第1章 绪论

1.1　研究背景及意义

当今世界正处于和平与发展的历史趋势中，大规模全要素冲突的战争很难爆发。但是区域性的不确定性因素仍然较多，特别是霸权主义国家依靠具有战略意义的高价值作战平台，威慑其他国家以形成军事实力上的压制和胁迫，进而影响国家安全与利益。在海洋方面，航母战斗群作为能够影响甚至决定区域局势的独立战斗序列，是具备战略制衡和摄控作用的关键作战单元；在天空方面，预警机群是活动的空中雷达站和空中指挥控制中心，是抢夺战争信息权进而全面领先对手的必要因素。

为避免军事威慑和形成反介入/区域拒止的非对称作战能力，针对高价值目标智能化联合作战必须具备稳定可靠的探测与打击能力。与此同时，当今及未来智能化联合作战还具有如下特点：①战场涉及的资源、作战活动、作战样式多，作战要素、信息和作战活动之间的关系复杂；②战场广阔，战场资源种类多、属性各异、地域分散；③在信息化、智能化、集群化条件下作战行动的快节奏，作战情况的多变性，作战任务的不确定性和突发性，使得战斗过程中资源管理、决策方案动态生成和实时调整的时间非常有限；④多样化的作战样式和激烈化的敌我对抗双方，加上海量战场态势信息，使得资源配置与决策过程复杂化[1]。受平台基础限制，单平台雷达的探测性能及规模化打击能力已远远难以适应新战争形势和作战任务的需求。因此，在进入立体、全维、全域作战时代的今天，机载网络化雷达是现代高技术战争与信息战的必然要求，同时也是未来精确打击武器系统发展的必然趋势。从战争形态的演变与发展规律可以看出，体系对抗与作战系统网络化是当今及未来高技术战争的特点，信息战和电磁战将贯穿战争始终，依赖网络化的战场系统，通过多平台机载网络化雷达信息融合为指挥员提供实时、透明的空间感知。机载网络化雷达可从多视角、多维度提取目标特征信息，使作战部队能够完全掌握满足战术和战略任务需要的所有数据[2-5]。另外，机载网络化雷达通过采取合理有效的协同策略，借助作战资源统筹管理配置，提高了战斗机编队的战场生存能力与突防能力，在察打一体、饱和攻击等战术应用中具有独特优势。因此，机载网络化雷达是未来战术体系对抗发展的必然趋势，它能够充分发挥各种探测资源、探测体制优势，提升信息获取的准确性、稳健性及武器平台的态势感知能力，并在复杂电磁频谱环境中形成对敌作战优势。

然而，随着智能材料与电子技术的发展，各种先进的敌方无源探测系统与无源探测模式对我军雷达系统形成了越来越严峻的现实威胁[6-8]。无源态势感知、电子情报（Electronic Intelligence，ELINT）系统、信号情报（Signal Intelligence，SIGINT）系统、电子支援措施（Electronic Support Measures，ESM）、雷达告警接收机（Radar Warning Receiver，RWR）、反辐射导弹（Anti-Radiation Missile，ARM）等无源探测系统自身不辐射电磁波，而是通过接收敌方雷达辐射的电磁波来实时获得雷达位置和身份属性等参数，具有作用距离远、隐蔽性强、不易被发现等优点，极大地威胁着雷达系统的战场生存能力和突防能力[9]。射频隐身技术是指雷达、数据链、高度表、电子对抗等有源电子设备射频辐射信号的目标特征减缩控制技术，目的是增大敌方无源探测系统截获、分选、识别、定位的难度，实现有源电子设备相对于敌方无源探测系统的“隐身”。雷达探测系统是否具有射频隐身性能，不仅取决于雷达的工作模式和敌方无源探测系统的工作性能，还与它们两者之间的空间几何位置关系和博弈对抗密切相关。与雷达隐身、红外隐身、声隐身等技术不同，射频隐身技术需要在满足目标探测跟踪性能和作战任务要求的条件下，最大限度地降低雷达系统的射频辐射特征。

2016年，美国国防高级研究计划局（Defense Advanced Research Projects Agency，DARPA）开展了可扩展到数百个节点且能在干扰环境下高效工作的传感器组网方案研究，认为传感器网络要采用新的射频隐身技术以提升其在对抗环境下的生存能力[10]。2017年10月，美国战略与预算评估中心发布了《决胜灰色地带——运用电磁战重获局势掌控优势》研究报告，这是该中心继2015年12月推出《决胜电磁波——重塑美国在电磁频谱领域的优势地位》之后围绕电磁战的又一研究力作[11]。报告指出，为了重新获得美国对灰色地带局势的掌控优势，不仅要采用“系统之系统”作战，通过实现大型传感器阵列和有源或无源对抗装备的网状网络互连，扩大传感器的作用范围及在对抗区域边缘作业平台的覆盖范围，还要利用无源辅助工作模式，在对抗空间中保持“静默”。当前，美军正通过网络化技术，实现各射频装备共享传感数据和电磁作战方案，明确各装备执行的具体任务及其相应的部署位置，并能够使用低截获概率（Low-Probability of Intercept，LPI）数据链与相邻的射频装备进行通信与协调行动，从而实现电磁作战行动的网络化和多域化。2018年11月，BAE系统公司宣布获得DARPA价值920万美元的合同，以开展“射频机器学习系统”项目研究。BAE系统公司将开发新的由数据驱动的机器学习算法，以识别不断增长的射频信号，利用特征学习技术鉴别信号，为美军提供更好的射频环境感知技术。2020年4月，德国亨索尔特公司宣布，已成功研制了一种基于人工智能的模块化机载电子战系统，被称为“利器攻击”，该系统采用数字化硬件和人工智能算法来探测雷达威胁，并采取针对性的对抗措施，能够在不同作战距离拒止敌方的火控雷达，保证作战飞机的行动自由。2021年1月，俄罗斯哈巴罗夫斯克边疆区政府表示，第五代苏-57系列战斗机的第一架已转交南部军区某航空团，表明苏-57战斗机开始正式在俄空天军服役，俄罗斯也由此成为世界上第三个正式装备自主研发隐身战斗机的国家。另外，近年来，亚太地区尤其是东北亚地区的安全形势日益紧张，日本、韩国、澳大利亚等多个国家开始大量采购、装备第五代战机，美国也在该地区部署了数量众多的五代机，F-22和F-35隐身战斗机编队多次出现在美日韩举行的联合军演中，对亚太地区的安全局势构成了严重威胁。

由此可见，射频隐身技术已经受到了国际诸多军事强国的高度重视，具有重要的战略意义和军事应用价值。机载网络化雷达若不采用合理的射频辐射控制技术管控电磁波的辐射，极易被几百千米外的敌方无源探测系统发现，这也使搭载平台的雷达隐身和红外隐身失去了意义[12-14]。为了提升机载网络化雷达在对抗敌方无源探测系统时的效益，形成对敌作战优势，开展面向射频隐身的机载网络化雷达资源协同优化技术研究势在必行，且该技术的研究具有重要的现实意义和广阔的应用前景。