1 所示。2009 年，美国战略司令部推出电磁频谱战争早期概念，在电子战的基础上增加电磁频谱管理、电磁频谱控制、电磁战斗控制等任务内容，并在《2010 联合构想》的基础上制定《2010 联合频谱构想》，于2010 年8 月发布《赢得21 世纪经济与安全优势：电磁频谱控制战略框架》文件，为联合信息作战中心构建起电磁频谱控制的顶层战略框架和体系架构。

图1 电磁频谱领域概念发展图

1.1 美国国防部层面

2013 年，美国防部拟定了《联合电磁频谱作战》条令。2014 年，美国防部发布《电磁频谱战略》指出，“各作战域对电磁频谱需求不断增加，所有联合行动的机动、火力、指挥控制、情报以及后勤供给等均依靠应用电磁频谱的能力，电磁频谱是国家的重要战略资源”，报告为近几年美军电磁频谱战建设发展指引了方向。2017 年新任国防部长Ashton Carter 签署首部《电子战战略》文件，正式确立电磁频谱为独立作战域并阐述作战实施方式。2018 年版《国防战略》为电磁频谱作战提供顶层战略指导和理论指南，确定了未来相当长时期制定电磁频谱行动的规划与需求原则。2020 年10 月，美国防部发布《电磁频谱优势战略》［2］，明确指出“国防部认为电磁频谱是一个关键作战空间，国防部必须在该空间内执行火力、机动和通信任务……电磁频谱部署军事作战的一个独立域，因为电磁频谱与联合条令中所确定的那些作战域是不可分割的”，正在将电磁战与频谱管理融合为统一的电磁频谱作战，阐述了美军电磁频谱优势构想（实现电磁机动自由）、指导原则（包含复杂电磁作战环境、电磁频谱优势、电磁频谱机动、电磁频谱共享），并提出电磁频谱领域的5大战略目标（涉及能力发展、基础设施演进、训练与教育、国际合作、电磁频谱治理）。2021 年7 月，美国国防部长奥斯汀签署《电磁频谱优势战略实施方案》（EMSSS I-Plan），该计划为美国防部建立电磁频谱体系提供了愿景、规划、领导和工具，提供了实现2020 电磁频谱优势战略愿景所需的具体纲领和问责监督。为达成美军“在选定的时间、地点和参数上实现电磁频谱中的行动自由”的战略愿景提供了实施纲领；对负责电磁频谱作战的组织机构进行了调整与更新规划，建立问责制和结果制，加强监督，美电磁频谱战略的监管职责由参联会副主席移交美国防部首席信息官，参联会主要负责作战。此举表明，美军为电磁频谱战略的执行确立了顶层负责机构。

1.2 美国参联会层面

2012 年2 月颁布的JP3-13.1《联合电子战条令》中首次提出联合电磁频谱作战（JEMSO）概念。同年3月颁布了JP6-01《联合电磁频谱管理行动》，提供联合电磁频谱管理操作的组织原则、规划、准备、执行和评估办法，美军将联合电磁频谱放在JP6 系列，主要阐述战役和战术C4I 系统的运用。2012—2015 年间，参联会先后发布了CJCSM 手册类文件（包含CJCSM3320.01C《电磁作战环境中联合电磁频谱管理行动》、CJCSM3320.04《电子战支援联合电磁频谱作战》、CJCSM3320.02D《联合频谱干扰消除程序》）和CJCSI 指示类文件（包含CJCSI3320.01D《联合电磁频谱作战》、CJCSI3320.02F《联合频谱干扰消除》、CJCSI3320.02E-1《联合频谱干扰消除程序保密增本》）。2015 年发布《电磁频谱作战联合概念》，2016 年10 月颁布的JDN 3-16《联合电磁频谱作战》纪要草案，以JP6-01 和CJCSM3320、CJCSI3320 等条令为支撑，规范了电磁频谱作战术语和作战架构标准，对职能角色、组织机构、计划制定、作战实施和评估作了初步明确，但联合条令注释（JDN），通常作为尚未发布的联合条令草案，或对已发布的正式条令的补充文件，本身并不具备正式条令的权威性。2020 年5 月22 日颁布JP3-85《联合电磁频谱作战》条令，共分4 章和12 个附录，对JDN3-16 做了重大改进，同时宣布废除JP 3-13.1 和JP 6-01，对旧版条令中与电子战相关的术语进行移除、替代、增加或修改，为规划、实施、评估JEMSO 提供了基本原则和指导。美军已将电磁频谱域视作独立作战域，JP3-85 更关注电磁频谱的联合作战属性，该条令正式对JEMSO 的定义、组织机构、行动规划、作战实施、效能评估等方面做了进一步规范。建立起JEMSO 体系框架，谋求通过夺取战场电磁频谱优势进而掌握联合作战的主导权，获得持久性优势。自此“联合电磁频谱作战”这一理念从美军最高层正式确立，与同年国防部发布的《电磁频谱优势战略》一起，实现了美军在电磁频谱领域内作战行动的战略引领与条令落实“两条腿走路”。

1.3 美国军兵种层面

2013 年美空军提出频谱战概念。2014 年美海军提出电磁机动战概念，同年美陆军司令部发布了《FM 3-38 赛博电磁行动》野战手册，为美陆军实施赛博电磁行动（CEMA）提供了全局性的理论指导与指南。2017 年，美陆军发布了新版FM3-12《赛博空间和电子战作战》野战手册，取代FM3-38，并将赛博电磁行动更名为赛博空间和电磁行动。2018 年10 月，美国海军副部长签署2400.3 指令《电磁作战空间（EMBS）》，在海军部（包括海军和海军陆战队）范围内以指令方式明确“将电磁战斗空间视为作战空间”，认为电磁战斗空间是一个物理环境和作战行动战斗空间，由特定时间、特定地点上所开展的军事作战行动中所有辐射电磁能构成。2019 年7 月，美空军发布新条令附录ANNEX 3-51《电磁战与电磁频谱行动》，替代了2014 年10 月发布的条令附录3-51《电子战》，重点描述了电磁频谱行动和电磁战2 大概念及其对抗行动与构成、支援行动、组织机构、行动规划、实施与评估，并明确电磁战的空中、太空和赛博空间3 种样式构成。这是美军首次将“电子战”正式替换为“电磁战”，并最终被JP3-85和《美国国防部军事及相关术语词典》（2020年版）所采纳。2021 年4 月美空军发布了其首部电磁频谱优势战略，与2020 年国防部发布的《电磁频谱优势战略》保持步调一致，并制定了实施方案，对美军空军和太空军的电磁频谱相关行动提供指导。美海军正在更新其电磁频谱战略，美海军陆战队发布了电子战能力发展规划，2021 年8 月美陆军发布新版FM3-12《网络空间行动与电磁战》条令，取代2017 年老版，新版条令中美陆军在网络空间与电磁战方面的目标是应对新型作战环境与新威胁，并满足多域作战需求，强调了在与对等对手的高端对抗中占据电磁频谱优势。

1.4 美国学术智库层面

2010 年，美国“老乌鸦”协会发布了《21 世纪电子战》白皮书，勾勒出新时期电子战的发展蓝图，战略性地提出了电磁频谱控制的概念，旨在阻止敌方用频自由的同时，实现己方的用频自由。2015 年12 月，美国战略与预算评估中心（CSBA）发布《制胜电波：重拾美国在电磁频谱领域的主宰地位》研究报告，该报告的重要意义体现在以下2 方面：一是提出了“电磁频谱战”理念，从战略、作战、技术3 个层面阐述电磁频谱重要性，对当时美国防部正在推进的“将电磁频谱视作一个独立作战域”理念的映射；二是首次提出“低功率到零功率”作战概念，指出其理念是电磁频谱领域在中短期内的主要作战模式，并给出该理念可能的作战想定。2017 年10 月CSBA 发布了《制胜灰色地带：利用电磁战重获局势掌控优势》，报告采用了电磁战（EM Warfare）一词，指由电磁频谱中的通信、感知、干扰和欺骗所有军事行动组成，是电磁频谱作战域内的战争形式。主要阐述了美国如何利用电磁战来反制敌方的“灰区作战”，并给出电磁战在应对“灰区作战”时的典型应用场景和所需开发的新型作战概念和能力。2019 年 11 月CSBA 发布了《制胜无形之战：在电磁频谱内获取持续性优势》的研究报告，明确建议“为夺取电磁频谱优势，美国防部应将电磁频谱视作独立作战域”。从多个非对称能力维度对敌己电磁频谱能力进行对比净评估，提出了电磁机动战的能力创新建议，并将“体系博弈”的理念充分融入到电子战与电磁频谱作战，提出与体系化建设的新理念——马赛克战、杀伤网等结合发展。这3 个报告一起构成了CSBA 在电磁频谱作战领域的“制胜三部曲”，基本阐述了从作战概念、作战应用到能力生成的完整过程。2021 年3 月10 日，美国哈德逊研究所发布了《无形战场：美国电磁频谱优势技术战略》报告，分析了美国在电磁频谱作战的发展趋势以及电磁频谱作战概念与能力的非对称性比较，在此基础上强调了JEMSO 的技术优先事项，探讨了美军电磁频谱领域军事行动所面临的挑战和机遇以及重获电磁频谱优势应采取的技术优先发展项。报告延续了作者克拉克就职于美国战略与预算评估中心CSBA 时发布的电磁频谱战领域“制胜三部曲”的基本理念，可视为作者在电磁频谱作战时代对“三部曲”的修订。2023 年1 月，美兰德公司发布名为《在电磁频谱中智胜敏捷对手》报告，报告分析了电磁频谱的在美军重点重要地位，介绍了兰德公司“空军项目（PAF）”开展的研究和美空军“电子战综合重编程”（EWIR）机构设想的愿景，报告认为需注重发展认知电子战的可操作性、云集成与数据工程、飞行进程软件和容器化微服务、机载高性能计算4个方面的能力发展。

2 美电磁频谱领域发展及特点分析

2.1 美电磁频谱发展分析

电磁频谱直到现代化信息化时代地位才逐渐凸显，美军实施全域作战（陆、海、空、天、赛博空间、电磁频谱）过程中在战略、作战、装备层面都体现出对电磁频谱的依赖［3］。从美国国防部、军兵种以及智库多方可知，近几年美国电子战领域乃至整个电磁频谱领域都经历了全面的、深刻的转型，最核心的表现主要体现在以下几方面：

1）美军认为电磁频谱是作战空间。在早期对电磁频谱的运用更多的将其认作为承载信息的“介质”及传输信息的“通道”，为了控制这些信息获取及传输的“航路”，发展了电子攻击武器以实施传统电子战。以前“电子战”停留在器物层面，而“电磁战”的概念是与作战域对应，实现了从“器”到“域”的转变。信息化时代中为夺取电磁频谱优势，将电磁频谱从“媒介”定位为“作战空间”，是作战概念、技术发展和装备运用到一定阶段后才被认知的域，并成为新的独立作战域［4］。现代战争中，电磁频谱优势是获得其他作战空间优势的主要指标和基本组成部分。美军是以作战域来组织，认为电磁频谱与其他所有作战域是不可分割的。未来战争将是多域作战，而电磁频谱是链接陆、海、空、天、网等所有物理域的纽带，与信息环境重叠，其“不独立性”的特点使得将电磁频谱域“独立”视作为作战域。

2）强调面向全域联合作战。电磁频谱不仅是全域作战的重要连接枢纽，还是联合作战的关键点和薄弱环节。JP3-85 中提到在JEMSO 中，利用、攻击、保护和管理电磁作战环境的各种行动都依赖于电磁战、电磁频谱管理、情报、太空以及网络空间任务域的人员和系统。该条令名称中的“联合”除具备“多军种联合”以外，还应有以下含义：①电磁战、电磁频谱管理和信号情报等多要素融合发展，打破了频谱管理、雷达、通信、电子战、导航等领域烟囱式发展格局，在电磁频谱域统一的电磁行动，通信、雷达、电子战、频谱管理和指挥控制等各领域相互深度融合，支撑将整个频谱作为作战域统一行动，夺取电磁空间控制主导权。电磁支援与情报支援定义和关系本身比较密切，但由于种种原因未能融合发展。JP3-85 条令中以“利用”这种新提法将电磁支援和信号情报深度融合，扩展了传统电磁支援的边界。②从顶层管理的角度让分散的各军种电磁频谱作战力量形成合力。通过近10 年的努力，基本建立了电磁频谱战-联合电磁频谱作战-军种电磁频谱作战-部队电磁频谱战斗与管理，即从宏观到微观、从抽象到具体、从战略战役到战术的概念体系，以概念体系为依托和支撑，逐步建立了JEMSO 和军种电磁频谱作战的理论框架。③电磁频谱作战融入联合作战。尽管电磁频谱已成为独立作战域，并且贯穿陆海空天赛博其他作战域，但目前大多数都只将电磁频谱作战视作支援式的作战手段来使用，融入联合作战不够深入。

3）注重战管兼顾，战管一体。“战管兼顾”的本质是大力拓展传统电子战、电磁频谱管理的边界［6］。电磁频谱管理纳入电磁频谱作战的主要原因，除了电磁战与电磁频谱管理充分能产生新增益新增量外，还存在当前电磁战效能发挥受敌方行动、商业发展、监管限制等因素制约。类似空中作战中的空域管理，电磁频谱管理可在时域、空域、频域协调和集成电磁频谱的联合使用，从全局角度进行优先级排序、资源配置和管理，主要发挥规划和协调作用，即分配频谱资源，消除用频冲突，解决电磁干扰。部队在联合作战中在电磁频谱中的所有行动都必须进行管理，以便在电磁作战环境中执行既定机动方案时保持行动的统一。JP3-85 中提出“联合电磁频谱作战行动”中的管理部分，包括电磁战斗管理、频率管理、东道国协调和联合频谱干扰解决方案4 个部分。至此，美军在理论上实现了电磁频谱从作战资源到机动介质的关键跨越，相应的电磁频谱管理也从资源管理转型为基于作战的机动管理，战管兼顾特点更为突出。

4）注重电磁机动和共享能力建设。《电磁频谱优势战略》战略提出的意义就是想通过推进电磁频谱共享和机动来解决电磁频谱作战环境的复杂性，并确保持续频谱接入。美军在电磁频谱领域内的战略愿景就是“电磁频谱内的行动自由”，且“以己方选择的时间、地点、参数实现电磁频谱的行动自由是成功遂行全域作战的先决条件。”电磁频谱机动是一种在空间、时间、电磁频谱参数（频率、功率）等维度进行的变化，重点发展机动性交战技术，能够在功率、频率、空间和时间域机动，保持不被探测、能瞄准敌方网络并规避对方对抗措施，以便大幅提升战斗管理的敏捷性、灵活性，获取超越对手的优势。

美国防部用于测试、训练和运用新型国家安全能力的频谱接入需求也在不断增加。对于愈发拥挤且受限的电磁频谱而言，传统的静态频率分配模型是不够的，需要新模型来解决日益增长的电磁频谱接入需求。频谱共享为实现电磁频谱内更大的行动自由提供新模型。

因此，电磁频谱机动与共享是在电磁频谱内实现行动自由的2 大要素。电磁频谱机动主要通过非协作的方式来获取优势；电磁频谱共享主要是通过协作的方式来减少干扰。

2.2 美电磁频谱项目发展特点

面对大国博弈，美国有多个主要的电磁频谱作战项目正从研发过渡到采办和部署，正加快“下一代干扰机”“水面电子战改进项目”“增程型先进反辐射导弹”等多型装备的研发和部署。主要呈现以下几个特点。

1）静默化

现有感知手段、反制手段无法满足美军“全球战略”全面推进的要求。其中远征部队需要降低射频、红外和视觉光谱等电磁辐射和特征，形成低零功率作战环境，有效应对敌方探测以及抗干扰、抗截获等威胁，同时隐藏作战意图，避免敌方感知作战行为，从而达到电波制胜［8］。例如DARPA 提出的“对抗环境下的通信”（C2E）项目，采用极低功率甚至零功率通信技术达到隐蔽作战的目的；“小精灵”电子战无人机也采用低功率网络化电子攻击技术，机动式压制、切断敌方信息网络，获取制信息权。

2）智能化

处理方法层面，重点发展智能化处理技术群，以便大幅提升智能化、自适应能力，提升敌决策复杂度。智能化发展也是美国“第三次抵消战略”的核心，从最早的认知无线电概念到近年来认知电子战。认知电子战能够通过学习和推理，敏捷、高效响应已知和未知威胁。例如美DARPA 的“行为学习自适应电子战（BLADE）”项目、“自适应雷达对抗（ARC）”项目、“认知干扰机（CJ）”项目、“破坏者SRx”系统等。2021 年美空军要求两年内将认知电子战技术应用在F-15 战斗机上，希望采用人工智能等技术赋予F-15 有源/无源告警与生存系统（EPAWSS）认知能力。美空军发布“怪兽”认知电子战项目，研发新型认知技术，增强空中平台应对敌方先进综合防空系统的能力［9］。

3）网络协同化

在信息交互层面，需重点发展网络化协同技术，使用低截获概率/低探测概率数据链与相邻的电磁频谱战系统进行通信并协调行动，以便在指挥和无人平台各节点之间通过网络化协同技术，使得多源情报共享与融合能力进一步提升，建立起安全可靠的数据传输链路，从而提升个体、群体、体系的能力，实现多节点协同作战。例如美国海军的“复仇女神”（NEMESIS）定向红外对抗项目、美空军“ 金帐汗国”（GOLODEN HORDE）新型自主协同攻击弹药项目、F-35 的多功能先进数据链（MADL）、美陆军“空射效应”（ALE）。以美空军“舒特”项目为例，“舒特”可以实现多源情报融合的同时协同制定不同平台武器作战方案，通过人、机器、指挥节点、电磁战武器等之间的协同工作，利用网络中心协同目标瞄准（NCCT）做到实时数据融合，通过分布式系统快速计算得到规划方案。

4）可重构软件化

在功能实现层面，重点发展软件化（可重构、开放式、多功能、模块化）实现技术群，通过采取美国防部模块化开放式系统（MOSA）、美海军的未来机载能力环境（FACE）等方法，实现实时的自适应快速可重构/可编程能力，有助于提高JEMSO 的鲁棒性和安全性。通过将软硬件、系统平台模块化的方式，重视模块间的动态重构底层逻辑，加速了新技术的作战融入效率，融汇雷达、通信和电子战纽带，解决传统电子战系统升级困难、功能单一、灵活性差的问题，大大增强认知电子战系统的鲁棒性，既有利于电磁频谱资源的动态接入和管理，更方便动态部署和调整资源。例如DARPA 的“协奏曲（CONCERTO）”项目、美陆军的模块化开放式射频体系结构（MORA）等都是典型尝试。DARPA 的商业时标阵列（ACT）项目、射频现场可编程门阵列（RF-FPGA）等项目都将动态可重构能力作为关键的技术考虑。

5）捷变机动化

作战模式层面，重点发展电磁捷变机动交战技术，适时按需改变频率、波束方向、模式、功率级别和时间设置，能够在空域、时域和更大的频域范围进行机动，保持不被探测、能瞄准敌方网络并规避对方对抗措施，以便大幅提升战斗管理的敏捷性、灵活性和军队频谱共享能力，增加对方发现、干扰、诱骗或攻击的难度。例如美国防部正着手在F-22 战斗机的APG-77 型雷达和F-35 战斗机的APG-81 型雷达上，部署基于有源电扫阵列技术的射频系统，由数千个可控的小型收发模块，有效提升了系统的捷变性和灵敏性。下一步美军拟在EA-18G 和SLQ-32 舰载电子战系统等更多平台上部署这一系统［10］。

6）多功能一体化

功能分布层面，重点发展多功能一体技术，开发单个电磁频谱战系统，每个系统能够履行通信、干扰、诱偏或照射目标功能，以便大幅提升电磁频谱系统时、频、空、能、码域效率，能够实施多种电磁频谱战功能，例如RADAP 的“相干发射反向天线阵”（ReACT）项目、美海军陆战队称将部署的“设施型反小型无人机系统”（I-CsUAS）；美陆军与洛马公司合作的“多功能电子战”项目（MFEW），并于2022 年8 月开展“空中大型多功能电子吊舱”演示试验。

3 美军电磁频谱领域先进举措

美军对电磁频谱战理论、作战体系进行了多年的探索研究，作战系统和装备的更新速度、质量和规模均处于世界领先水平。主要有以下几点先进举措：

一是美军注重作战理念与实战应用的结合。美军擅长制订作战概念和展开新的理论、战法研究，美国防部、参联会、军种和智库等不断颁布作战构想、作战概念和作战条令，形成较为科学完备的美军作战理论体系。并且美军历来重视在将理念进行落地应用，依托实战演练推进能力验证与运用，用先进的理念指导作战，再从实战中吸取教训和经验方法，形成新的理念和战法。

二是美军组织编制上职责明确，组织较为完备。2023 年7 月26 日，美战略司令部宣布成立联合电磁频谱作战中心（JEC），JEC 的成立源于美国国防部2021年发布的《电磁频谱优势战略实施方案》。联合电磁频谱组织中心的职责是评估和提高JEMSO 战备状态，加强并保护美军在联合作战中电磁频谱的战略优势，为其他作战司令部的电磁频谱作战提供支持和指导［11］。

三是美军有良好的学术组织和智库机构支持。“老乌鸦”协会成立于1964 年，美国国防部、各军种以及研究机构都与“老乌鸦”协会建立了密切联系，已成为一个致力于推动电子战和信息作战发展的庞大国际组织。兰德公司等智库源源不断地为国防部和参联会提供决策支持。联合JEC 还将从多方引进专家，与工业部门、学术界和国际盟友密切合作，共同推动美军电磁频谱能力建设。

4 结束语

美军电磁频谱领域的发展并非一蹴而就，从作战理念提出到形成作战条令，其体制、机制、力量及技术装备经过一段时间的发展，而且仍在不断完善。无论是将电磁频谱作为“独立作战域”还是作为“机动空间”，都说明美国已经将电磁频谱作为夺取战场优势的重要内容。作为实现新抵消战略的组成部分，电磁频谱与网络中心战、空地与空海一体战、分布式杀伤、多域战和混合战争等作战思想一样，已成为美军谋求导弹攻防、网络电磁和多域空间等军事优势的重要途径之一。