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频谱机动战:改变游戏规则

战略前沿技术  · 公众号  · 军事  · 2024-08-17 21:30

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来源:电波之矛

作者:Bombastic


自美国国防部(DOD)发布《2020 年电磁频谱优势战略》以来,很多人都在思考 “机动思维 ”的含义,以及可以采取哪些行动来实现这一目标。

首先,将“机动 ”一词用于频谱,也即承认了辐射电磁能(以电磁频谱或 EMS 度量)本质上是物理的,人们可以以任何其他物理领域(如空中、陆地、海洋或太空)常见的方式进行移动、隐藏或探索。在军事背景下,机动还承认我们的对手想要剥夺我们在这一物理空间内的机动的能力。简而言之,在当今的冲突中,一个国家的频谱行动可能会遭到抵制、挑战和争夺。基于这一点,在军事背景下,人们会说频谱是一个作战空间,在这里双方相遇并争夺对频谱的主宰。有人甚至更进一步说,频谱战场是决定性的,是控制每个传统物理领域的关键决定因素。换句话说,如果失去对自身频谱领域的控制,就将失去对其它领域的控制。

全球媒体每天都在报道有关频谱争夺战的新闻。在乌克兰,这场冲突对工程师来说是一场 “猫鼠 ”游戏,他们必须迅速对无人系统(UAS)重新编程,以应对俄罗斯的电磁战(EW),后者正试图通过发射高功率射频信号(干扰)来阻止乌克兰使用频谱。在加沙,居民们抱怨说,在冲突之前,他们的手机网络很不稳定。据说现在情况更糟,通讯中断阻碍了援助组织和紧急救援人员的工作。对于未来大国之间的频谱争夺战来说,上述这些例子都只是冰山一角。

认识到无形的频谱空间争夺战与机动思维存在重要关联。此外,“旧的业务方式”,即分层的组织将频谱分割并分配给对带宽要求极高的客户,这种管理思维是非常不恰当的。与管理思维相对立的是机动思维,它是在现代冲突中取得成功的必要条件。从传统意义上讲,问题不在于技术,而在于政策和思维。如今,软件定义无线电、机器对机器通信和接口以及大口径天线已被广泛使用。然而,这些政策仍然旨在支持频谱管理和频率分配方法。

还有另一种方法。军事指挥通常采用两种结构:集中式和分散式。在集中控制中,人们通过集中决策和明确的指令对部队进行指挥来寻求统一行动,而分散式控制则通过参与式决策和下属对总体目标的承诺来寻求统一行动。每种指挥类型为都以不同的方式管理战争中的混乱局面。集中控制强调战术执行过程中自上而下的控制和规划。分散式指挥,有时也称为否定式指挥,强调领导力和下级的主动性。

频谱作战中的去中心化控制与今天的控制方式截然不同。与其由中央机构向各组织发布离散的无线电频率(RF)分配,不如颁布左右限值(频率区间),包括禁止频率,即不可干扰的频率。这样,软件定义的无线电、雷达和设备就能充分发挥其潜能:能够近乎实时地进行即时调整。从小范围来看,频谱相关系统(SDS)已经实现了这一点,例如 F/A-18 超级大黄蜂战斗机的先进电扫阵列(AESA)雷达。在飞行前规划期间,飞行员和武器系统操作员(WSO)会预先为 AESA 设定频率工作区间和禁用频率。在飞行过程中,AESA 会根据天气、环境干扰等环境因素自动调整到最有效的工作频率。这种自动化的结果是大大减轻了机组人员的负担,减少了干扰,并显著提高了作战效率,总体的效益也将是巨大的。

未来边缘节点的用频冲突不受技术限制,更多的是受政策限制。今天的频谱政策支持昨天的集中指挥方式。美国及其盟国要想在下一场冲突中取得胜利,军事 SDS 就必须采用去中心化的方法,根据当前形势和环境动态获取频谱。固定的频率分配会给对手带来明显的优势。频谱敏捷系统极大地使敌方阻止联合部队作战能力的能力复杂化,甚至有可能成为每个传统领域内控制和结果的决定性因素。

向完全自主的频谱系统过渡极为复杂,需要高层领导的参与,以及采取慎重而有条不紊的方法。当务之急是,负责需求、监督、频谱操作和研究/工程的领导机构必须认识到完全自主的 SDS 的必要性,并为实现未来状态创造途径。例如,联合需求监督委员会(JROC)可以为 SDS 制定要求和标准,使其在不受干扰的基础上,在空间、时间和频谱可用空间内自主运行。根据这一要求,国防部首席信息官(DOD CIO)可与美国监管机构(如国家电信和信息管理局(NTIA)和联邦通信委员会(FCC))协调,进行试验性宽带接入。

国防信息系统局(DISA)可更新电磁作战管理-联合(EMBM-J)的需求,将指挥与控制(C2)模块纳入其中,该模块能够规划和评估动态频谱接入系统,并向组件命令下达武器系统任务编程命令。一旦确定了需求,国防部负责研究和工程的副部长办公室就可以重新确定其计划的优先次序,并将大规模动态频谱接入行动纳入其一系列创新驱动演习、行业激励和技术评估中。美国战略司令部(USSTRATCOM)作为国防部新的联合电磁频谱作战“作战负责人”,通过评估演习和训练来发挥宝贵作用,以评估将完全自主的动态频谱接入能力纳入当前作战所需的变化(包括最佳实践、经验教训等)。在国防频谱企业自上而下的领导下,可以实现向大规模去中心化、动态接入SDS的推进。

国防工业基础具有无限的可能性,只需要正确的引导。国国防部频谱企业领导层迫切需要在电磁频谱作战中实现这种 “登月 ”式的飞跃,这可能会影响各个领域的结果。


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