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过去二十年，雷达技术取得了巨大的进步。工作在极低功率电平并采用复杂直接序列扩谱技术、频率捷变和先进波形的新型低截获概率（LPI）雷达系统已经在全球越来越多地应用于防空系统中。此外，能同时以多种模式工作或可迅速改变其辐射参数以完成多项任务的多功能雷达目前也很普遍。 新方法为了应对新一代雷达威胁，射频信号探测、识别和分类（如SIGINT）系统的能力也必须提高。过去，射频通信情报（COMINT）系统和司职雷达探测任务的非通信电子情报（ELINT）系统有很大不同，覆盖频段和信号类型不同，操作员必备的技能也不同。现在，情况已经发生改变。如今，先进雷达系统所采用的技术、频率范围、甚至有些波形特征常常与现代通信系统所采用的一样。因此，开发的应对快速发展的通信系统与网络的新型信号检测方法与技术现在也适用于（实际上是强制性的）雷达信号检测与识别系统，包括电子支援措施（ESM）系统和雷达告警接收机（RWR）。至少在技术需求方面，COMINT和ELINT是交融的。 BAE系统公司SIGINT项目主管Eric Vogel肯定了这一趋势：“这是一个发展方向，在某些情况下其实已经这样做了。到目前为止，我们在通用接收与处理设备上将软件定义COMINT和ELINT功能与多种应用类型融合在一起。这样既降低了寿命周期成本又提高了任务的灵活性。通过软件，使调谐器和信号处理线程在这一时刻完成COMINT任务，在下一时刻装载一个应用程序后即可执行ELINT任务，尤其是在体积、重量和功率（SWaP）受到限制而希望根据当前任务赋予硬件以新的用途时。当COMINT和ELINT在频谱上交融时，还可以利用先进接收机技术提高性能。” 2015年6月，BAE系统公司收购了Eclipse电子系统公司。Vogel说：“收购的理由之一是我们看中了其拥有的先进技术、提供的产品、以及正在研发的应对新目标的COMINT和ELINT技术”。现任高级项目经理John Brickman补充说：“多年来，我们的客户一直在使用我们传统的COMINT接收机，并用这些接收机处理低波段ELINT问题”。 DRS信号解决方案公司开放式架构系统主管Nicholas Cianos也认可这种交融：“新型COMINT接收机技术目前也非常适用于执行ELINT任务。多年以前，COMINT调谐器的设计重点是射频通信。那时，无线电通信系统大多工作在VHF频段，少数在UHF频段，所以战术通信系统一般工作在512MHz。但是，随着技术的发展，通信（尤其是商用）频率已变得非常高了，COMINT接收机的工作频率范围也扩展了”。 新问题毫无疑问，新型雷达与技术将给ELINT操作员和系统带来日益艰巨的挑战。武器和防御雷达系统的情况一样。罗德与施瓦茨公司市场营销主管Martin Atanassov说：“许多现代雷达系统不再采用高能短脉冲，而改用输出功率极低的LPI信号”。有些民用导航雷达的输出功率可低至165mW范围，许多探测系统都没有足够的灵敏度来探测这类低功率信号。“大多数雷达告警接收机（RWR）接收不到此类信号，除非其视距确实很近。在任何防区外距离，宽带接收机都无法截获到信噪比（SNR）足够高的信号”。 罗德与施瓦茨公司ELINT/SIGINT业务开发经理AndrewOwen说：“除传统的LPI雷达以外，现在固态雷达也越来越多。这些雷达虽然仍采用脉冲雷达技术，但存在着重大的灵敏度难题，其功耗约为1W并能根据目标距离以及采用的雷达模式调节其发射功率”。 目前，ELINT操作员还面临着另一个特别艰巨的任务，即如何应对来自有源和无源电扫阵列（AESA/PESA）等现代多模/多功能雷达的挑战。通常，根据其脉冲重复频率、脉冲宽度、带宽等工作参数很容易区分单模雷达，但通过改变信号参数能同时工作在几种模式（监视、截获、跟踪）的多模雷达则不易区分。如同软件定义系统一样，这些雷达能根据需求即刻改变信号参数。 Owen说：“对电子战界而言，这些多功能AESA/PESA雷达目前或许最令人头痛，让战略级人工分析师和战术级自动系统难以应对。采用频率捷变、多波束、帧脉冲序列来完成不同的功能，这简直是技术噩梦”。 改进接收机技术为了应对这一挑战，SIGINT系统设计师正在努力改进和研发先进的接收机技术。解决办法主要是扩展频率范围、提高瞬时带宽。DRS信号解决方案公司开放式架构系统主管Nicholas Cianos回忆道：“不久以前，COMINT调谐器技术有两个特征：调谐频率力求达到2-3GHz；带宽通常限定在10-20MHz”。对今天的COMINT或ELINT任务来说，这些技术参数是不够的。正如罗德与施瓦茨公司的Owen所说：“如今商用现货ELINT系统的频率范围可能要达到2 GHz（最好是500MHz）到18GHz”。 Owen指出，即使这一频率范围也不足以满足任务要求，目前正在利用数字技术和其它技术进步升级传统的低复杂度、高功率V/UHF远程预警雷达。“这些雷达擅长于探测雷达截面积较小的目标。因此，耗资数十亿美元研发此类技术不抵简单地对雷达系统进行升级”。有些雷达的频率甚至更低，如工作在 HF频段的超视距雷达（OTH）；有些雷达的频率则更高，如工作在K和Ka频段的雷达。“有时，雷达设计师不考虑18GHz以上频率主要是考虑到大气吸收原因，但设计师现在找到了开发近距离目标截获/跟踪雷达和导弹导引头的方法。从雷达的工作频率可以看出，这是此类雷达的发展趋势”。 通常，ELINT系统的瞬时带宽非常宽（目前许多ELINT和ESM接收机的瞬时带宽高达500MHz），但灵敏度比COMINT系统低。这有益于探测高功率雷达辐射源，但由于雷达采用了扩谱技术和功率控制战术，因此ELINT接收机的灵敏度就成为一个重要因素。Owen说：“如果探测不到信号，带宽再宽也没用”。现在，要远距离探测雷达，接收机的灵敏度必须达到-100dBm以上的量级，这在以前是闻所未闻的。由于COMINT系统设计师目前正在开发瞬时带宽从40MHz升至80-100MHz的接收机，因此这是ELINT系统设计师可以利用COMINT技术的又一个领域。 先进雷达越来越多地采用捷变波形，这一特性与通信系统一样。Cianos说：“现代通信系统采用多种调制波形，雷达设计也秉承同一理念。因此，瞬时带宽变宽后，可以观测到脉冲持续时间更短、瞬时无寄生动态范围更大的波形，这对雷达波形处理非常有利”。正是这类雷达和无线电通信的发展趋势推动着COMINT和ELINT技术迈向类似的发展路径。
雷达识别与分类探测雷达信号只是ELINT任务的第一步，对雷达系统的类型和作战目标进行识别与分类是关键。 Cianos说：“的确，从ELINT的角度来看，首先要建立雷达的电子战斗序列，其次是弄清雷达在不同任务中的使用方式。ELINT操作员的关键任务之一就是：获悉雷达的工作状态后，还必须考虑雷达是否可能执行其他任务。在雷达部署到战场以前，我们永远都不知道真实作战环境发生了什么”。 在分析信号时，还要考虑几个问题。Cianos说：“显然，波形特征会透露雷达在特定任务中的使用方式。而且，处理方法也有助于根据波形类型进一步识别雷达。因此，我们希望接收机的相位失真最小、测频/测幅性能优异。极佳的动态范围不仅对获悉波形而且对分析调制类型、分类雷达至关重要，这些都是ELINT任务的组成部分”。 BAE系统公司的Vogel也赞同这一观点：“实际上，要预测针对具体目标类型和调制方式的特定手段很难，但从系统集成的角度来看，最重要的是必须灵活地获取接收机前端数据并提交给由FPGA、通用处理器和图形处理单元组成的处理模块，以便根据特定波形灵活应用”。Brickman补充说：“这不限于数字器件，也涉及混频器、滤波器等射频器件。目前，我们使用相位一致性更好的各种滤波器”。
鉴于现代雷达波形的复杂性，操作员不可能在搜集数据时表征所有参数。因此，正如罗德与施瓦茨公司的Owen所指出的，综合ELINT系统必须包括海量数据长期存储能力。“全数字搜集系统的优势之一是在整个处理过程中信号质量无损失。数字数据可以存储在系统中，在数月后进行分析时的质量仍和当初搜集时的一样，数百次再处理都不会降低信号质量，都能保持原始信号的频率和相位”。 对电子战来说，信号探测和识别与先进雷达技术之间的竞争就是猫与鼠的博弈，长久以来，它也被认为是军事力量输不起的一场竞赛。Owen说：“业界公认，电子战技术落后于雷达的发展约十年，十几年之后可能更滞后。随着先进威胁在全球范围内不断增加，信号情报和电子战界必须努力迎接挑战，以防在不久的将来输掉这场博弈”。 BAE公司的Vogel称，COMINT技术将进一步发展，将这些成果引入硬件和软件处理技术并用于ELINT任务是有望解决问题的一种方法。 （王燕 编译） 国际电子战 站在世界电子战最前沿 |
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