第4期2008年8月Journal of C AE I TVol .3No .4Aug .2008收稿日期:2008206202 修订日期:2008206218电磁信息控制专题复杂电磁环境战场频谱管理王先义,陈丹俊,刘　斌,朱允锋(中国电波传播研究所,山东青岛　266107)摘　要:在现代战争中,电磁领域已成为与地面、海洋、空间和太空并存的第五维战场,制电磁频谱权成为制信息权的核心,战场频谱管理是夺取制电磁频谱权的重要保障。

阐述了战场频谱管理基本概念,重点介绍了外军研究现状,并针对当前战场频谱管理的热点问题,论述了复杂电磁环境下联合作战战场频谱管理面临的技术挑战和发展趋势。

关键词:复杂电磁环境;频谱管理;新技术中图分类号:O441.4 文献标识码:A 文章编号:167325692(2008)042338207Ba ttlef i eld Spectru m Manage men t i n Co m plexElectro magneti c Env i ronm en tWANG Xian 2yi,CHE N Dan 2jun,L I U B in,Z HU Yun 2feng(China Research I nstitute of Radi owave Pr opagati on,Shandong Q ingdao 266107,China )Abstract:I n the modern war,electr omagnetic domain has become t o be the fifth battlefield besides the land,the sea,the sky,and the s pace .The key t o contr ol infor mati on in the war is t o contr ol electr omag 2netic s pectru m ,which is achieved by battlefield s pectru m manage ment .I n this paper,the basic concep 2ti on of battlefield s pectrum manage ment is exp lained .Then the p resent situati on of the manage ment of m ilitary electr omagnetic s pectrum abr oad is s pecially intr oduced .And in the vie w of current hot t op ics about battlefield s pectru m manage ment,the technol ogical challenge and trend of s pectru m manage ment faced in j oint operati ons in comp lex electr omagnetic envir on ment are discussed .Key words:comp lex electr omagnetic envir on ment;s pectru m manage ment;ne w technol ogy0　引　言电磁环境(E ME,electr omagnetic envir on ment )一般是指存在于给定场所的所有电磁现象的总和[1,2]。

文献[3]中将战场电磁环境定义为:在特定的行动环境里军队、系统或者平台执行其规定的任务时可能遇到的,在各种频率范围内由辐射或传导的电磁发射(水平)功率和时间分布的结果。

它是由电磁骚扰,电磁脉冲,电磁辐射对人员、军械和挥发性材料危害,以及雷电和沉积静电等自然现象的综合,包括人为电磁辐射、自然电磁辐射和电磁波传播环境3个部分。

军事行动是在越来越复杂的电磁环境中实施的[4]。

由于战场电磁环境受参战地域装备的分布状况、工作频率、辐射功率、辐射方式、所处地理地物环境、气象条件等多种影响,因而,战场电磁环境是由时域、频域、能域和空域上分布密集、数量繁多、样式复杂、动态随机的多种电磁信号交叠而成的复杂环境。

复杂电磁环境已经成为信息化战场区别于传统战场最突出的标志。

信息时代,电磁频谱是惟一能支持机动作战、分散作战和高强度作战的重要媒质。

外军评论认为:“频谱是一种无形战斗力,并且可以与火力、机械动力相提并论的新型战斗力。

”电磁领域成为“第五维战场”,电磁频谱成为重要战争资源,影响甚至决定着战争的进程和结局。

高技术条件下的现代战争就　2008年第4期王先义等:复杂电磁环境战场频谱管理339是频谱战,制电磁频谱权成为制电磁信息权的核心,战场频谱管理是夺取“制信息权”和“制电磁权”的重要保障。

20世纪80年代英阿马岛战争,谢菲尔德号驱逐舰因为电磁频谱不兼容导致被击沉;20世纪90年代的海湾战争,以美国为首的多国部队激烈争夺电磁频谱的控制权,使频谱战扩展到“全频域、全时域、全空域”。

在电子技术日新月异并日益广泛地应用于军事领域的今天,它就像一把双刃剑,在推动武器装备和指挥现代化的同时,也使战场电磁环境日趋复杂,电磁斗争日益激烈,现代高技术战争需要电磁频谱管理。

1　战场频谱管理及相关概念1.1　基本概念 (军事)频谱管理(MS M,m ilitary s pectrum man2 age ment)是指军队领导机关和电磁频谱管理机构制定电磁频谱管理政策、规定,划分、规划、分配、指配频率和航天器轨道资源,以及对电磁频谱和轨道资源使用情况进行监督、检查和协调处理等活动统称[5]。

战场频谱管理(BS M,battlefield s pectru m manage ment)是指在特定的军事行动中通过作战的、技术的或行政的手段和规程,实施的(军事)频谱管理。

其主要任务是:统一划分和指配频率,监督和管理无线电设备设置和使用;监测战场电磁环境,维护无线电设备工作秩序;实施战场无线电管制,协调各部门的业务关系,消除己方相互干扰等。

BS M在复杂战场电磁环境下发挥着信息战中“频谱警察”的作用。

1.2　工作流程战场频谱管理是通过频谱信息感知(获取)、分析决策、管理控制和应用服务四个环节实现。

四个环节共同实现频谱信息的闭环处理,如图1所示,其中建立全方位、大纵深、立体化的频谱感知网络是实施战场频谱管理的基础;构建分布式、智能化频谱信息处理决策网络是核心;实现频谱的动态分配和频谱信息注入等管理控制是关键;最后实现为战场各类无线电通信系统、定位系统、雷达系统、遥测系统、导航系统、多谱传感器系统、定向能量武器系统等提供有效频谱接入和全域频谱信息支撑的管理目标。

在闭环处理过程中,可接收外部状态激励输入信息、需求输入信息,并可对外输出共享频谱管理决策信息。

图1　战场频谱管理处理流程 制定电磁频谱管理方案是实施战场频谱管理的基础,是战场频谱管理系统的主要和核心功能,同时,电磁频谱管理方案也是联合作战部门制定作战计划的重要依据之一。

电磁频谱管理方案的制定由作战地域电磁情况分析、电磁态势评估,拟制频谱管理决心建议,收集并确认频谱需求和制定频谱使用计划等四个主要过程组成,其流程如图2所示。

电磁频谱管理方案包括频谱管理计划、频谱使用计划和频谱处置预案等。

频谱管理计划包括联合作战力量对电磁频谱的协调、控制和使用,其内容必须与作战行动计划相协调;频谱使用计划包括联合作战各部队的频段分配、使用时间、地域、保护频率及限制频率等内容。

3402008年第4期图2　频谱管理方案制定流程2　美军频谱管理现状与发展趋势2.1　美军频管发展概况 美军在研制战场频谱管理系统方面起步较早,从20世纪70年代起,就陆续开发了一系列的频谱管理系统。

1999年,美军在《联合频谱构想2010》(JS V2010,j oint s pectru m visi on 2010)中,提出全方位、全频段频率管理,要求为无线电导航、定位系统、雷达系统、遥测系统、通信系统、多谱传感器系统、定向能量武器系统等提供有效的频谱接入。

在《联合构想2020》(j oint visi on 2020)中指出,“解决频谱管理问题是实现实时、可靠、整合的GI G 能力,实现主宰机动、精确打击、聚焦后勤和全维防护的关键……可有效消解国内、国际、民用频谱需求对军事信息系统频谱接入的严重威胁和频谱冲突”。

随后,又发布和修改了一系列的纲领性文件,提出了其21世纪频谱管理的指导方针和全方位、全频段频率管理的需求。

2002年,美国防部提出了增强军事频谱管理能力的四大战略措施,其中重要的两个措施包括改进频谱管理业务过程和通过技术革新改进频谱利用,具体目标包括开发综合的电磁频谱管理体系结构,以支持联合作战环境对电磁频谱的需求,提升动态环境下电磁频谱管理决策支持的能力,提高电磁频谱管理的效率和自动化能力等。

2006年8月,美军发布了《网络中心频谱管理战略》(Do D net 2centric s pectru m manage ment strategy )。

提出了“网络中心战”(NC W ,net w ork centric warfare )概念来概括信息化时代军事领域涌现出来的各种新变化。

NC W 对部队网络化和信息共享及协作的高度依赖,使得在恶劣的战场电磁环境中对电磁频谱的有效利用和控制成为成功实施NC W 的前提条件,同时也导致战场频谱管理面临前所未有的挑战,传统的静态、集中式的频谱管理模式已不能适应NC W 的需要。

2007年5月,美国防部发布修改的《电磁频谱管理战略计划》(depart m ent of defense electr omagnet 2ic s pectrum manage ment strategic p lan ),提出了美国防部电磁频谱管理和E3控制的目标和相关的战略与目标,强调进行国防部频谱管理变革。

国防部频谱管理体系结构(DS MA ,defense s pectru m manage ment architecture )是依据美国国防部体系架构框架(DoDAF,depart m ent of defense ar 2chitecture fra me work )而开发的,对国防部频谱管理变革进行清晰描述。

DS MA 给出了网络中心环境下频谱管理的未来视图,并详细描述了目前和未来的业务过程及期望的频谱管理能力,其最终的目标是实现GE MSI S,为美军提供从传感器到射手的实时无冲突的频谱接入。

截止2007年底,美国防部不断对DS MA 进行的调整,以反映频谱管理的发展方向并提出相关的支撑技术。