电子战如何削弱宙斯盾舰反导能力？
电话：010-82030532 手机：18501361766
微信：tech99999 邮箱：qianyanjun@techxcope.com
摘 要：本文从宙斯盾舰BMD系统现状出发，详细阐述宙斯盾舰BMD系统的主要组成以及各组成单元的作用，分析宙斯盾BMD舰的本舰反导、远程发射、远程交战三类反导模式及能力，并提出利用电子战掩护弹道导弹突防的设想；同时，通过特定场景和相应导弹模型分析宙斯盾BMD舰反导拦截区域，并阐述电子战干扰BMD系统时对宙斯盾BMD舰远程发射/交战及本舰反导模式的降效途径和作用，分析了电子战对雷达和反导网络的干扰难点，探讨以宙斯盾BMD舰为目标的电子战未来发展，为联合作战提供借鉴。
关键词: 电子战；弹道导弹防御系统；反导
仅供学术交流与参考
引 言
为应对不断增强的弹道导弹打击能力，美持续发展导弹防御体系。装备有宙斯盾弹道导弹防御系统（Ballistic Missile Defense System，BMD)的驱逐舰是美军导弹防御体系重要组成部分，也是目前美军海上反导的中坚力量。
BMD系统是在美海军宙斯盾作战系统上发展形成的反导系统。目前，宙斯盾作战系统最新版本基线-9实现了防空能力和弹道导弹防御能力的整合，成为美海军驱逐舰防空反导一体化作战的核心系统，BMD系统也发展到5.1版本，具备了远程发射（LOR）、远程交战（EOR）多种拦截能力[1]，极大增加了反导窗口和防御覆盖范围，如表1所示。导弹防御局局长乔恩•希尔上将曾表示:“远程交战模式使导弹防御覆盖面比宙斯盾BMD舰独立拦截增加了7倍”。
同时，美导弹防御局为应对未来更多的威胁和更大规模的袭击，其BMD 6.0已在计划之内，并作为“阿利•伯克”级Flght. III型驱逐舰的标配（首舰“杰克.卢卡斯”正在建设中，2021年交付），未来美军海上反导能力将更上一个台阶。
表1 BMD 5.0以上版本状况
据报道，2018年末已有38艘宙斯盾舰配备不同版本的BMD系统，计划2021年增加到48艘，并螺旋式升级BMD系统版本。面对越来越强的宙斯盾BMD舰反导能力，本文将基于电子战的多种攻击手段，分析对其信息系统和反导能力的降效作用，并探讨电子战未来的发展，为联合作战提供参考。
1.1 BMD系统主要组成
目前，宙斯盾舰BMD系统主要由宙斯盾雷达、指挥与决策系统、武器控制系统、垂直发射系统与拦截弹、通信系统等组成，如图1所示。
图1 BMD系统主要组成
(1)宙斯盾雷达
宙斯盾雷达主要实现对来袭弹道导弹的快速搜索、跟踪以及对标准导弹的制导控制。美军驱逐舰目前主要装备有 AN/SPY-1B、AN/SPY-1D两型用于弹道导弹防御，而最新型的AN/SPY-6雷达将装备在最新的阿利伯克级驱逐舰上，雷达灵敏度提高了约30倍、精度提高1倍，于2023年生成能力。AN/SPY-1B/D雷达可通过控制脉冲和工作模式获取最优的探测跟踪能力[2]，对弹道导弹助推器(RCS=1.0 m2)可达740 km，对弹头(RCS=0.03 m2)可达310 km，同时可通过相控阵雷达向拦截导弹发送轨迹修正指令，进而调整拦截轨迹[3]。
(2)指挥与决策系统
指挥和决策系统(C&D)由AN/UYK计算处理系统和AN/UYA显示控制系统等组成，是全舰的指挥和控制中心，在反导作战时C&D建立反导战术，显示并处理宙斯盾雷达探测跟踪信息和外部跟踪数据，对来袭弹道导弹进行威胁判断，指定防御目标优先顺序和火力分配，协调和控制整个作战系统的运行。
(3)武器控制系统
武器控制系统(WCS)主要用于规划目标、发出点火指令以及控制发射的导弹[4]，主要控制舰上垂直发射系统发射拦截导弹。武器控制系统按照指挥和决策系统(C&D的作战指令，根据目标识别和跟踪信息，对武器系统实施目标分配、拦截计算、指令发射和导弹引导等功能，在反导作战时，控制垂直发射系统发射标准导弹进行拦截。
(4)垂直发射系统与拦截弹
MK41是驱逐舰发射标准导弹的主要垂直发射系统，能够以每秒1发的速率发射装填的拦截导弹，是应对饱和打击的有力发射系统。同时，MK41垂直发射系统兼容各种类型导弹，包括标准系列反导拦截弹SM-2 Block IV、SM-3 Block I/IA/1B/IIA. SM-6 Dual I/II等，其中SM-3系列导弹用于高空大气层外中段拦截，SM-2、SM-6系列导弹用于大气层内末段拦截。
(5)通信系统
宙斯盾舰通信系统较多，根据文献[5-6]，构成反导网络的主要有两类通信系统—卫星和数据链。其中卫星通信是宙斯盾BMD舰与美国弹道导弹防御中枢指挥控制管理和通信系统(C2BMC)的主要通信手段，可用于获取指挥控制命令和跟踪数据，如AEHF卫星能够提供战区导弹防御服务[7]；同时，外部探测跟踪平台可通过数据链将导弹跟踪数据直接传递或中继至宙斯盾BMD舰，宙斯盾BMD舰可利用该数据进行火控解算并发射标准导弹拦截，如CEC系统可进行雷达接收数据的直接传输[8]。
1.2 反导模式与能力
宙斯盾舰BMD系统主要具备三种反导模式，分别为本舰反导模式、远程发射模式(LOR)、远程拦截模式(EOR)，如图2所示。
图2 宙斯盾BMD舰反导模式
（1）本舰反导模式
本舰反导模式是宙斯盾舰BMD系统依靠自身舰载雷达探测、跟踪目标，同时根据拦截条件和优先级，发射SM-3和SM-2/6导弹进行拦截。该模式的拦截能力主要取决于自身雷达探测跟踪能力、所处位置以及抗饱和打击能力。因宙斯盾雷达探测距离有限，当面对中、远程弹道导弹的高弹道、高速度威胁时，本舰反导模式存在很大的探测盲区，待探测跟踪上导弹后，所剩时间短，又难以形成拦截窗口，本舰反导模式很难有所作为。
（2）远程发射模式
美军早在BMD系统3.6.1版本上发射SM-2 Block IV拦截弹进行了远程发射模式拦截试验[9], 在BMD系统4.0.1 版本又改善了远程发射的能力。该模式下，通过反导网络获取外部传感器提供的来袭导弹跟踪数据，判断来袭导弹在一定时间内将进入本舰雷达探测范围内时，允许宙斯盾舰在自身雷达不接触目标的情况下，依次闭合火控环路，提前直接发射SM-3导弹，当本舰雷达捕获跟踪上来袭导弹后，通过制导链路为SM-3提供实时引导直到交战结束。远程发射模式一定程度上摆脱了宙斯盾雷达探测能力对弹道导弹拦截距离的限制，可以推测，该模式的反导能力主要取决于外部跟踪数据的精确性以及本舰雷达的探测能力，未来宙斯盾舰装备AN/SPY-6雷达后，将形成更强的反导能力。
（3）远程交战模式
美军BMD系统5.1版本为宙斯盾舰提供远程交战能力，通过反导网络，将陆海空天基传感器、宙斯盾舰和C2BMC指控系统相联接，形成有机超视距拦截整体。该模式是一种可完全利用外部传感器获取的目标数据，对拦截目标进行探测、跟踪、火控制导的作战模式，允许宙斯盾舰通过反导网络获得其他传感器跟踪数据，使闭合火控环路直接发射SM-3，并引导与目标交战。与远程发射模式不同的是，使用远程交战模式的宙斯盾BMD舰，自身雷达从发现目标到交战结束都可以不接触目标。远程交战模式完全摆脱了宙斯盾雷达探测能力对弹道导弹拦截距离的限制，充分发挥SM-3 Bock IIA 2500km的拦截能力。可以推测，该模式需要外部传感器能够进行中末段制导，其反导能力取决于外部跟踪数据的精确性、持续性和实时性。
通过上述分析，远程发射和远程交战模式大幅提升了宙斯盾舰BMD系统反导能力，其共同点在于都需要高质量的外部跟踪数据进行火控解算来发射SM-3，甚至中、末端制导，高效、准确的目标信息传输是宙斯盾舰BMD系统大范围反导能力形成的关键，也是其薄弱环节。
2.1 电子战降效作用
美军在实施反导的过程中，一般采取“尽早拦截”的策略，也就是越早拦截效果越好。假设宙斯盾BMD舰面临1500km级别的弹道导弹袭击，其实施拦截时，如果预警卫星或前置传感器已对该来袭弹道导弹进行跟踪，并通过反导网络传递给宙斯盾BMD舰，那么其首先可采取EOR远程交战模式发射SM-3 Block IIA进行超视距反导。若其因诱饵、末端制导等因素使第一次反导失败，则第二次可采取IOR远程发射模式发射SM-3 Block IA导弹，随后本舰宙斯盾雷达再根据外部跟踪数据快速完成跟踪和制导，直至末端拦截打击;若再次失败，宙斯盾BMD舰仅能发射SM-2/6实施末端反导拦截。
所以，本文根据文献[10]的模型分析计算三次碰撞点，如图3所示。其中，拦截点1和2分别为远程交战和远程发射模式拦截点，依赖外部力量的持续跟踪和反导网络的信息传输；拦截点3为本舰末段拦截，依赖宙斯盾雷达的自身跟踪和反应能力。
图3 宙斯盾BMD舰拦截1 500 km弹道导弹
因此，电子战可对宙斯盾BMD舰所依赖的关键信息系统实施干扰，压缩跟踪区域、缩小拦截窗口，迫使其反导能力失效，途径及效果如下：
(1)干扰外部传感器和反导网络，限制宙斯盾BMD舰EOR/IOR模式
宙斯盾BMD舰根据外部跟踪信息可实施EOR或IOR模式进行反导。在弹道导弹助推段，电子战力量攻击高轨预警卫星等预警传感器，可使美军难以快速获取弹道导弹轨迹，拖延宙斯盾BMD舰的拦截准备;在弹道导弹自由飞行段，电子战力量可攻击前置传感器，使传感器难以有效跟踪弹道导弹，同时可干扰反导网络，致使跟踪信息难以传递至宙斯盾BMD舰，多手段联合破坏宙斯盾BMD舰的远程交换EOR/远程发射IOR反导模式，仅能依靠自身拦截，如图4所示。
图4 电子战多手段干扰下宙斯盾BMD舰反导能力
(2)干扰宙斯盾雷达，限制本舰跟踪能力，使其反导时间不够
由于弹道导弹在进入宙斯盾舰探测范围内时，宙斯盾舰的本舰反导模式仅具备1次中段拦截和1次末段拦截能力，拦截窗口仅有1~2 min，所以可采用噪声与欺骗式相结合的方式干扰宙斯盾雷达[11]，仅需压制一定的探测距离即可使其失去中段拦截窗口，若能进一步达成“以假乱真”的扰乱干扰，宙斯盾舰同时将失去末段拦截能力，如图5所示。对宙斯盾雷达的干扰效果在2014年的俄罗斯Su-24战机携带“希比内”电子战设备对美“唐纳德库克”号宙斯盾驱逐舰的雷达进行攻击中已经得到验证，宙斯盾在电子战攻击情况下出现雷达黑屏、导弹得不到目标指示等“症状”，且宙斯盾系统失灵且长时间无法恢复，整个事件长达90min。
图5 攻击雷达时宙斯盾BMD舰失去拦截窗口
2.2 电子战降效难点
虽然电子战具备对宙斯盾BMD舰反导能力的降效作用，但仍存在一定难度:
(1)对传感器干扰难点
支撑宙斯盾BMD实施远程发射/交战反导的传感器包括低轨预警卫星、AN/TPY-2、LRDR、AN/SPY-1/6等，探测跟踪模式多样，并且随着弹道导弹飞行，传感器跟踪角度随时变化，所以对于传感器的干扰需要在副瓣进行干扰，难度较大；同时弹道导弹打击距离较远时，传感器部署距离也可能较远，电子战力量受到视距限制，需要前突，更加加大了干扰难度。
(2)对反导网络干扰难点
宙斯盾BMD舰反导时指挥控制、跟踪数据等信息交互主要以卫星、数据链为主，所构成的反导网络复杂，干扰时可能无法快速判断所利用的反导网络，存在干扰效果不确定的问题；同时，卫星、数据链网络均具备一定的抗干扰性[7-8]，如CEC的DDS数据链定向性强、等效辐射功率高，干扰难度大；AEHF卫星网络波束指向性好，并采用自动调零、高速跳频等技术，同样存在干扰难度大的问题。
2.3 电子战发展探讨
通过电子战对宙斯盾BMD舰反导能力的降效作用和难点分析，电子战力量可进一步向体系作战、欺骗干扰、渗透攻击发展，通过多手段联合运用，解决干扰难点，多管齐下降低BMD舰反导效能。
（1）向体系作战方向发展
宙斯盾BMD舰EOR/IOR反导模式依托美军反导体系的外部跟踪数据实现，所以在掩护弹道导弹打击过程中，电子战不仅需要对宙斯盾BMD舰的宙斯盾雷达进行干扰，也需要对其他传感器和反导网络进行干扰，体系化作战实现对宙斯盾BMD舰EOR/IOR模式的破坏。未来可采取螺旋式发展策略，实现多平台多手段的协同作战能力。
（2）向欺骗干扰方向发展
欺骗干扰是电子战发展历程中逐步形成的重要手段[11-12]，在降效宙斯盾BMD舰反导能力过程中，能够使宙斯盾BMD舰获取虚假航迹、错误指控等信息，一方面使火控解算不准，逐步加大标准导弹制导误差，另一方面使作战指挥人员受到假命令，延迟作战反应。电子战的欺骗干扰能够极大削弱宙斯盾BMD舰的反导能力。
（3）向渗透攻击方向发展
电子战力量因受视距限制，无法在第一时间对超远距离的宙斯盾BMD舰发起攻击，难以掩护远程/洲际弹道导弹的中末段突防。渗透攻击，即信息战[12],如果未来能够通过反导网络的无线入口将病毒代码注入至宙斯盾BMD舰内部网络，延迟、破坏甚至控制舰上指挥系统、火控系统对标准导弹垂直发射系统，实现电子战效能的无线延伸，能够有力掩护弹道导弹远程突防。
美宙斯盾BMD舰通过持续的反导能力升级，具备完善的远程发射和远程交战反导拦截能力。电子战是降效宙斯盾BMD舰反导能力的有效手段，大力发展电子战体系作战、欺骗干扰、渗透攻击能力，综合运用多种电子战手段，能够为弹道导弹突防开辟窗口，提高突防成功率，是战斗力实质性提升的高效途径。
【参考文献】
[1] [全解析]宙斯盾弹道导弹防御系统（BMD）[EB/OL].[2018-02-10].http:// m.sohu.com/a/222126628_630241.
[2] 张海成、杨江平、王晗中.舰载SPY雷达对弹道导弹探测效能分析[J].现代雷达，2012,34（1）：1-4
[3] 王国田，王航宇，石章松.美军舰空导弹协同制导技术及其能力分析[J].上海航天，2012（2）：28-30.
[4] 张纯学.宙斯盾武器系统的控制与制导[J].飞航导弹，2001,8：42-45.
[5] 王虎，邓大松.C2BMC系统的功能组成与作战能力研究[J].战术导弹技术，2019（4）：106-112.
[6] 姚勇，李智.基于网络中心战的C2BMC信息分发模型研究[J].现代防御技术，2011,39（3）：97-102.
[7] 杨海平，胡向晖，李毅.先进极高频(AEHF)卫星[J].数字通信世界，2008（6）：84-87
[8] 陈升来.协同交战能力(CEC)组网技术[J].指挥信息系统与技术，2012,3(1)：29-32.
[9] 方有培，童栎，汪立萍，等. 美海基“宙斯盾"技术发展分析[J].航天电子对抗，2015,31（5）：13-16.
[10] 高桂清，刘刚，郭锡监，等.弹道导弹被动段雷达截面积仿真计算研究[J].系统仿真学报，2007（16）：3830-3833.
[11] 张忠磊，丁凡，曹阳.对“宙斯盾”相控阵雷达的干扰方法研究[J].舰船电子工程，2011,31（6）：97-100.
[12] 赵明，杨小牛，邹少丞，等.电子战技术与应用-通信对抗篇[M].北京：电子工业出版社，2005.
| 一网打尽系列文章，请回复以下关键词查看： | ||
|---|---|---|
| 创新发展：习近平 | 创新中国 | 创新创业 | 科技体制改革 | 科技创新政策 | 协同创新 | 科研管理 | 成果转化 | 新科技革命 | 基础研究 | 产学研 | 供给侧 | ||
| 热点专题：军民融合 | 民参军 | 工业4.0 | 商业航天 | 智库 | 国家重点研发计划 | 基金 | 装备采办 | 博士 | 摩尔定律 | 诺贝尔奖 | 国家实验室 | 国防工业 | 十三五 | 创新教育 | 军工百强 | 试验鉴定 | 影响因子 | 双一流 | 净评估 | ||
| 预见未来：预见2016 |预见2020 | 预见2025 | 预见2030 | 预见2035 | 预见2045 | 预见2050 | ||
| 前沿科技：颠覆性技术 | 生物 | 仿生 | 脑科学 | 精准医学 | 基因 | 基因编辑 | 虚拟现实 | 增强现实 | 纳米 | 人工智能 | 机器人 | 3D打印 | 4D打印 | 太赫兹 | 云计算 | 物联网 | 互联网+ | 大数据 | 石墨烯 | 能源 | 电池 | 量子 | 超材料 | 超级计算机 | 卫星 | 北斗 | 智能制造 | 不依赖GPS导航 | 通信 | 5G | MIT技术评论 | 航空发动机 | 可穿戴 | 氮化镓 | 隐身 | 半导体 | 脑机接口 | 传感器 | ||
| 先进武器：中国武器 | 无人机 | 轰炸机 | 预警机 | 运输机 | 直升机 | 战斗机 | 六代机 | 网络武器 | 激光武器 | 电磁炮 | 高超声速武器 | 反无人机 | 防空反导 | 潜航器 | ||
| 未来战争：未来战争 | 抵消战略 | 水下战 | 网络空间战 | 分布式杀伤 | 无人机蜂群 | 太空战 | 反卫星 | ||
| 领先国家：美国 | 俄罗斯 | 英国 | 德国 | 法国 | 日本 | 以色列 | 印度 | ||
| 前沿机构：战略能力办公室 | DARPA | 快响小组 | Gartner | 硅谷 | 谷歌 | 华为 | 阿里 | 俄先期研究基金会 | 军工百强 | ||
| 前沿人物：钱学森 | 马斯克 | 凯文凯利 | 任正非 | 马云 | 奥巴马 | 特朗普 | ||
| 专家专栏：黄志澄 | 许得君 | 施一公 | 王喜文 | 贺飞 | 李萍 | 刘锋 | 王煜全 | 易本胜 | 李德毅 | 游光荣 | 刘亚威 | 赵文银 | 廖孟豪 | 谭铁牛 | 于川信 | 邬贺铨 | ||
| 全文收录：2017文章全收录 | 2016文章全收录 | 2015文章全收录 | 2014文章全收录 | ||
| 其他主题系列陆续整理中，敬请期待…… |