与其它自然环境相比,电磁环境看不见、摸不着,具有空间、时间和频谱上覆盖全空域、全时域和复杂多变等多维特性。这些重要特性要求我们面对信息化战争挑战时必须高度重视电磁环境效应问题,不断提高对战场复杂电磁环境的适应能力,加强平战结合的电磁资源管控,深入研究探索电磁对抗行动的方法,以使制电磁权始终能够牢牢掌控在手。
复杂电磁环境风云多变
空间电磁环境在电子信息技术广泛应用的今天,其主要构成因素可以大体概括为两大类:一是自然环境因素;二是人为环境因素。自然环境因素包括雷电电磁辐射源、静电电磁辐射源、太阳系和星际电磁辐射源、地球和大气层电磁场等。人为环境因素则主要包括各种电磁发射系统,工频电磁辐射系统以及工业、科学、医疗、商业尤其军事领域中各类电磁辐射设备或系统等,此外,各种家用电器、现代化办公设备及信息化武器装备等,均可产生不同频率不同强度的电磁辐射。按照场所、辐射源性质和应用目的的不同,电磁环境又分为许多具体环境,如城市电磁环境、家庭电磁环境、电力系统电磁环境、工业区电磁环境及舰船电磁环境或战场电磁环境等。所谓复杂电磁环境,是电磁环境的复杂化,是特定时间或空间内高密度电磁能量的总和。通俗地说即在特定地域集中了大量的无线电装备,在特定时间同时或集中使用,各无线电装备的工作频率(频段)又非常集中,因而形成了复杂电磁环境空间。
对军事领域而言,信息化战场构成复杂电磁环境的主要因素有敌对双方的电子对抗和各种武器装备所释放的高密度、高强度、多频谱的电磁波等共同作用,将给战场空间状态、时间分布、频谱范围和能量密度带来巨大影响,使战场电磁环境在“空域”上纵横交错,在“时域”上持续不断,在“频域”上密集重叠,在“能域”上复杂多变。
电磁环境效应直接影响战局
复杂电磁环境对武器装备或生物体的作用效果称作电磁环境效应,国外一般称为E3问题。信息化战争是在复杂多变的电磁环境中进行的,战场电磁环境效应直接影响着武器装备战斗效能的发挥,决定着战场的生存能力。从作用机理上看,复杂的电磁环境主要通过四个方面影响武器装备的战术和技术性能:
热效应。静电放电和高功率电磁脉冲产生的热效应一般是在纳秒或微秒量级完成的,是一种绝热过程。这种效应可作为点火源和引爆源,瞬时引起易燃、易爆气体燃烧爆炸;也可以使武器装备中的微电子器件、电磁敏感电路过热,造成局部热损伤,导致系统性能失效。
射频干扰和“浪涌”效应。电磁辐射引起的射频干扰,可对信息化设备造成电噪声、电磁干扰,使其产生误动作或功能失效。强电磁脉冲及其“浪涌”效应,还会对武器装备造成硬损伤。
强电场效应。电磁辐射源形成的强电场不仅可以致使武器装备的电路失效,还可能对武器装备的自检仪器和敏感器件的工作可靠性造成严重影响。
磁效应。电磁脉冲引起的强电流可以产生强磁场,使电磁能量直接耦合到武器系统内部,从而干扰电子系统正常工作。
全向互通夺取战场信息优势
外军认为,警惕“电子奇袭”或“电子珍珠港事件”发生,已成为信息化战争防御手段的重要内容。目前,世界发达国家,特别是美国、俄罗斯等国家都非常重视武器装备电磁环境效应和防护加固的基础研究及仿真模拟试验研究。
进入本世纪前夕,美国就在其政府工作报告中强调:“应把电磁环境效应问题和每个武器系统的维修计划与集成化保障计划放在同等重要的地位”。指出:“所考虑的电磁环境效应包括静电放电、电磁兼容性、电磁敏感性、电磁辐射危害、雷电效应、电子对抗等14种因素。”其研究从“射频对军械的危害”,到新型武器装备的电磁环境效应,其研究概念和范围不断更新和扩展,在效应试验的同时,还建立了武器装备电磁脉冲效应试验数据库。据悉,如今美国已建成了世界上规模最大、设备最先进的陆、海、空三军电磁脉冲效应研究机构。俄罗斯更是早已开展了强电磁脉冲对电磁环境效应问题的研究,建立了大型电磁脉冲模拟系统,对军舰等大型武器装备进行抗电磁脉冲模拟试验。即使是对陆军使用的常规武器装备,美、俄等也都进行了电磁环境效应试验。如美军的雷达等电子装备部件和弹药包装袋都具备防静电和抗电磁性能;俄罗斯的“红土地”末制导炮弹和炮射导弹等武器装备,都有抗静电抗电磁脉冲的技术指标。
相对于机械化战争的“物理战场”而言,“电磁战场”、“电磁空间”对信息化作战具有关乎成败的重要影响。因此,信息化条件下的一体化联合作战,要求陆、海、空、天、网战场诸军兵种的侦察探测、指挥控制和火力打击系统必须有机融合、全向互通,以夺取信息优势,赢得信息化战争。(耿海军 叶奇佳 高东广)