复杂电磁环境基础知识

批准人：年月日复杂电磁环境基础知识教学提要课目：复杂电磁环境基本知识介绍目的：了解复杂电磁环境形成过程，弄清其基本概念，明确现代战争中电磁环境对作战通信的主要影响，为后面学习复杂电磁环境的构建、战法与训法以及组织实施复杂电磁环境下的通电对抗训练打下基础。内容：1、无线电通信与电磁环境的形成2、西北战区面临的电子威胁3、复杂电磁环境的基本概念4、复杂电磁环境复杂程度分类5、复杂电磁环境构建的基本方法6、研究复杂电磁环境的意义时间：小时方法：理论讲解地点：多媒体教室要求：（略）器材保障：（略）授课进程授课准备……………………………………………分钟1、清点人员，整理着装，向在场首长报告。2、宣布授课提要。授课实施……………………………………………小时复杂电磁环境基础知识军委主席胡锦涛同志胡主席指出：“必须把提高复杂电磁环境下的作战能力，放在十分重要位置。一要有过硬的措施；二要狠抓落实；望务必一抓到底。”郭副主席指示：“对反台独应急作战部队年底形成复杂电磁环境下作战能力提出积极可行、具体明确的目标要求。”在全军军事训练会议上胡主席强调指出：“制信息权实质是制电磁权，不仅要把高技术武器装备放到复杂电磁环境下去训练和检验，而且要在这种条件下开展带战术背景的综合演练。”胡主席的指示为我们开展复杂电磁环境下的通信训练指明了方向。我们必须通过训练，提高部（分）队有应对各种等级电磁环境的能力，尤其要把握现代信息作战特点，考虑到陆海空天电多维电磁战场对通信的影响。因为只有这样，才能真实地体现和面对未来作战环境，全面提高信息作战能力。为此，同时为给后面训练打下基础，今天我首先介绍一下复杂电磁环境的概念和有关知识。一、无线电通信与电磁环境的形成（一）电磁波的发现与运用是电磁环境形成的基础复杂电磁环境主要是针对无线电通信手段来说的。大家对于无线电通信很熟悉，它有着悠久的历史。早在公元1831年英物理学家法拉第在总结前人研究成果的基础上，就提出了电磁感应定律，认为磁电可以相互转换的。这为电磁波的研究奠定了基础。1865年，英物理学家麦克斯韦建立了电与磁的统一理论，即麦克斯韦电磁理论。认为运动着的电荷可以产生电磁辐射。这就告诉人们电可以“无线”的方式向外传播。1887年德国科学家赫兹就用实验的方式证明了电磁波的存在。实现了电磁波的产生与接收。1895和1896年，意大利发明家马克尼和俄国物理学家波波夫分别成功地进行了无线电通信试验。1901年跨越大西洋的越洋无线电通信宣告试验成功。至此，人类进入了电磁时代。在第一次世界大战时期，无线电通信的创始人马可尼，携带着他发明的电报机到意大利军队应召服役。从此，无线电通信正式进入到军事指挥通信领域。当时主要在长波和中波波段。后来（1924年）又发明了短波通信，随后又发展了微波通信、对流层散射通信和卫星通信。无线电通信手段的强大优势，使得它迅猛发展。现在我们用的无线电报、电话（移动通信）、微波接力通信、卫星通信等，都是它的家族成员。小到私人通信，大到民用、军用通信都离不开它。新的科学技术运用到军事领域，必然引起作战形式的改变。正是无线电通信的迅速发展和在军事领域的广泛应用，不仅催生了新的作战方式的改变（如电子战、精确打击战等，成为现代信息作战的主要作战形式），而且也造成了日益复杂的电磁环境。这是为什么呢？因为频率是一种资源，而且是有限资源，大家都想去开发利用它，这就有了竞争。在频谱开发领域由于我们的开发能力比起先进国家来说还相对较低。因此，频率资源也受到了世界强国的制约与挤压。尤其是敌对国家对我们恶意干扰，使得我国电磁空间安全受到了严重威胁。这正是我们讨论复杂电磁环境下通信对抗问题的原因。下面，我们介绍一些频谱知识：只要是无线电设备都要使用一定的频率，即占有一定的频率资源。那么，这些资源有多少呢？20世纪以来，电磁波理论和应用不断取得重大成就。使电磁波成为人类传递信息和能量的最重要形式。尤其在军事领域，电磁波已经成为战场信息获取、传递、使用以及对抗的重要媒介和最佳载体。目前，军事电子技术所利用的频谱已覆盖了从极低频、短波、微波、毫米波、亚毫米波、红外到可见光等全部频段。从低到高的各频段：分别是超长波、长波、中波、米波（即短波）、分米波、厘米波、毫米波、红外线、可见光、紫外光。超长波是超低频范围，频率范围3－300HZ；在其上有特低频，称其为特长波，频率范围300－3000HZ；还有甚低频，称甚长波，频率范围3000－30KHZ；F越低穿透地层与海水能力越强。长波是低频范围，频率范围30K－300KHZ；长波以下的低频范围，可用于导航和固定通信业务，如地下、水面通信，多用于海军电台。中波属中频范围，频率范围300－3MHZ；用于导航与固定与移动业务，还多用于地方无线电广播（广播电台）。短波属于高频范围，频率范围3－30MHZ；用于多种业务，如导航、广播、固定与移动业务，尤其是多用于军地无线电电台通信。是靠电离层反射达成的通信。超短波属于甚高频，频率范围30－300MHZ；波段是米波，用于导航、电视、调频广播、雷达、电离层散射通信、固定与移动业务和宇宙通信。在军队中多用于战术电台通信和雷达侦察与制导。微波目前运用的最广泛，在频段上它含有分米波、厘米波、毫米波和丝米波。频率范围300MHZ－3000GHZ；多用于导航、电视、固定与移动通信、宇宙通信和雷达业务。波段宽容量大且稳定。微波通信包括微波接力（频率2－12GHZ）、对流层散射（100M－10G但大多设备频率在755－985MHZ，军用移动通信在4.4G－4.5G。另外还有微波电离层散射通信：30M－100MHZ，S大于100KM）和卫星通信（频率在1－10G较多）三种。频率范围300GHZ以上的频率是红外线、可见光和紫外线，用于激光通信和侦察与制导等。红外线介于可见光与无线电波的毫米波之间，实质上是一电磁辐射，又叫红外辐射。自然界中的万物每时每刻都在向外辐射着红外线。如光电对抗中，就有激光干扰和红外干扰。主要集中在可见光、近红外、中红外和远红外四个波段，激光只占四波段中的极窄的频带。以上介绍只是让大家对频段的运用有所了解，只要记下下面这句话就可以了：在以上无线电波的全频段上，分别工作着通信系统、雷达系统、光电系统、武器控制与制导系统、电子对抗系统等军事电子信息系统。微波无线电接力通信、卫星通信、散射通信与光纤通信，被喻为当代信息传输高速公路。（二）电磁领域的对抗活动推动战场电磁环境的发展战场上的电子对抗活动又称为电子战。通过近年来的几场战争我们可以看到这样一个趋势：电磁应用在战争中的作用越来越重要，电磁领域的对抗活动必将日益激烈，使得以争夺电磁空间控制使用权为目的的电子战也越来越残酷。电子战的初始阶段，可以追溯到第一次世界大战期间。那时的电子对抗行为，完全属于通信兵不自觉的好奇心理趋使，常常用自己的收信机偷听其它电台或是敌方的电台，到后来听到敌方电台正在工作时，用同样频率对敌实施干扰，破坏对方的通信联络。这便是电子干扰的初始阶段。主要特征是：对抗方式单一（主要是通信侦听）；没有建制（没有专用设备和作战力量）；范围较小（限于无线电通信领域）；自发行动（实施无线电侦察、窃听是无计划行动）。主要是运用无线通信接收机和测向机，通过侦测确定敌方电波方向，来推断敌人的行动。如兵力部署、运动方向等情况，以供指挥员决策。同时，也采取有目的的组织无线电通信发信机，有针对性地对敌实施电子干扰活动，以达到破坏敌方通信与指挥的目的。电子对抗的实质：电子对抗的斗争领域是电磁频谱，电子对抗技术要解决的主要问题是：争夺电磁频谱的控制权和使用权。当意识到电子干扰的效果后，专门的电子战兵力兵器便应运而生了。在第二次世界大战期间，无线电对抗活动已形成了规模，成为破坏敌方指挥通信或实施欺骗佯动的基本手段。如英国人为了反空袭，找到了对付德国洛伦斯导航系统的办法，使德国飞行员轰炸错了地区，甚至是迷失方向而被迫飞到英国空军基地降落，当了俘虏。“弯腿”远距盲目轰炸系统，波束左为“点”右为“划”，类似莫尔斯电码。1941年日本偷袭珍珠港时，日军担任偷袭任务的突击舰队出航后，便采取了无线电“静默”行动。而部署在日本内海和九洲的航空部队却进行着频繁的无线电通信联络，十分有效地迷惑了美军，掩护了偷袭部队的行动。1943年5月，德国军队破译了英美联军的电报密码，电报内容是“命令美军空军基地在5月8日23时前完成向西西里岛运送地面部队的任务。”并进行了有效的利用。首先，德军在5月8日轮番轰炸了停泊在美军基地的英美联军的舰艇，同以往一样，轰炸时机群始终保持在1524米，使英美联军产生错觉，即认为只要是在1524米高空的飞机都是德军的轰炸机，只要立即开火保准没错。当奉命执行运输任务的美军机群飞抵预定空域时，突然遭到强烈的电子干扰，飞行员顿时失去了与地面的联系，只好在空中盲目地乱转。此时，德军利用英美联军“只认密码不认人”的习惯做法，进行了欺骗：“高度1524米，航向3500密位！”当美军飞行员按指令飞到位置时，却遭到美军军舰发出的密集炮火。最为经典的战例还是二战期间的“诺曼底登陆”。那是1946年6月，在诺曼底登陆战役中，盟军（英美联军）就运用了战略情报欺骗手段，在加莱海峡当面，大量使用了假目标，假指挥所、假无线电通信网等电子佯动战术，为德军营造了一个十分复杂的虚假的电磁活动环境，最终使得德军大本营和前线指挥官判断失误。英美联军早在登陆的一个多月前，就在加莱海峡的当面多佛尔设立了假司令部，大量发送假电报，故意泄露“军事机密”，制造了联军即将渡过海路最近的多佛尔海峡，在加莱和布伦一带实施大规模登陆的假象。同时，还采取了一系列的雷达对抗措施。至此，希特勒对盟军的登陆点选在加莱、布伦确信无疑，便调动其主要作战兵力集结在布伦地区。可是，英美联军却顺利地在诺曼底实施了登陆作战行动。参加登陆的2127艘舰艇，运载了几十万人的编队，只有6艘被德军击沉。据资料介绍，二战中联军投入的电子对抗设备约7000多部，可见，这一时期，电子对抗活动已达到一定的规模。对此，英国首相丘吉尔高兴地说：“我们的欺骗措施无论在总攻开始之前还是在总攻开始之后，都有计划地达成引起敌方思想混乱的目的，其成功无疑令人赞美。”电子战形成阶段的主要特征：方式多样（无线电侦察、窃听、测向、干扰）；设有建制（有了专用设备和作战力量）；范围较广（无线电通信、雷达和导航领域）；自觉行动（有组织、有计划）。到了20世纪六十年代，电子战进入全面发展阶段。这一阶段，电子战的技术得到了飞跃性的突破，对抗手段有了全面地发展。尤其是通信、雷达和光电技术得到快速发展，制导武器大量应用并成为主要攻击手段，就促使电子对抗技术有了进一步地发展。如专用的电子战飞机、投掷式干扰设备和反辐射导弹等软硬一体化的电子战兵器投入作战。特别是20世纪七十年代以来，出现了由电子战侦察、测向和干扰设备组成的三位一体的通信对抗系统和综合雷达对抗系统。最为突出的有三个方面：一是随着精确打击作战形式的产生与运用，制导系统的干扰与反干扰，已经成为电子战的主要形式。在1982年中东战争中，贝卡谷地之战：贝卡谷之战就是最典型的制导与反制导战例。首先，以军无人机放出了大量的诱饵弹，引诱敌方雷达开机，给叙军造成空袭的错觉。于是，以军捕捉了敌方雷达的资料，在电子战飞机的配合下，以军空军倾巢而出实施空袭，首先打掉其雷达，然后把受到电子干扰、眼前一片迷茫的叙军战机全部打掉。以色列空军创造了摧毁叙利亚19个SAM导弹营、击落30余架战机而自身零损失的壮举。令叙利亚苦心经营10年、耗资20亿美元才建立起来的导弹阵地全部被以军摧毁。二是随着反辐射武器的投入与使用，使软硬一体的对抗手段显示了威力。这使得电子设备在战场的生存与有效发挥作用受到了挑战和威胁。反辐射导弹、反辐射无人机和反辐射炸弹，对电磁辐射源的威胁，不再是单纯的电子干扰，而是致命的打击。一旦开机工作，便会引来导弹，即使立即关机，它也会凭着对侦察目标的记忆实施摧毁性的打击。图为无人机攻击示意图。三是随着光电技术的广泛运用，光电对抗进入了电子战战场，又进一步拓宽了电子战的领域。随