首发 | 美国国防部《电磁频谱优势战略》发展分析
导 语
美国2021财年国防授权法案（FY 2021National Defense Authorization Act）指出：美国国防部必须在2021年3月底制定出可执行2020年10月通过的《电磁频谱优势战略》（Electromagnetic Spectrum Superiority Strategy）的具体计划，并在两年内缕清并整合国防部内所有执行电磁频谱作战（EMSO）的部门职责。据军事专家推测，美军极为可能成立一个执行电磁频谱作战任务的全新部门，以取代目前执行多数电磁频谱作战任务的战略司令部（STRATCOM），此举显示出美国国会对国防部在大国竞争背景下应对电磁频谱对抗的能力并不满意。该决议也显示出国会倒逼美军在电磁频谱作战领域进行改革的决心。因此，本文旨在分析美军如何在大国竞争成为常态背景下应对电磁频谱新型挑战的措施及其影响。
▲图1：美国防部于2020年10月29日发布的新版《电磁频谱优势战略》
01
美军增强电磁频谱作战能力的手段分析
（1）强化电子战与电磁频谱管理的融合
美军传统的电子战分类以“电子攻击”（Electronic Attack）、“电子防御”（Electronic Protection）和“电子支援”（Electronic Support）这三大组成部分为主，而这种搭配长期以来忽略了电磁频谱的协调和分配工作。随着技术水平的进步，民用设备使用电磁频谱的能力和需求快速增长，这使得美军在演训期间经常受到民用设备的电磁干扰，民商用系统与军用系统争抢频谱，甚至对美国的国家安全造成了一定的影响。例如，使用“毫米波”（mmWave）频段的5G基站，其覆盖范围只有使用Sub-6GHz频段的四分之一左右。且由于使用“毫米波”频段技术的5G通讯基站铺设成本较高，因此各国民商用通讯的发展皆将Sub-6GHz频段技术作为优先选择。但美国却是其中的例外，其原因在于美国的Sub-6GHz波段早已被美军所占用，美国的通信运营商被迫使用运营成本较高的毫米波段。2020年初，美国卫星通信公司Ligado曾向美国联邦通信委员会申请（Federal Communications Commission，FCC）提出Sub-6GHz 5G的开发申请，但由于商业公司对Sub-6GHz频段的开发将影响GPS卫星的运作，因此该申请遭到美国防部的强烈反对。美国为了维护军事安全而不向商业通讯公司开放Sub-6GHz频段作为5G民用化的技术，最终使得美国在5G通讯技术上落后于中国，而这进一步引发了更为严重的国家安全问题。
▲图2：美军电磁频谱作战组织构架示意图
在电磁作战环境早已由过去美军占有独特优势与畅通进入（unimpeded access）权限等情况逐渐向具有“高强度对抗性”与“拥挤受限”等特点的复杂电磁环境转变的背景下，美国防部认为应对具有全新特点的复杂电磁环境需要引入“频谱管理”（EMSM）机制，抛弃过去一味强调电子攻防的战法。这种做法意味着美国防部希望通过协调与分配，让美军在电磁频谱领域的军事作战行动与民用商用的技术发展相辅相成，而这也是美国防部2020年底发布《电磁频谱优势战略》的主要目的之一。
▲图3：《TP 525-8-6美陆军赛博空间与电子战作战概念2025—2040》手册
此外，新战略的发布也代表着美军正在改变传统上将电子战与电子频谱分离的管理模式，凸显美将建立一套电磁频谱分享与管理机制，力求在不妨碍美军在电磁频谱领域自由行动的条件下，满足美国经济和科技发展的需求，以支援美国国家安全，保持美国在科技领域优势的核心目标。
（2）发展低至零功率的电子战能力以突破对手的区域拒止
美军认为，其目前在电磁频谱作战领域主要遭到中俄两国的挑战。由于美军的陆海空天联合作战模式高度依赖网络与卫星通信技术，为应对美国咄咄逼人的挑衅与进攻，瞄准敌人弱点，近年来，中俄两国着重发展本国在太空、网络和电磁领域的干扰能力，以期能够挫败美军的挑衅与进攻。此外，美军自冷战结束后的作战模式常以远距离的“海外作战”为主，维持作战部队与本土指挥部通信而使用的大功率电子战设施很容易被中俄两国侦测，这样一来，美军长期以来在电磁频谱领域的长项反而变成了中俄两国进行反制的弱点。因此，美军近年来努力发展“低至零功率”新型作战概念，即使用“无发射源模式”（non-emissive mode）或发展低截获率技术，其中包括可以控制波束方向、宽度、辐射功率、电磁信号频率能力的发光二极管或镭射设备，通过分布在不同位置的作战单元，以无源侦测或多地探测等方式，在降低己方被侦测率的情况下定位敌人的电磁发射源，从而进行干扰与反制。
02
美军电磁频谱作战发展走向分析
（1）美军不会将电磁频谱领域作为独立战场使用
为有效应对中俄两国在电磁频谱作战领域的挑战，美军曾希望将网络空间领域作为独立战场的成功作战经验复制到电磁频谱领域之上，将电磁频谱视为一个全新的独立作战领域，并对该领域的未来作战构想与理念进行全盘规划，开发全新的装备与技术，从根本上解决中俄两军在该领域的挑战，使美军获得持久性的竞争优势。因此，美军自2015年起便多次公开组织研讨会，邀请多领域专家就开辟电磁频谱领域作战等有关问题就行探讨，并于2018年发布《2018年电磁作战空间》指令。2019年美海军则以部长令的形式将电磁频谱确立为“发展完备的作战空间”（full-fledged warfighting domain）。2020年3月，美空军参谋长更是以军种准则备忘录的形式，将电磁频谱确立为与陆、海、空、天、网络五大领域并列的作战领域。
尽管电磁频谱具有作为独立作战领域的潜能，且美军内部对于建立电磁频谱独立作战领域的呼声亦十分强烈，但美国防部却未能把握时机推动该项决议，而且原先预期负责规划电磁频谱作战的部门也迟迟不见踪影。因此就目前最新的发展状况来看，美军已不打算再将电磁频谱作为一个独立的作战领域进行建设，而是通过隶属各军种下的“联合小组”（joint groups）来执行电磁频谱作战的相关任务。但是，电磁频谱本身的特殊性同时也是促使美军决定维持现状的原因。毕竟，电磁频谱在本质上属于战略资源，是整体作战环境的组成要素，实质上很难与其他作战领域分割。而美国防部关注的重点也是如何确保美军在电子对抗环境下，持续享有特定关键军事电磁频谱畅通进入和使用的权限，而这也是美军陆海空天网络融合为一进行多域作战的关键，因此，在可见未来情况内，笔者预测，美军不会将电磁频谱作为单一作战域进行建设，而是将其作为五大作战域的支援因素进行配合，即发挥为美军多域战提供保障的作用。
（2）电磁频谱与人工智能结合进行精准电子打击将成为美军电子战主流
从以往的电子战案例分析来看，传统的电子战模式有两大缺陷：一是战场上搜集到的敌方雷达信号或无线电信号通常需要后方作战保障人员进行为期数月的分析，才能得出有利于前线部队进行电子战的相关情报；二是传统电子战系统在“战场态势感知”方面的精确度不足。而为对敌方实施有效的电子干扰与反制，我方部队就必须依靠大功率电子战设备进行压制，但这种做法无疑相当于在敌我混杂的战场上派遣轰炸机编队进行无差别轰炸，最后造成敌我双方都有伤亡的情况。此外，尽管美军在历次战争中使用大功率电子战设备针对敌人的电子压制取得了不错的成效，但在与大国的电子战博弈中却显现出一系列的问题，例如：1.大功率的电子干扰信号易引来敌人的反辐射导弹打击；2.大功率电子战设备体积过大，这样进一步缩小了载具的运输范围，且展开与收缩时间较长，被敌人侦测的几率增加；3.无差别对敌我双方电子设备进行杀伤，造成我方装备的误伤。
因此，为解决上述问题，美国国防部委任国防部高级研究计划局开启“自适应雷达对抗”项目（Adaptive Radar Countermeasures），希望通过此项目将人工智能和机器学习等技术引进电子战之中，借助人工智能分析侦测到的海量电磁数据信息，并从中快速准确分析出可用数据，对敌方下一步的行动进行预测，进而协助战场指挥员选取最优的电子攻击/反制措施。此外，“自适应雷达对抗”还能大大提高电子战设备的“战场态势感知”能力，在复杂多变的电磁环境中精确定位敌人的电子信号来源，用对敌目标进行精准打击取代以往依靠大功率电子战设备进行压制的做法。