电子情报系统的发展

ELINT被定义为从雷达信号的截获和分析中提取的信息，它对所有电子战系统而言都至关重要。电子防护、电子攻击和电子支援系统都依赖于ELINT系统生成的数据库来识别威胁雷达以及与之相关联的平台和武器系统。然而，ELINT系统却不断受到新型的软件定义自适应低截获概率雷达的挑战。随着人工智能认知雷达的出现，如果不采用新技术，ELINT系统将面临更加严峻的形势。

ELINT系统必须确定接收信号的频率、脉冲重频、脉冲重复间隔或脉冲组重复间隔、脉冲持续时间和有效辐射功率等关键参数。ELINT系统还要生成雷达扫描方式和特征的信息，例如波束的数量、排列和维度，以及与信号相关的辐射源信息。

现代ELINT系统通常覆盖1MHz－40GHz的频率范围。虽然ELINT系统和通信情报（COMINT）系统都属于信号情报（SIGINT）系统，但ELINT系统侧重于处理雷达信号。从功能上说，ELINT系统分为技术和战术两类。技术方面致力于识别新的雷达以及现有威胁辐射源的变化，确定其辐射的特征细节；尽量弄清楚雷达的设计用途以及可能的应用方式，为开发干扰算法等对抗措施提供输入。战术方面则致力于识别和定位雷达，推测其作战计划，持续跟踪机动辐射源并为告警系统提供支援。

模糊的界线

然而，上述领域以及更广泛的电子战与雷达的传统界线正在变得越来越模糊，因为技术的进步使它们可以共享接收机、处理器和天线等可重构单元；而且，操作人员更需要集成的多类情报和综合电子战系统。

Plath公司技术市场经理TorstenDüsing指出，通信信号向更高频率和更大带宽的发展趋势正促使测向天线和接收机做出相应的调整。通用的数字和多路复用非音频信号更需要有先进的解码器，快速增长的通信量需要自动进行基于任务的探测、测量和解码。对低截获概率信号的处理尤其困难，需要COMINT系统能截获并重组快速跳频的猝发传输。天线和接收机必须提供很高的灵敏度和无失真的动态范围来探测和处理低截获概率信号，特别是在复杂的信号场景下。

Plath公司的总经理StephaneSabatier补充道，Ka波段雷达的出现意味着现代ELINT系统和雷达电子支援措施（RESM）系统必须要能截获频率高达40GHz的信号，而远程VHF以及使用低功率低截获概率脉冲的超视距雷达的复兴又要求截获频率低至30MHz。于是，低频段所需要的ELINT和RESM天线，会与COMINT系统的测向和监视天线相似或相同。这些接收机和模数转换器，必须提供与COMINT一样高的动态范围、频率分辨率和处理能力。在理想状态下，COMINT和ELINT接收机是相同的。

探测和处理能进行低功率远程传输的现代脉冲信号的脉间和脉内调制，需要与处理低截获概率通信信号相同的接收机，以提供高灵敏度和足够的无失真动态范围，同时需要ELINT和预警RESM进行脉内分析。

由于先进的软件定义接收机系统以及不断提高的计算能力的推动，技术和战术ELINT系统与ESM或电子支援（ES）系统之间的区别已经在许多新型的ESM/ELINT系统中消失了。

例如，雷声德国公司研制的“先进雷达探测系统”（ARDS）就是一种可升级的ESM系统，用于对雷达进行无源监视，它同时也是一种ELINT系统。ARDS已经集成到通用电子航空系统公司的“捕食者B”无人机上。2016年7月，通用公司执行总裁称，“捕食者B”通过集成ARDS实现了ELINT功能，这将帮助客户在对抗性空域中从防区外探测敌方防空雷达威胁。

ARDS设计用于对大范围区域的射频辐射源进行高保真的探测和测向，可集成到吊舱中并安装到无人机吊架上。该系统的飞行测试计划于2017年下半年进行，预计于2018年交付用户。

“超级鹰”系列装备

超电子（Ultra Electronics）TCS公司研发的“电子截获搜集定位装备”(UltraEAGLE，“超级鹰”)设计用于完成各种ELINT和ESM任务，覆盖A－K雷达波段，可以对雷达辐射源进行截获、分析和记录，可支持多种ISR任务。

该公司2016年6月21日宣布，“超级鹰”系列在最近的改进中采用了一种新型信道化接收机，其中包括了RFEL公司ChannelCore Flex IP核的一个宽带型号。ChannelCore Flex IP核安装在灵活的现场可编程门阵列（FPGA）芯片上，与RFEL公司的宽带数字化下变频器(DDC)配合使用，构成功能强大的信道化接收机，能提供对宽带（几GHz）输入的实时大带宽处理。

在数字化接收机和SDR技术出现之前，信道化接收机被认为是一种理想的接收机，具有良好的选择性、灵敏度和宽带覆盖。但从体积、重量和功率（SWaP）来看，选用具有大量信道的信道化接收机是很复杂和昂贵的。例如，每个信道需要一个单独的接收机，对于工作在GHz范围的系统，这将需要上千台独立的接收机。

目前许多宽带数字化ELINT接收机使用专用集成电路(ASIC)来完成关键的DDC步骤，用FPGA来处理信号。因为接收信号的频率原因，接收机的采样率和数据率是相关的，这意味着在GHz范围的数字化信号如果不转换到一个更低的基带频率进行处理，要保持信号中所有的信息，将需要难以处理的高采样率和数据率。这是DDC需要完成的任务。

Hunt工程公司举了一个例子，对于39-40MHz范围的信号，以100MS/秒的典型采样率进行采样，1MHz的带宽将产生200MB/秒的数据率。通过DDC将频率变频到基带，采样率会下降到2.5MS/秒，数据率为5MB/秒。

ChannelCore FlexIP的架构有效地实现了大量DDC信道。RFEL公司称其胜过现有的DDC ASIC和FPGA核，并且可以根据应用进行定制。另外，它所使用的FGPA资源与信道数的对数成正比，使上千个信道可以在合适尺寸的FPGA上实现，其独特之处在于，每个信道具有独立的带宽并且在操作时可以改变调频控制。

“超级鹰”系列包括用于无人机和中小型有人飞机的ALR-510接收机。超电子公司2016年5月19日宣布向一个北欧国家出口了这种接收机，用于装备监视型无人机。该合同价值1840万美元，包括装备和工程支持在内。

ALR-510提供2-18GHz频段内的宽带超高速信号搜索和截获能力，可以搜集常规雷达信号以及更先进的脉冲压缩、脉冲多普勒和多模辐射源的信号，进行在线或离线分析。超电子公司称，基于干涉仪测角体制可以实现瞬时精确测向，飞机左侧和右侧阵列的自动切换功能可以使截获概率最大化。

ALR-510由地面控制站操作，通过无人系统的低容量或高容量的数据链或通过有人飞机上超电子公司的Talon面向用户的界面对其进行控制。Talon可以在有人操作时实时控制ALR-510，无人应用可进行任务后的数据分析。

集成的电子战

在集成SIGINT组件中，ELINT系统还逐步具备了COMINT能力，尤其在机载平台上。例如以色列航空工业公司下属的埃尔塔公司研制的ELI-3001机载SIGINT装备，它由商用喷气机平台携载，提供ELINT和COMINT能力，ELINT覆盖的雷达频率范围是0.5-18GHz，COMINT的频率范围是30MHz-1.2GHz。

ELI-3001通常在45000英尺高度上工作，可以覆盖广阔的地域，能建立电子战斗序列，对辐射源进行探测、识别、测向和定位。高灵敏度的接收机可以对低截获概率信号进行远程（超视距）截获并输入给信号分析软件。

该系统根据预先编程的扫描机制自动搜索感兴趣的频率，测量其参数并通过筛选和信号分类来减少数据处理量。到达方向的自动测量有助于快速目标定位。借助于雷达数据库和频率扫描表，这些过程的自动化使ELI- 3001的操作员可以集中于分析新出现的和未知的信号。该系统的其它功能包括记录和回放、实时监视和转录、情报提取、对电子战斗序列进行编辑以及报告的准备和分发。

宽带视距通信和卫星通信可以传输音频、数据和电子邮件，使机上操作人员与地面操作中心能够以联合本地和遥控模式协作，从而可以支持网络中心作战，并可以担任机载指挥所的角色。

多功能的方法

信息作战长期以来受到“烟囱”体制的制约，情报信息（包括ELINT）被限定在特定专业范围内，将不同的电子战组成部分融合在一起是解决这一困难的技术途径。

BAE系统公司情报和电子战系统部门的Gregory Crystal称，投资不足加上美军各部门应用之间的显著差异，阻碍了信息作战潜能的发挥。Gregory Crystal曾在2015年发表的论文《实现信息作战潜力的途径》中概述了可以开发真正的多情报系统的深层集成方法。

文章指出，“我们实施信息作战的途径是建立一套始于组件级的完全集成的系统，最初应用到信息作战的C4ISR功能上。多功能情报监视和侦察载荷不是在载荷组件里包含几种不同的系统，而是在单个载荷里基于通用模块、标准化的接口以及架构集成多种情报传感器能力。”其中包括ELINT、 COMINT、合成孔径雷达/动目标指示、激光、测量和特征情报等等。

通用模块、标准接口和架构标准的使用既可以降低传感器子系统的体积、重量和功率，也使得资源可以成组进入“通用资源池”，供任何需要相同能力或要进行相同处理的系统使用。

Crystal建议，只要使用了通用模块和标准接口，一个使用数字化信号处理器和数字化接收机/调制器的COMINT系统和一个具有相同配置的ELINT系统都可以共享这些资源。

他强调，这项工作需要使用面向对象的方法和开放的架构，强调通用性和标准，允许设计师对之前的单独传感器平台进行集成，在一个平台中将传感器功能和非传感器功能（例如干扰）集成在一起。这种途径的好处在于，可以消除传感器和辐射源之间的冲突并提高互操作性，减少电磁互扰并自动在平台间进行交叉引导，还可以应用于不同的传感器组合之间。

“一个综合的SIGINT载荷系统不需要建立一个具有自己的天线、射频分配网络、接收机、处理器以及数据网络的COMINT系统，再加一套具有相似配置的ELINT系统，而是具有许多共享的单元。传输组件可以集成到载荷中，而不会与SIGINT能力冲突。通过使用一种集成的设计方法，传输功能和感知功能可以在时间、频率和空间上交替进行，平台自己的传输不会干扰其搜集任务。”

Plath公司的Düsing的观点也一样。他指出，通过单独的用户界面来控制，COMINT和ELINT前端（天线和接收机）将融为一体，并将输出发送到并行的COMINT和ELINT软件。例如，Plath公司的情报控制和分析解决方案通过一个面向图形的界面来控制COMINT和ELINT的处理、分选，并将来自同一视角的COMINT和ELINT信息显示在同一张地图上。

Crystal还提出传感器的集成将催生拥有强大新型能力的多功能载荷。例如，一个执行COMINT任务的系统可以“在不使用额外资源的情况下，瞬时交叉引导和重构以截获雷达信号，并确认目标属性”。

FPGA发挥关键作用

这类重构能力的关键在于FPGA。FPGA是一种芯片，其电路包含了上百万个微小静态RAM单元、触发器以及可以使管脚之间任意连接的晶体管开关。老式的电话交换机很好地模拟了这种连接和断开。在FPGA中，通过重新配置比特流来重构这些连接。

FPGA（尤其是FPGA与片上系统的结合）对认知电子战的开发是非常关键的。认知电子战是一种人工智能应用，可以有效应对软件定义雷达带来的各种威胁。软件定义雷达能近实时地改变特征，而传统的ELINT/ESM系统却依赖于这些特征来识别威胁雷达。

探测和识别新型威胁信号然后在飞行中设计并执行对抗措施的能力代表了ELINT，ESM和EW的终极融合。这也是未来战场上掌控电磁频谱优势的关键，因为认知技术也可用于雷达，当然也包括战场上的威胁雷达。最终，认知多情报系统将在作战中互相竞争，适应能力最强且最敏捷的人工智能才有可能取得胜利。

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