第1章 緒論

1.1　研究背景及意義

當今世界正處于和平與發展的歷史趨勢中，大規模全要素沖突的戰爭很難爆發。但是區域性的不確定性因素仍然較多，特別是霸權主義國家依靠具有戰略意義的高價值作戰平臺，威懾其他國家以形成軍事實力上的壓制和脅迫，進而影響國家安全與利益。在海洋方面，航母戰斗群作為能夠影響甚至決定區域局勢的獨立戰斗序列，是具備戰略制衡和攝控作用的關鍵作戰單元；在天空方面，預警機群是活動的空中雷達站和空中指揮控制中心，是搶奪戰爭信息權進而全面領先對手的必要因素。

為避免軍事威懾和形成反介入/區域拒止的非對稱作戰能力，針對高價值目標智能化聯合作戰必須具備穩定可靠的探測與打擊能力。與此同時，當今及未來智能化聯合作戰還具有如下特點：①戰場涉及的資源、作戰活動、作戰樣式多，作戰要素、信息和作戰活動之間的關系復雜；②戰場廣闊，戰場資源種類多、屬性各異、地域分散；③在信息化、智能化、集群化條件下作戰行動的快節奏，作戰情況的多變性，作戰任務的不確定性和突發性，使得戰斗過程中資源管理、決策方案動態生成和實時調整的時間非常有限；④多樣化的作戰樣式和激烈化的敵我對抗雙方，加上海量戰場態勢信息，使得資源配置與決策過程復雜化[1]。受平臺基礎限制，單平臺雷達的探測性能及規模化打擊能力已遠遠難以適應新戰爭形勢和作戰任務的需求。因此，在進入立體、全維、全域作戰時代的今天，機載網絡化雷達是現代高技術戰爭與信息戰的必然要求，同時也是未來精確打擊武器系統發展的必然趨勢。從戰爭形態的演變與發展規律可以看出，體系對抗與作戰系統網絡化是當今及未來高技術戰爭的特點，信息戰和電磁戰將貫穿戰爭始終，依賴網絡化的戰場系統，通過多平臺機載網絡化雷達信息融合為指揮員提供實時、透明的空間感知。機載網絡化雷達可從多視角、多維度提取目標特征信息，使作戰部隊能夠完全掌握滿足戰術和戰略任務需要的所有數據[2-5]。另外，機載網絡化雷達通過采取合理有效的協同策略，借助作戰資源統籌管理配置，提高了戰斗機編隊的戰場生存能力與突防能力，在察打一體、飽和攻擊等戰術應用中具有獨特優勢。因此，機載網絡化雷達是未來戰術體系對抗發展的必然趨勢，它能夠充分發揮各種探測資源、探測體制優勢，提升信息獲取的準確性、穩健性及武器平臺的態勢感知能力，并在復雜電磁頻譜環境中形成對敵作戰優勢。

然而，隨著智能材料與電子技術的發展，各種先進的敵方無源探測系統與無源探測模式對我軍雷達系統形成了越來越嚴峻的現實威脅[6-8]。無源態勢感知、電子情報（Electronic Intelligence，ELINT）系統、信號情報（Signal Intelligence，SIGINT）系統、電子支援措施（Electronic Support Measures，ESM）、雷達告警接收機（Radar Warning Receiver，RWR）、反輻射導彈（Anti-Radiation Missile，ARM）等無源探測系統自身不輻射電磁波，而是通過接收敵方雷達輻射的電磁波來實時獲得雷達位置和身份屬性等參數，具有作用距離遠、隱蔽性強、不易被發現等優點，極大地威脅著雷達系統的戰場生存能力和突防能力[9]。射頻隱身技術是指雷達、數據鏈、高度表、電子對抗等有源電子設備射頻輻射信號的目標特征減縮控制技術，目的是增大敵方無源探測系統截獲、分選、識別、定位的難度，實現有源電子設備相對于敵方無源探測系統的“隱身”。雷達探測系統是否具有射頻隱身性能，不僅取決于雷達的工作模式和敵方無源探測系統的工作性能，還與它們兩者之間的空間幾何位置關系和博弈對抗密切相關。與雷達隱身、紅外隱身、聲隱身等技術不同，射頻隱身技術需要在滿足目標探測跟蹤性能和作戰任務要求的條件下，最大限度地降低雷達系統的射頻輻射特征。

2016年，美國國防高級研究計劃局（Defense Advanced Research Projects Agency，DARPA）開展了可擴展到數百個節點且能在干擾環境下高效工作的傳感器組網方案研究，認為傳感器網絡要采用新的射頻隱身技術以提升其在對抗環境下的生存能力[10]。2017年10月，美國戰略與預算評估中心發布了《決勝灰色地帶——運用電磁戰重獲局勢掌控優勢》研究報告，這是該中心繼2015年12月推出《決勝電磁波——重塑美國在電磁頻譜領域的優勢地位》之后圍繞電磁戰的又一研究力作[11]。報告指出，為了重新獲得美國對灰色地帶局勢的掌控優勢，不僅要采用“系統之系統”作戰，通過實現大型傳感器陣列和有源或無源對抗裝備的網狀網絡互連，擴大傳感器的作用范圍及在對抗區域邊緣作業平臺的覆蓋范圍，還要利用無源輔助工作模式，在對抗空間中保持“靜默”。當前，美軍正通過網絡化技術，實現各射頻裝備共享傳感數據和電磁作戰方案，明確各裝備執行的具體任務及其相應的部署位置，并能夠使用低截獲概率（Low-Probability of Intercept，LPI）數據鏈與相鄰的射頻裝備進行通信與協調行動，從而實現電磁作戰行動的網絡化和多域化。2018年11月，BAE系統公司宣布獲得DARPA價值920萬美元的合同，以開展“射頻機器學習系統”項目研究。BAE系統公司將開發新的由數據驅動的機器學習算法，以識別不斷增長的射頻信號，利用特征學習技術鑒別信號，為美軍提供更好的射頻環境感知技術。2020年4月，德國亨索爾特公司宣布，已成功研制了一種基于人工智能的模塊化機載電子戰系統，被稱為“利器攻擊”，該系統采用數字化硬件和人工智能算法來探測雷達威脅，并采取針對性的對抗措施，能夠在不同作戰距離拒止敵方的火控雷達，保證作戰飛機的行動自由。2021年1月，俄羅斯哈巴羅夫斯克邊疆區政府表示，第五代蘇-57系列戰斗機的第一架已轉交南部軍區某航空團，表明蘇-57戰斗機開始正式在俄空天軍服役，俄羅斯也由此成為世界上第三個正式裝備自主研發隱身戰斗機的國家。另外，近年來，亞太地區尤其是東北亞地區的安全形勢日益緊張，日本、韓國、澳大利亞等多個國家開始大量采購、裝備第五代戰機，美國也在該地區部署了數量眾多的五代機，F-22和F-35隱身戰斗機編隊多次出現在美日韓舉行的聯合軍演中，對亞太地區的安全局勢構成了嚴重威脅。

由此可見，射頻隱身技術已經受到了國際諸多軍事強國的高度重視，具有重要的戰略意義和軍事應用價值。機載網絡化雷達若不采用合理的射頻輻射控制技術管控電磁波的輻射，極易被幾百千米外的敵方無源探測系統發現，這也使搭載平臺的雷達隱身和紅外隱身失去了意義[12-14]。為了提升機載網絡化雷達在對抗敵方無源探測系統時的效益，形成對敵作戰優勢，開展面向射頻隱身的機載網絡化雷達資源協同優化技術研究勢在必行，且該技術的研究具有重要的現實意義和廣闊的應用前景。