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美國海軍重點電子戰項目發展分析

隨著美國軍事重心向亞太地區轉移,其電子戰也發生了深刻的變化。目前美軍電子戰進入發展新階段,需求和重要性更加凸顯。繼2013年確定了主被動發展模式相結合的綜合發展模式以後,2014年,美軍主要工作轉向了「力保優先發展的重點項目的穩固推進」。這些重點項目有些是新研項目,有些是現有裝備升級項目,它們共同構成了美軍未來20~30年內主要電子戰裝備體系。相比其他軍種,美國海軍一直都在大力發展電子戰,其裝備與技術一直走在世界其他國家海軍的前列,在技術創新領域更是首屈一指。


美國海軍高層認識到全球性技術變革的步伐,以及他們即將面對充滿競爭的戰場電磁環境,於是美國海軍正在通過試驗、新方案設計、研究等手段加緊進攻性和防禦性電子戰技術的開發和裝備的研發。

美國海軍重點電子戰項目發展分析


「阿利·伯克」級導彈驅逐艦裝備的ANSLQ-32電子戰系統


水面電子戰改進項目


隨著大量艦艇調派至亞太地區,為確保其在密集威脅環境中繼續作戰的能力,同時也作為重塑其電子戰能力的一部分,美國海軍於2002年啟動了「水面電子戰改進項目」(SEWIP)。SEWIP是美海軍的核心電子戰項目,該項目旨在以一種模塊化開放式系統方法(MOSA)來升級20世紀70年代即開始使用的AN/SLQ-32電子戰系統,主要實現針對反艦導彈的預警檢測、分析、威脅告警、防護,以對抗未來的多重威脅。SEWIP將提高水面作戰能力,通過改進感測器和升級威脅資料庫從而保持在電磁頻譜中的優勢。

SEWIP項目目前分4個批次進行改進。


Block 1旨在提升系統的反艦導彈防禦能力、反定位和反監視能力。專註於增強處理器功能,並改進系統的人機界面(Block 1A),增加個體輻射源識別接收裝置(SEI)(Block 1B1和1B2),增加高增益高靈敏度接收機(Block 1B3)。截止2011年3月初,已經有大約65台Block 1A、40台1B1和10台1B2系統投入戰場。2014年8月,Block 1B3的生產合同被授予通用動力公司先進信息系統分部。


Block 2系統為AN/SLQ-32系統引入了一部改進型天線、接收機和戰鬥系統介面,目的在於增強輻射源探測能力和測量精度,以適應戰場威脅的發展。該系統還進行了系統體系架構的重新設置,以簡化未來的升級工作。2013年初,洛克希德·馬丁公司向美國海軍交付了2套工程研製模型設備。這兩套系統隨即進入了為期11個月的陸基試驗階段,於2014年1月完成。2014年7月,Block 2的工程研製模型安裝在「班布里奇」號導彈驅逐艦上,用於技術評估試驗和作戰評估試驗。


Block 3將為AN/SLQ-32提供改進的電子攻擊能力,目前正處於技術研發階段,洛·馬公司和雷聲公司合作為Block 3開發技術。其利用的關鍵技術包括:有源電掃陣列、氮化鎵高功率放大器以及微處理器、模數轉換器、現場可編程門陣列等方面的新發展。SEWIP Block 3的下一代AN/SLQ-32艦載電子戰系統於2015年8月25日成功通過初步設計評審(PDR)。2015年10月29日,美國海軍授予諾斯羅普·格魯曼公司一項金額為9170萬美元的工程研製與開發合同,以進一步成熟AN/SLQ-32(V)7(SEWIP Block Ⅲ)電子戰系統的系統設計。


Block 4目前還處在計劃階段,將為系統提供先進的光電與紅外(EO/IR)能力。

美國海軍重點電子戰項目發展分析



EA-18G(上)將逐漸替換EA-6B(下)


下一代干擾機(NGJ)與EA-18G「咆哮者」電子戰飛機


美海軍空基電子戰平台和系統目前主要包括EA-18G「咆哮者」電子戰飛機、EA-6B「徘徊者」電子戰飛機和下一代干擾機(NGJ),其中,EA-18G代表未來,EA-6B代表現在,而NGJ是核心載荷。這三者之間的關係大致可描述為:

空基平台層面:美海軍目前正處於EA-6B和EA-18G共存的階段,後者將逐步替換前者;


關鍵系統層面:美海軍目前仍主要使用ALQ-99機載干擾吊艙執行電子攻擊任務,未來NGJ將替換ALQ-99,預計於2020年形成初始作戰能力;


作戰任務層面:EA-6B和EA-18G均可執行雷達干擾與通信干擾任務;


系統設計理念層面:美海軍越來越多地採用MOSA方法,以簡化軟硬體升級過程,並確保新技術快速插入。

在機載干擾機的研製和應用上,美國海軍領先於其他軍種。NGJ是美海軍近年來重點投資開發的項目,且其研發已經成為美軍下一代機載電子攻擊體系發展中最重要的工作,它將替代EA-18G「咆哮者」電子戰飛機上現役的ALQ-99戰術干擾系統。


NGJ於2013年進入了技術開發階段。2016年4月,美國海軍NGJ「增量1」項目正式獲得進入採辦項目「里程碑B」,即「工程與製造研製」階段的批准,並授出了EMD階段研製合同。「增量1」系統提供中波段電子干擾/電子攻擊能力,是一種外掛式干擾吊艙,採用了最新的數字技術、基於軟體的技術和氮化鎵有源電子掃描陣列技術,將提供增強的電子攻擊能力,可擾亂和削弱敵方防空系統和地面通信系統。此後的「增量2」、「增量3」將分別提供低波段、高波段電子干擾/電子攻擊能力。4月13日,美國海軍航空系統司令部正式宣布授予雷聲公司一份總金額超過19億美元的成本加激勵合同,要求該公司設計、製造、集成、演示和交付15套工程研製型NGJ吊艙,以支持NGJ項目EMD階段工作。


NGJ將主要攜載於EA-18G「咆哮者」電子戰飛機。EA-18G是美國海軍電子攻擊任務的基石,能為聯合航空任務集群提供先進的防空壓制、防區外及伴隨干擾能力,同時能更好地與地面作戰融合以提供電子攻擊支援。EA-18G於2007年開始生產,2009年末進入美國海軍服役,首先在位於惠德貝島的橡樹灣海軍航空站進行部署。未來裝備NGJ後,EA-18G將進一步提高電子干擾能力及賽博攻擊能力;該機還可掛載AGM-158聯合防區外導彈等「硬殺傷」武器,以進一步提高防空壓制能力等,此外美國海軍還計劃對其進行具有成本有效性的技術嵌入和系統升級。

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美國DDG 1000型多用途驅逐艦則代表了最新一代水面艦船所採用的「集成上層建築」技術,將各種天線嵌在上層建築的外牆上,實現了上層建築與桅杆的共型集成


集成桅杆技術


隨著電子信息技術的迅猛發展,信息作戰對電磁頻譜的依賴越來越強,電磁頻譜已成為軍事作戰的基本領域。海軍艦船越來越多地依靠電磁頻譜來執行監視、通信、情報、電子戰、敵我識別、火控以及導航等任務,主要包括雷達、電子戰、通信、敵我識別、數據鏈、信息分發、定位報告等系統設備。電子信息設備不斷增加,使艦船增設越來越多的天線。艦船上部(特別是桅杆)是布設天線的最佳部位,而在桅杆上布設各種天線又必然產生各種問題,例如:天線較多難以布置;電磁干擾及電磁兼容;雷達散射截面積(RCS)增加等。集成桅杆技術為解決上述問題提供了一個很好的解決方案:在艦船上層建築設計技術中,按照系統集成方法,採用新材料技術、集成化天線技術、綜合射頻技術等新技術,將艦船設計中的隱身性、電磁兼容性和上層建築設計有機地統一起來,使艦船平台具有良好的隱身性、電磁兼容性和作戰性能。


集成桅杆是上層結構設計中的一個重要里程碑,也是未來艦載電子系統的關鍵起點。設計集成桅杆的目的是將艦船的感測器與通信系統及其孔徑合并為一個大型的上層結構,以減少分布在甲板下的電子設備的數量。


早在20世紀90年代中期,美國海軍就開始對集成桅杆技術進行研究,並將先進封閉式桅杆/感測器系統(AEM/S)作為艦船集成化設計的重點。「聖·安東尼奧」號兩棲船塢運輸艦率先安裝了前後兩部AEM/S系統,均採用上小下大的八稜柱外形,側面傾斜角相對於垂軸10o,桅杆與艦體平台連成一體。艦艏部的桅杆較低,布置有通信天線和SPQ-9B水平搜索雷達;艦艉部的桅杆較高,布置有SPS-48E三坐標對空搜索雷達以及附帶的感測器和天線。桅杆採用複合材料製成,既可支撐感測器,又可作為天線和雷達的外殼。桅杆中的複合頻率選擇層,既可通過己方的通信及雷達信號,又可阻止敵方干擾信號的進入,從而使通信系統及感測器免受外界信號干擾,性能得以提升,同時還能有效減小本艦的RCS。


美國DDG 1000型多用途驅逐艦則代表了最新一代水面艦船所採用的「集成上層建築」(含桅杆)技術(InTop),將各種天線嵌在上層建築的外牆上,實現了上層建築與桅杆的共型集成。在DDG 1000的上層建築設計集成方案中,採用了整合式穿樓組合(IDA),這是一個一體成型、模塊化的單一船樓結構,整體造型由下往上向內收縮以降低RCS。DDG 1000運用射頻集成技術,在上層建築上除布置各種雷達天線以外,還裝設了微波通信天線、全球定位系統天線、UHF衛星通信天線、協同作戰能力(CEC)系統天線、聯合戰術無線電系統天線和數據鏈天線等多種設備。DDG 1000還在各天線孔徑面上塗覆頻率選擇材料(FSS),僅限特定的電磁信號通過。通過頻率選擇材料和簡潔平滑的外型,進一步降低了艦船的RCS。


美國海軍研究辦公室於2009年10月正式啟動InTop項目,並於2010年3月與18家公司簽訂合同,以支持該項目的進行。目前,諾斯洛普·格魯曼公司已研製並集成該系統的先進開發模型,計劃用於支持SEWIP Block 3。InTop項目通過為各級別的軍艦研發多波束、多功能超寬頻孔徑和射頻設備,將使美國海軍有能力在電磁頻譜中自由作戰,並將推進艦船電子戰技術現代化。(編輯:廖南傑


作者:顧永紅


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