信息对抗技术简介
摘要:随着信息对抗技术在军事领域的广泛运用,其发展速度显著加快。本文对信息对抗的历史进行了回顾,探讨了当前信息对抗技术的主要方法,特别是对通信对抗技术进行了深入阐述。
关键词,信息对抗通信对抗
1,信息对抗的历史
信息揭示了物质运动的状况及其模式,在人类进行的战争事务中始终扮演着关键角色;要想在战场上战胜敌人,必须全面且高效地掌握战场信息,正如俗语所说:“了解自己和对方,百战都能安然无恙。”
信息对抗涉及敌对双方在信息领域的竞争行为,其核心在于争夺信息资源,确保在信息获取、传输、处理及运用方面占据主导地位,并旨在干扰对方的信息获取、传输、处理及运用,从而为限制或赢得战争提供有利条件。因此,信息对抗始终围绕信息获取、信息传输、信息处理以及信息应用等方面进行。交战双方必须采取策略,要么设法阻挠对方获取准确情报,要么对信息传递进行干扰、截获,要么让对手在信息洪流中迷失方向,难以有效处理,要么令其无法正确运用已处理的信息。
自战争诞生以来直至20世纪初,信息获取始终是信息对抗的核心所在。在古代,受限于科技发展水平,人类在获取、传递、处理及运用信息方面的能力和方法极为有限。那时,人们主要依赖肉眼观察和耳朵倾听来获取信息。在战场上,信息的传递主要依赖锣鼓、旌旗、风标、号角、信鸽以及烽火台等工具。信息获取的严重不足,导致只要一方能够稍微多掌握一些信息,就能转化为显著的作战优势。以赤壁之战为例,孙刘联军对天气状况的精准判断,正是他们能够以少胜多的关键因素。
无线电技术的问世使得信息对抗的中心从信息搜集转移到了信息传输。一旦交战双方在信息传输的较量中获胜,便能够迅速获取至关重要的情报(在此之前,获取此类情报往往需要开展广泛的侦察以及深入的分析与判断),这显著增强了信息对抗的作战效率,对战争全局的胜利产生了至关重要的推动作用。在1904年的日俄冲突中,俄国舰艇上的无线电操作员运用无线电技术实施干扰,导致日军通信系统瘫痪,迫使敌军未战先溃。这一历史事件标志着信息传递成为战争焦点时代的开端。在随后的两次世界大战期间,双方围绕信息传递展开了惊心动魄的“密码战”,戴维·卡恩曾言:“世界的命运实际上操纵在那些密码破译者的手中。”
在20世纪70至80年代,微电子与计算机技术迅猛进步,催生了新一轮的技术革新。这一以信息技术为核心的新技术革命,对战争中的武器装备及作战方式产生了深刻的变革,进而引发了战争形态的根本性转变。其中,信息对抗领域受到的冲击最为显著,变革速度也最为迅速。在信息化时代,信息的搜集与传播变得更为便捷,技术手段从被动转向主动,涵盖了从可见光到整个电磁波谱的广泛范围,不仅包括水下、地面,还扩展至空中乃至太空,实现了全方位、全领域的覆盖。与此同时,探测器的种类、功能、数量以及应用层次都经历了显著的演变。无人机搭载的合成孔径雷达能够实现0.3米的精确侦察,机载监视雷达的作用范围可扩展至300千米,而星载红外预警系统能够探测到数百公里以外的导弹发射和机群动向,声纳的作用距离更是可达数千海里……随着这些先进情报侦察手段的广泛应用,战场信息短缺的时代已经宣告结束。人们获取的战场信息将不再稀缺,而是转变为海量,甚至可能过剩。然而,这同时也引发了诸多问题,诸如虚假与真实信息的交织、不同来源信息的相互冲突或互补。若无法对这些信息进行有效处理,它们将如同汪洋大海一般将人淹没,使人陷入新的战争迷雾。因此,信息的处理逐渐成为了信息对抗的核心焦点。
2,当代信息对抗技术手段
信息技术的发展迅猛,并在军事领域中得到了广泛的应用,这为信息对抗技术的创新和扩展提供了坚实的物质基础。正如俗语所说,“道高一尺,魔高一丈”,每当一项新的信息技术问世,不久后便会有相应的对抗技术随之产生,并在边缘学科与交叉学科的指导下,研发出各式各样、丰富多彩的信息对抗策略。
2,1电子对抗技术
自贝卡谷地之战始,历经海湾战争,直至科索沃战争,电子对抗武器系统在冲突中扮演的角色愈发关键,它被赞誉为现代高科技战争中的“守护者”以及武器效能的“放大器”。电子技术在军事领域的广泛运用催生了电子对抗技术的飞速进步,这一技术已从最初的雷达和通信对抗等基础手段,不断延伸至导航、引信、敌我识别、制导武器、光电和水声等多个对抗领域,甚至涵盖了正处于研究阶段的C4I对抗技术。电子对抗技术不仅在软杀伤手段上实现了拓展,而且在电子攻击的硬摧毁能力上持续增强。这主要体现在两个方面:一是通过研发新的测向定位技术,以及新型目标捕获打击引导系统和提升导弹导引头的性能,来提高反辐射武器的目标打击精度;二是成功开发了多用途反辐射武器,并研制了新型电子攻击武器。例如,美军正在研发的“小型空中发射诱饵”装置,它既能携带电子战负荷进行欺骗,也能装载高爆炸性弹头,成为具有硬摧毁能力的杀伤性武器。
2,2网络对抗技术
在全球计算机网络空间的信息竞争中,众多军事大国都将焦点集中在具备攻击与防御功能的网络对抗技术上。美国在网络安全攻防领域做了全面准备,并在其《联合作战科学技术计划》中具体阐述了与网络对抗紧密相关的多项核心关键技术。美军主张拓展多样化的网络攻击策略,首先包括计算机病毒,比如能在短时间内大量自我繁殖的蠕虫病毒、在引导区和硬盘内定时触发的执行程序病毒、特洛伊木马和逻辑炸弹等;其次,是黑客工具、网络分析设备、破解密码以及设置让对方难以追踪的网络陷阱;最后,是新型的攻击方式,例如有预谋地修改或使用集成电路芯片,并在关键时刻启动的芯片陷阱,以及能收集情报或破坏敌方电脑与供电系统的微米或纳米机器人。
同样,网络防御必须得到充分关注,它是网络对抗领域的核心组成部分。首先,涉及网络安全技术的多个方面,比如网络安全的设计与评估、监控与警报、安全协议、密钥的安全管理以及信息环境的安全等;其次,还包括网络防护技术,这涵盖了信息设施的防护措施、病毒免疫卡的使用、防电磁技术(如屏蔽和干扰)、访问控制、数据追踪、辐射探测器的应用,以及反情报和反欺诈等策略。
2,3智能化技术
人工智能与人工神经元网络技术在电子对抗信号处理领域得到应用,显著增强了信号筛选与识别的效能和稳定性。近年来,国内外科研机构纷纷加大研发力度,并已取得显著进展。以英国海军部研究中心为例,他们研发了一款名为“海上监视”的辐射源识别处理器,该处理器运用专家系统算法,成功实现了信号筛选与识别功能。人工智能技术的进步推动了无人机作战效能的飞跃,它们不仅能够独立执行电子侦测、电子干扰及反辐射摧毁等传统电子战任务,而且正逐渐走向与作战飞机的协同作战信息对抗技术,既能承担侦查职能,亦能执行攻击使命。这种趋势预示着无人机有望替代现有的“机载预警与控制系统”以及“联合监视与目标攻击雷达系统”,进而构建新一代的战场监视体系。
2,4新概念技术
在新技术的发展领域,需确保信息化武器系统兼具“硬摧毁”和“软打击”的双重效能,这包括开发高能电磁脉冲辐射技术、大功率激光武器以及无线注入计算机病毒等前沿概念性技术。
高功率微波源技术的重大突破促使高功率微波武器从实验阶段迈向实用阶段。目前,电磁脉冲弹和用于近距离战术的较低功率多脉冲发射装置已成功研发,且正朝着战略应用所需的大功率发射装置方向发展,其对未来战争的影响无疑将是深远的。
美国军方的高能激光武器系统进展迅猛,即将投入实际试验阶段。该系统的输出功率高达2.2兆瓦,作用范围可达到20公里。它能够有效应对敌机及巡航导弹的威胁,并计划用于抵御战略及战术弹道导弹的攻击。激光武器预计将成为未来太空作战中不可或缺的关键武器系统。
计算机病毒注入技术正逐步从实验室走向实战应用,预计将成为未来战争中的重要武器。美军已着手研发能够将计算机病毒远程植入飞机、坦克等战术系统的设备,这些设备能在关键时刻误导或使敌方电脑系统失效,被称作“计算机病毒炮”。这一新型信息对抗武器具有巨大的发展潜力,已引起全球各国的极大关注。
3, 通信对抗简介
通信对抗涉及敌对双方在电磁频谱上的竞争,旨在通过实施侦察与干扰措施,对敌方通信及指挥网络造成破坏,并确保我方电子信息系统持续稳定运作。
3, 1 通信侦察
通信对抗侦察的周密组织是通信对抗的根本所在,也是其不可或缺的要素。若缺乏精确且细致的通信对抗侦察,便无法实施有效的通信干扰与电子防御措施,进而无法在通信对抗中抓住机遇、掌握先机并最终取得胜利。以海湾战争为例,美军之所以能实施高效的通信干扰,主要得益于平日及战前的通信侦察工作,以及其拥有的先进通信干扰系统。战前,美军及其盟友早已布置了电子情报力量,中东全域笼罩在情报监控之下。借助侦察卫星、窃听卫星、地面无线电监听设施、预警机和电子侦察机等构成的情报网络,迅速掌握了伊拉克军队在短波、中波、长波和超长波频段上使用的频率、信号特征及电台具体位置,为战时实施有效的通信干扰和空袭通信节点提供了有利条件。在未来的信息化战场之上,信息技术的进步显著增强了通信系统的整体性能,具体体现在:通信网络的构建方式变得更加多样,信号特征愈发复杂多变,从而在时间、空间和频率维度上,对目标的截获、识别、分析、测向和定位工作带来了更大的挑战。一方面,新体制通信装备(系统)诸如加密技术、高速传输、跳频通信、扩频技术、自适应功能和天线调零等功能的广泛应用,对通信对抗侦察的能力提出了更高的要求;另一方面,综合通信系统的问世,使得战场上的联系变得更加紧密,这无疑将使得通信对抗的“施展”空间愈发狭小。为此,我们必须充分运用通信对抗侦察的引领功能,综合运用多种侦察方法,通过和平时期与战时大量侦察情报的累积,揭示敌方通信系统的弱点,从而为实施通信干扰和火力打击等作战行动提供情报支持。
3, 2 通信干扰和抗干扰
现代通信对抗领域涉及多种干扰技术,如针对多个目标的干扰技术、基于空间功率合成的干扰技术、专门针对跳频通信的干扰手段、干扰卫星通信的技术以及利用炮射干扰弹对敌方通信进行的干扰等。
3( 2) 1多目标干扰技术
多目标干扰技术通过一部干扰设备,对多个通信目标实施有目的的同步或快速切换干扰,这种技术不仅具备窄带干扰的精准定位优势,能高效运用干扰资源,还能对多个并发工作的目标信号实施精确干扰,有效解决了拦阻式干扰的盲目性问题,并且不会对自身通信造成干扰。多目标干扰技术可以通过采用相加合成干扰方法、实施时序干扰策略以及进行多参数波形优化等手段来加以实现。
3( 2) 2空间功率合成技术
在通信干扰过程中,为了有效遏制对手的通讯,有时不得不发射出较高的干扰能量。然而,由于器件性能的局限性,干扰设备的功率放大器在增益和效率方面都相当有限。在VHF频段,其功率放大器通常只能达到千瓦级别,而在微波频段,一般也只能达到百瓦级别。为了提升射频干扰功率,人们开始逐步引入基于雷达相控阵技术的空间功率合成方法。空间功率合成技术的核心在于,通过N个单元天线同步向空中发射电磁波,并通过对这些天线输入信号的相位进行精确调整,确保N个信号在目标接收点达到时相位相同,进而使得该点的N个信号场强能够实现同相位叠加,从而达成空间功率合成的效果。
3( 2) 3对跳频通信的干扰技术
针对跳频通信系统的干扰,可以运用频率跟踪干扰以及覆盖整个频段的阻截干扰等方法。频率跟踪干扰需对跳频信号的频率变动进行追踪,以确保大部分干扰能量能够抵达目标信道。只有当干扰信号在某一载波频率上的作用时间至少是信号主要传输时间的一半,干扰才算成功,因此这种方法对跳频速度较慢的通信系统尤为有效。此外,另一种同样有效的干扰手段是实施全频段拦阻式干扰。在实际情况中,只需对大部分频道实施有效的干扰,便能取得显著的干扰成效。此类干扰手段需要干扰设备的功率相对较高,通常需借助超大规模功率合成技术来达成。
3( 2) 4对卫星通信的干扰技术
卫星通信所依赖的微波技术,构成了一个独特的微波中继网络。这种通信方式具有传输距离长、通信能力强的特点,信号带宽宽广,信道参数保持稳定。通常情况下,空间干扰能够对卫星通信系统造成干扰。鉴于卫星通信的发射功率较低,天线方向性较弱,因此仅需利用飞机或其他飞行器搭载干扰设备,在该区域上空盘旋并达到一定高度,便能够对该区域的卫星接收设备实施有效的干扰。对使用直扩频技术的卫星通信系统,可以实施梳状干扰拦截。而对于运用激光通信技术的卫星,则可通过投放遮蔽物来中断激光通信信息对抗技术,但需确保该遮蔽物被投放到激光束的路径上,并能够有效阻断视线距离内的通信。
3( 2) 5炮射干扰弹对敌通信的干扰
炮弹发射干扰装置,通过火炮将其一次性无线电通信干扰设备投射至指定区域,以此对敌方无线电通信网络进行电子干扰,属于一种特殊用途的弹药。炮射式干扰弹不受气候及地势因素的制约,能够随时投入战斗。其干扰效果持久,落地型炮射干扰弹的干扰时长可达一小时。在面临敌方火力威胁时,使用此类干扰弹风险较低。即便在缺乏电子侦察能力的情况下,它也能发挥作用。此外,它能够对广泛的频率范围进行有效压制,且准备时间极短,与常规榴弹的射击准备时间相仿。在执行战斗任务时,需将发射干扰弹的策略集中在战场的关键区域、关键时刻以及关键目标上。
4, 结束语
本文重点阐述了信息对抗的发展历程以及当前信息对抗领域的关键技术,同时对于与专业紧密相关的通信对抗技术进行了较为深入的探讨。