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认知电子战:开启智慧电磁对抗的“金钥匙”

发布时间:2019-11-29 01:53 来源:未知 编辑:admin

  自主实现对作战目标的探测识别、分类定位和快速攻击,有效提升战场电磁环境实时感知能力——

  据美国一家网站报道,美国国防部高级研究计划局正在致力于新一代基于人工智能的认知电子战系统的研究工作。这种认知电子战系统,可以在战场环境实时根据遭遇威胁和敌方电磁频谱信息有针对性地产生特定对抗信号,将对未来电子对抗作战模式产生重要影响。

  认知电子战主要依托认知无线电和认知雷达技术发展而来,作为近年来新兴起的电子战概念,有望解决复杂电磁环境下精确态势感知难题,可对战场电磁环境快速作出响应,代表着未来电磁对抗领域发展的必然趋势。

  自第二次世界大战以来,电子战在历次战争和局部冲突中发挥了巨大威力。传统的射频电子战系统可识别固定频谱威胁,利用预先编程的对抗技术对预定威胁开展有效对抗。近年来,随着电磁频谱技术的发展,以自适应多功能雷达为代表的一大批新型电子战装备相继出现,战场射频系统更加复杂灵活,对电子对抗技术提出了新的更高要求。软件化电子战系统的出现,初步解决了复杂电磁频谱的应对问题,但在实战应用中仍面临一些不足。随着认知无线电和认知雷达技术的发展,具备自主态势感知、决策和自适应电子防护的认知电子战技术,逐渐走上电磁对抗的舞台。

  作为认知电子战的“顺风耳”,认知雷达避免了传统雷达发射与战场环境无关的重复波形,根据获取的战场信息实时改变发射波形。“灵活善变”的认知技术使认知雷达能有效把脉战场电磁环境,拥有与电磁环境最匹配的波形,有效提升了雷达的抗杂波和抗干扰能力,具有高度的环境适应性。

  美国国防部高级研究计划局开展的“自适应雷达对抗”项目,旨在探索电子战系统对未知雷达信号开展实时干扰对抗,将认知电子战技术应用于战场实践。传统作战模式下,当战场电子对抗系统截获到诸如敌方的雷达信号等全新的无线电信号时,通常需要将数据记录传回后方基地,由专业电子战人员进行为期数月的电磁频谱分析。“自适应雷达对抗”项目将通过采用认知电子战系统,搜集无线电波形信号,并使用最新的人工智能和机器学习方法进行分析处理。该项目可实时判断敌方电子战的最新行动,并对下一步敌方行为展开预测,不仅可以有效分析应对瞬息万变的电磁信号,更可对敌方的电子战系统产生有效干扰。

  认知电子战使用人工智能技术针对环境开展学习,可以实时感知战场频谱环境,根据探测到的频谱有针对性地改变载波频率、调制技术和发射功率等参数信息,从而实现复杂多变的战场频谱对抗环境下,对通信和频谱资源的有效利用。

  目前,各类武器装备上射频系统种类繁多,通信对抗、敌我识别、雷达对抗、导航对抗和目标探测等多种作战需求进一步增加了电子对抗设备的复杂性。传统电子对抗模式中,通过各类电子侦察装置接收波形数据,经过实验室分析后建立干扰配置文件,最终写入电子战系统用于战场对抗,其周期往往长达数月甚至数年。美军使用的电子战系统配备了专业电子战人员对未知波形进行分析识别,一定程度上可提高电子对抗的快速响应作战能力。随着信息技术的飞速发展,电磁系统的波形可以使用软件微调直接修改,变化迅速难以捉摸,传统电子战系统经常成为“睁眼瞎”,实现实时战场频谱态势感知成为当务之急。

  战场态势瞬息万变,通过实时感知与动态数据库融合,可进一步提升电子战信息对抗的作战效能,找寻到战场电磁作战的“最优解”。美军已经在F-22和F-35战斗机内配置了敌方雷达信号和干扰配置文件的预置数据库,一旦战机遇到未遭遇过的电磁频谱信号,该系统可自动识别并对信号进行标记。美国空军主导的认知干扰机项目,将利用人工智能技术改进电磁侦察系统,实现从传感、学习到适应新环境,最终实现电磁频谱对抗过程所需时间从“数天数月”到“数分钟数秒”的转变。

  目前,美国国防部正在加紧实施第三次“抵消战略”,重点开展人工智能领域的技术研究,并将对人工智能深度学习过程的理论基础开展深入研究。可以预见,随着人工智能技术的发展,未来战场的指挥员不需要实时监控全部战场态势,在人工智能作战系统的辅助下,只需要对关键节点做出判断即可。

  认知电子战技术应用前景广阔,不仅有助于提升电磁对抗技术实力,还将对信息战和网络空间战产生重要影响。认知电子战技术可实现自主电磁环境扫描定位,自主确定电子攻击的方式,并通过严格频谱管控提高电磁防护能力,代表了未来智能作战的发展方向。

  认知电子战技术可有效解决传统电子战态势感知精度不足问题,避免因大功率压制手段而暴露干扰信号并招致反辐射打击问题,有效提高电子战系统的隐蔽性和抗摧毁性。美国陆军开发的“城市军刀”项目,旨在依托认知技术对高优先级电子战目标实现自主探测、识别、分类、定位和快速攻击,提升战场频谱管控能力。美国空军主导的“先进电子战组件”项目,通过先进光电元件进一步提升电磁对抗领域分布式技术和认知技术的发展。

  作为人工智能技术的重要应用方向,认知电子战技术将有效适应未来战场复杂电磁态势,解决复杂电磁环境下精确态势感知问题,其具备的实时动态学习能力,可在应对新型复杂环境时快速作出响应。未来,集众多高新技术于一身的认知电子战,将向着具备学习、思考、推理和记忆等认知能力方向发展,成为未来战场智能作战的“弄潮儿”。

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