乌克兰境内的电子战(EW)对于乌克兰战争的双方来说都是一个关键的推动因素,双方都在努力适应现代战场中电磁波谱的各种可能。该域已用于多种目的,包括收集信息、目标定位、干扰、欺骗,甚至击落无人机。虽然在 20 世纪和 21 世纪的许多战场上都能看到电子战的身影,但在乌克兰战场上,电子战可能从未像今天这样复杂,也从未像今天这样目标丰富。为了探讨电子战在这场战争中的作用,在 2023 年 5 月 15-17 日举行的欧洲老鸦协会(AOC)活动期间,《欧洲安全和防御》ESD 与乌克兰电子战专业公司 "Infozahyst "的首席执行官 Iaroslav Kalinin 坐下来讨论电子战和通信在迄今为止的冲突中的作用,包括俄罗斯在这一领域的表现。
一名乌克兰电子情报操作员在一栋废弃建筑的地下室执行作战任务。轻型便携设备的使用使操作员可以相对自由地进行定位,并在其位置被敌军发现时迅速重新定位。
Kalinin 解释说,Infozahyst 公司成立于 2002 年,公司名称可翻译为 "信息防御"。公司最初的业务是为乌克兰内阁等高级政府官员提供信息防护。然而,在亚努科维奇政府倒台和俄罗斯于 2014 年吞并克里米亚之后,Infozahyst 转而开发无线电监测和通信情报(COMINT)设备。然后,就在 2020 年,该公司扩大了其能力,在其产品组合中增加了电子情报(ELINT)和电子支持措施(ESM)的开发。
Kalinin 于 2016 年加入公司,当时公司开始研发 "Plastun-RP3000 "便携式测向仪(DF),后来又研发了其增程型集装箱式车载版本 "Khortytsia-M"。这些发展引起了乌克兰武装部队(ZSU)的注意,他们开始采购这两种设备,Plastun-3000RP 于 2016 年开始服役,Khortytsia-M 于 2018 年开始服役。据Kalinin 表示,到 2022 年 2 月 24 日乌克兰战争爆发时,ZSU 大约有 300 套 Infozahyst 开发的系统服役,主要包括 Plastun 和 Khortytsia-M。
自战争爆发以来,这些系统和其他系统一直是乌克兰的重要工具,被用于定位敌方阵地、协助炮兵瞄准目标、拦截通信和反无人机(UAV)等任务。
Plastun-RP3000 已在乌克兰武装部队服役多年,这些系统曾在多种条件下执行任务。
在正在进行的乌克兰战争中,Infozahyst 公司的工作重点主要集中在电磁(EM)频谱的低频部分。据Kalinin 称:"现在这场战争的挑战是对抗低频辐射",他补充说:"根据我的经验,真正擅长应对这一挑战的......国际公司真的很少"。他指出:"长期以来,没有人关注这一特定频段,比如从 25 或 20 兆赫到 50 兆赫的频段......不是用于现场培训,而是用于实际无线电工作"。
电波狩猎:测向的实用性
由于无线通信是现代战争的重要组成部分,过去几十年来,对 ELINT、COMINT 和测向仪的需求大幅增加。Kalinin 回忆说"从 2014 年开始,我总共在前线待了八个多月。从那时起,我有多个故事说明测向系统掌握在指挥官手中是多么有用。因此,他很清楚敌人计划在哪里进行某些活动,即使我们失败了或截获了某些通信,但他仍然知道将要开展行动的确切网格区域"。
图中的 Khortytsia-M 移动式通信/测向系统已伸出两根伸缩桅杆,可随时投入使用。该系统既可独立使用,也可作为通信网络的一部分使用,既可作为一个节点,也可管理从属于它的其他系统。
Infozahyst公司的Plastun-RP3000便携式测向系统能够对25兆赫至3千兆赫的射频(RF)和微波波段信号进行测向,最远可达约15千米(Khortytsia-M型测距更远,可达45千米),平均误差大于0.5°,均方根误差大于3°。此外,随着测向与信号源之间距离的减小,圆概率误差 (CEP) 也在减小。下表列出了不同范围内的近似 CEP,但读者应注意,这些只是近似值,因为精度还受到探测信号频率的影响。
虽然上述大部分 CEP较高,无法实现精确瞄准,但它们仍然可以为部队提供各种选择,具体取决于他们所处的战术场景:
1.当与其他手段(如卫星地图和模式分析)相结合时,CEP可以降低到足够引导火炮击中目标。Kalinin 举了基辅保卫战中的一个例子:"当敌方迫击炮部队不断从一个阵地跑到另一个阵地......但他们很懒......他们只是在四个阵地之间简单切换,而你已经获得了卫星图像,你可以准确知道这个阵地的 X、Y[坐标]。一旦你立即进行拦截,当炮兵部队开始准备开火时,你就已经命令你的炮火前往那个确切的 X、Y[坐标],即使你没有无人机或其他东西,你甚至在他们[可以]发动攻击之前就进行了打击。"
2.针对较高 CEP 的火炮可能需要通过逼近来提高精度,但这会带来担心自己的位置被敌人发现而调整位置。虽然这更多的是一种心理效应,而非物理现象,但根据不同的情况,例如反火炮,这仍然是有用的。在这方面,Kalinin 回忆了战争初期乌克兰设法阻止俄罗斯向基辅推进的情况:"有时效率很低,因为当时我们没有任何精确的火炮系统。有时这只是一种恐惧因素,因为即使距离你 200 米处有一枚 152 毫米炮弹爆炸,你也会考虑改变位置。"
3.当与无人机等侦察设备更精确的提示配合使用时,测向系统可以大大缩短无人机的搜索区域,从而大大加快精确瞄准的周期。这意味着,与在没有确定目标区域的情况下搜索敌方阵地相比,可以更快地探测到敌方发射目标并与之交战。
Plastun 装置由两个便携式装置组成。每套装置重 39 千克,包括一个装有桅杆和天线的大行李袋,以及一个装有电池和相关电子设备的背包。操作员使用一台坚固耐用的笔记本电脑,通过有线数据链路与电子设备连接,以避免不必要的辐射。有线链路长 50 米,操作员可以在远离天线的安全距离内工作,以防被敌军发现和锁定。此外,如果与一个 "主 "装置配对,第二个 "从 "装置也可以远程操作,从而降低对人员的要求。Plastun 装置只需 20 分钟就能组装完毕,一旦启动,靠电池供电可连续工作长达 8 小时。Infozahyst 公司的一名代表表示,该装置还可以连接到发电机上,以延长其工作时间。
图示为 Plastun 和 Khortytsia-M 的工作原理和典型最大范围
这些天线发挥作用的基本工作原理是,它们通常被放置在相距数公里的特定距离内,并通过同轴电缆或两种可能的无线连接方式之一连接起来,形成双基地天线。然后,这些天线被动地探测其责任区内的入射信号,并对其进行分类。由于两根天线之间的距离是已知的,因此通过交换信息并比较两根天线各自的到达角(AOA)和到达时差(TDOA),就可以利用三角学原理对入射信号的方向进行三角测量。Kalinin 指出,该系统体积小、重量轻,便于携带和安装在高处,以获得最佳的测距性能。
Kalinin 指出,乌克兰广泛使用信号情报和通信情报系统"与北约国家的战略形成鲜明对比,北约国家的战略是全军配备一个或两个信号情报单位,而不是每个旅都配备自己的测向仪"。相比之下,他指出:"在我军,有时甚至一个旅拥有多个系统。因此,我们可以轻松解决多个传感器融合的任务。如果某个传感器看不到,其他传感器也能看到"。
在战术边缘,测向可以为指挥官提供一个非常有价值的工具,用于探测敌人的存在并跟踪敌人在一段时间内的动向。虽然在某种程度上,通过遵守良好的通信纪律可以降低测向的有效性,但要完全避免测向却极为困难,尤其是考虑到现代战争高度依赖通信和网络系统,而且编队规模越大,这一问题就越突出。简而言之,电磁频谱的使用是不可避免的。
无线电反击:利用通信情报击败俄罗斯无人机
在 Infozahyst 公司令人印象深刻的战时壮举中,Kalinin 表示,他们公司成功地窃听到了一些俄罗斯无人机的信号。ESD 不方便透露所涉及的无人机型号,也不能提供有关 Infozahyst 所使用技术和方法的更多细节,但可以分享一些特定实例的小细节。
Kalinin 表示,在这一特殊案例中,Infozahyst 公司能够开发出窃听特定型号俄罗斯无人机信号的能力,而且还能通过窃听对其实施软杀伤电子对抗。据报道,这些综合措施非常有效,以至于在多次损失之后,俄罗斯武装部队完全停止了使用这种型号的无人机。这是一项令人印象极为深刻的成就,消除了更广泛战场上的威胁。
Khortytsia-M 移动通信、监测和侦察综合设施内部有两个工作站,供操作员控制通信、监测和侦察设备的运行,包括 "阿佩拉 "自动化多功能通信、监测和侦察综合设施和 Plastun-RP3000 设备。此外,集装箱内还配备了一个生活区,供机组人员在长时间作业时使用。
利用现代通信、监测和监视技术打击无人机的可能性非常大。据Kalinin 称,通过窃听信号,"我们获得了操作员的位置、无人机、他们的部队、部分工作情况。如果他们打开无人机摄像头,一旦无人机到达我们的位置,我们甚至会做这部分记录。所以,是的,他们明白这是一次失败"。
Kalinin 的叙述不仅展示了坚定的捍卫者所表现出的令人印象深刻的聪明才智,同时也鲜明地提醒人们在各个级别使用安全通信的重要性,以及不这样做的严重后果。
空中耳朵:为现代战场开发空中 ELINT/ESM 系统
除了现有的产品组合,Kalinin 还透露,该公司正在开发一种用于中远距离作战的空中 ELINT/ESM 侦察平台。该系统被称为 "Gekata",以古希腊女神赫卡特的名字命名。Kalinin 解释说,该系统的预期作用是提供对前线敌方空中侦察雷达的态势感知,一直到战略远程雷达。
Kalinin 表示,在处理 200-300 公里范围内的沿海雷达时,这项任务相对简单,因为地波传播(无线电波平行于海水等导电介质传播),即使是相当长的距离信号损失相对较低。然而,由于陆地是一种耗散(损耗)介质,传播信号的检测要困难得多,需要将接收机放置在合理的高度,或者依靠从电离层折射的信号。Kalinin 解释说,依靠电离层信号的问题在于 "为了探测这种发射,你需要有一个非常大的天线,而使用这种天线就更难操作了。你会立即成为目标--卫星图像、合成孔径雷达或多或少会立即发现你......而人类的智慧,[会]很容易识别这个系统。因此,在这种冲突中使用这种设备并不安全"。
正在测试的 PD-2 无人机,未安装 ELINT
因此,更稳妥的办法是将这种探测设备安装在飞行平台上,但考虑到乌克兰有争议空域的性质,这样做存在严重风险。Kalinin 描述了用直升机测试这种系统的过程,并解释了随着平台高度的增加,被瞄准的风险是如何迅速增加的。Kalinin 说,"对于直升机来说......你有大约 15 分钟的时间",即使在距离敌方传感器约 120 千米的超远距离上,平台也会面临被攻击的严重风险。
他进一步阐述说:"因此,当你爬升到 500 米的高度时,就会被敌方雷达、远程雷达发现。一旦爬升到 1000 米,你就会收到战斗机机载雷达发出的信号。一旦爬升到几千[米],你就会看到敌方机载雷达发出的非常错误的信号,而且没有人进一步测试。"他笑着说,然后又笑着补充道:"飞行员说:"好吧,好吧,我们飞到那棵树下面去",通常会以极高速着陆而告终”。
Kalinin 指出,因此,有必要选择一个相对较小的平台,以避免这种关注:"我们有过这样的经验,这对直升机不起作用。预警机等大型平台也是如此。如果乌克兰有 Bayraktar 无人机,有时也会遇到同样的问题。因此,你必须比它更小,比它更便宜"。
装有 Infozahyst ELINT的 PD-2 VTOL 无人机是 Gekata 系统的空中组成部分
Kalinin 还指出,除了更便宜、更难被发现之外,这种小型平台也更不容易成为敌方远程武器的攻击目标:"即使它被探测到了,也很难发射,在这个距离上发射像R-37M这样的远程空对空导弹的理由值得怀疑......距离前线100多公里。因此,它看起来不像是敌人的理想目标"。
因此,该公司决定使用乌克兰 Ukrspecsystems 公司生产的相对较小的 PD-2 型无人机作为其 Gekata ELINT/ESM 侦察系统的主机平台。该平台有三种配置可供选择:一种是垂直起降(VTOL)型,配备四个用于起飞和着陆的升力旋翼和一个用于平飞的推力螺旋桨;另一种是两种常规起降(CTOL)配置(翼展 4 米和 5 米型号),仅配备一个用于推进的推力螺旋桨。制造商称,该系统的模块化设计使其能够在 15 分钟内从 CTOL 转换为 VTOL 配置。Gekata 将使用 VTOL 配置,就性能而言,其服务升限为 4500 米,巡航速度为 100 千米/小时时最大航程为 800 千米,续航时间为 8 小时,最大有效载荷为 11 千克。无人驾驶飞行器地面控制站配有一个通信天线跟踪装置,名为 "AT-1",通过主数据链路可与无人驾驶飞行器进行 200 千米的通信,通过备用数据链路可与无人驾驶飞行器进行 150 千米的通信。
根据 Infozahyst 公司的运行模式,完整的 Gekata 系统将包括 8 架 PD-2 型 VTOL 无人机,机上安装 Infozahyst 公司的 ELINT/ESM,以及一个地面控制和数据收集站。无人机的有效载荷包括一个全向接收天线,安装在无人机底部机头后方的圆柱形壳体内,还有机载系统、信号处理系统和分类系统。这套 ELINT/EMS 系统的工作频率范围为 2-18 千兆赫,能够测量截获信号的到达角 (AOA) 和到达时差 (TDOA),每秒最多可处理 250 万个脉冲,以抵御高重复脉冲干扰攻击。地面站可同时控制多达四架无人机,另有四架备用。当前四架无人机返回加油时,后四架无人机可迅速重建覆盖范围,或在无人机减员时作为替补。
图示 Gekata 的运行原理和预期范围
乌克兰将目光投向了小型廉价的无人机,而不是更大、能力更强的平台,这在一定程度上也说明了乌克兰各类无人机平台的高损耗率。面对像俄罗斯这样拥有数量众多、能力相对较强的防空系统的对手,计划中的预期似乎是此类平台不会持续太久。因此,它们生存的最佳选择是尽可能不引起别人的注意,并在平台损失时有后备力量。
充耳不闻:俄罗斯的通讯困境
在 ESD 与Kalinin 的谈话中,一个关键主题是 Infozahyst 对战争期间观察到的俄罗斯通信变化的评估。俄罗斯武装部队的通信薄弱是贯穿战争大部分时间的一条有据可查的主线,Kalinin 认为:"在我看来,他们在战争一开始就在通信方面失败了"。
通信失灵导致了许多问题,包括俄罗斯武装部队的通信经常被截获,导致其防御阵地被发现,在进攻时失去行动的突然性,以及许多情况下军官与下属单位的通信联系不上,导致关键时刻组织混乱。Kalinin 解释说,通讯不畅也对俄罗斯大炮的准确性产生了负面影响:"因此,他们会翻阅书籍,就像经典书籍一样,比如 "目标 150 米,两发炮弹,开火!"......事情并非如此。首先,第一次开火[任务]的所有炮弹都完全飞到了另一边,因为大家都没有听清楚你在无线电上说的话......也没有人承认[这一点]"。因此,Kalinin 指出"由于有效的互通,我们比(敌人)开火提前了两步"。
R-168-0.5UM 无线电设备属于第五代 Akveduk 系列无线电设备。该系列由沃罗涅日通信科学研究院(VNIIS)研制,2000 年开始在俄罗斯武装部队服役
尽管俄罗斯武装力量并没有停滞不前,也取得了一定的进步,但Kalinin 敏锐地强调,迄今为止看到的许多变化都是对以前错误的修正:"这不像是进化,只是修正。因此,他们在去年(2022 年)仲夏或多或少地修正了错误。从那时起,他们终于开始使用苏联时代的无线电设备。但他们没能彻底解决这个问题。”
自夏季 "解决 "了一些早期问题后,ESD 询问Kalinin ,在 2023 年初,打击俄罗斯人通信的总体挑战是否变得更加困难。Kalinin 回答说:"我想说的是保持不变或简化了......我们的部队设法摧毁了大部分不太现代化或较现代化的系统,如阿克韦杜克(Akveduk)。俄罗斯人 "别无选择,只能改用民用无线电。但这并不是一个系统性的举措--更多的志愿者为俄罗斯军队提供这些系统,并且……由瓦格纳等私人组织[使用]这个电台。再说一遍,由于该协议的性质,它只是战术级别的解决方案。”
根据Kalinin 的说法,俄罗斯武装部队的许多战术通信修复工作似乎是以一种相当零散和局部的方式进行的,主要是通过个别单位的主动行动而不是系统的协同努力。Kalinin 指出,在战术层面之外,"在作战或战略层面上,俄军还需要更多的时间:"在作战或战略层面,他们仍在使用战前的方法。但同样,并非所有部队和所有阵地都是如此。在某些部队,他们开始使用新系统 [Azart] 进行通信。但同样,这更多的是主动性工作,而不是[系统性]方法"。
由于广泛使用不安全的无线电,俄罗斯的通信被乌克兰 ELINT 系统频繁截获。这些漏洞正在逐步得到解决,尽管还不是系统性的。
在很大程度上,俄罗斯武装部队对 "经验教训 "的采纳和适应似乎并不均衡。有的部队装备更好,有的部队经验更丰富,有的部队训练更好,有的部队指挥官更勤勉。平心而论,这在任何武装力量中都不是什么特别新的现象,但这种不均衡在俄罗斯武装力量中似乎尤为明显,即使在战前,各部队之间的能力也可能相差很大,至少在纸面上是如此。除了这些修修补补的措施外,Kalinin 还指出,在某些领域有迹象表明正在取得更显著的进展,尤其是在俄罗斯最新的无线电台“Azart”方面。
“Azart”的崛起
俄罗斯武装部队现役最现代化的无线电系列是 "Azart "第六代软件定义无线电(SDR)系列,由俄罗斯NPO Angstrem公司研制。自 2014 年左右开始,这些无线电设备逐渐开始服役,当时一批 R-187P1 手持式无线电设备交付给了中央军区的维和旅,即位于萨马拉的第 15 独立卫队摩托步枪旅。
除了工作频段为 27-520 MHz 的 R-187P1 "Azart-P "近程(射程达 4 公里)手持式型号外,该系列还包括 R-187N "Azart-N "中程(射程达 12 公里)车载式和 R-187BV "Azart-BV "远程(射程达 40 公里)车载型。不过,应该指出的是,只有手持式版本已投入使用,即使是俄罗斯更现代化的车辆,如 T-80BVM 和 T-90M 主战坦克,也继续使用较老的 "阿克韦杜克 "系列。
除此之外,NPO Angstrem 还于 2021 年 8 月在库宾卡举行的 Armiya-2021 国防与安全展期间,在一个封闭展馆展出了一种改进型手持式型号,称为 "Azart-2"。展出后不久,一些俄罗斯消息人士推测,这种更新的型号最早可能于 2023 年进入俄罗斯军队服役。然而,自 2022 年 2 月战争爆发以来,有关该型号的消息就很少了,而且鉴于连 "Azart "系列的第一代产品都没有得到全面采用,该型号是否会在短期内大量服役仍然值得怀疑。
2021 年发布的 "Azart-2 "手持无线电设备的宣传效果图。该无线电设备尚未投入使用。
在冲突过程中,Infozahyst 对Azart无线电系列非常熟悉,这主要归功于设法获得了用于研究和分析的样本。在 ESD 与Kalinin 的讨论中,他对无线电进行了细致入微的描述,指出了它的优点和缺点,并指出了在冲突过程中观察到的一些变化。
在战争初期,"Azart "的使用较为有限,但现在已开始在俄军服役部队中普及,尽管并非所有部队都能使用。据Kalinin 称,使用率低的部分原因是一些部队在使用该系统时遇到了问题,导致拼凑使用,各部队转而使用更简单的系统进行通信。他解释说:"该系统本应取代旧的 Akveduk 系统,但并没有在全军推广。中央军区[CMD]使用了,但南部军区[SMD]似乎还没有完成。战争开始时,他们大量使用阿克维杜克系统。同样,中央军区也没有使用Azart系统--他们拥有该系统,但[出于]不同原因没有使用。这给了我们的机会,因为他们又回到了模拟系统进行通信。
当 ESD 询问这些问题的根本原因是硬件还是培训时,Kalinin 回答道:"这是多种因素造成的。一个是缺乏培训,一个是硬件问题。在阐述硬件问题时,Kalinin 说:"因此,他们有一个出色的、非常好的设计电台,但天线却很差、效率低下"。
不过,他指出俄罗斯人一直在采取措施改进无线电,并表示 "现在他们已经修复了这些问题"。当被问及这次修复是否包括增加新的天线时,Kalinin 只是说 "是的",然后又解释说:"这显然是一个简单的错误,但它确实存在。因此,有些指挥官自己找到了更好的天线,有些单位......他们设法将多个电台以中继模式安装到无人机上,以扩大无线电链路的覆盖范围。所以,他们想方设法组织无线电通信。我可以说,至少在战争开始时,他们在这方面存在很大问题。现在,他们或多或少解决了"Azart"系统存在的一些问题,现在他们正在大量使用这一系统,但你仍然可以看到"Akveduk"、"Arakhis"系统和 DMR 系统也在使用。
Azart 系列的 R-187P1 手持式型,图中安装了 AB 标准容量电池(左)和较大AB-12 扩容电池(右)
因此,今天的 "Azart "似乎与俄罗斯在战争开始时使用的 "Azart "不同。Kalinin 指出"他们对硬件设计略有改动......他们肯定会解决在实战中发现的问题,我们看到了这一过程的迹象。其中一个主要迹象是,他们越来越多地使用 Azart 系统作为主要系统。所以,是的,他们成功地解决了大部分问题"。
对 Azart 的性能进行对比测试
当被要求与在乌克兰部队服役的西方现代化能力系统L3哈里斯"猎鹰 "IV 系列行比较时,Kalinin 回答道:"我没有"猎鹰 "IV 的经验,我只有"猎鹰 "III 的经验。我想说这是完全不同的事情......[猎鹰]是纯粹的跳频,它们完全按照自己的说法行事。至于Azart,那就说来话长了。我相信,他们最初向指挥官展示的是一个工作概念,完全只使用 TETRA 协议。因此,它是固定频率的,没有跳频,没有类似的东西,只有商业级协议。然后,他们慢慢地但肯定会采用跳频模式,至少我们可以称之为跳频,然后他们进一步发展,所以[现在]他们有了网状模式。我认为,从易受电子对抗措施攻击的角度来看,"猎鹰 "更难受到攻击。从这个角度来看,Azart 更容易受到攻击。不过,Azart电台的优势更大,因为我没有亲眼看到猎鹰物理层的发展"。
当被问及 Infozahyst 在物理层观察到了哪些变化时,Kalinin 澄清道:"当你在频谱上看到[一个]未知发射时,首先,[你]必须识别它。你可以通过信号特征、跳频长度等参数来识别它。因此,如果我们谈及哈里斯,它与已知模式的系统基本相同,其行为没有显著变化。如果我们谈论 Azart,它显著改变了发射的样子、发射内部等等。因此,在不久的将来,它可能会成为一个全新的电台。所以,在硬件相同的情况下,他们通过新的固件更新等方式,在某些方面彻底改变了它的发射信号。
L3哈里斯公司生产的 RF-7850M-HH 猎鹰 III 系列无线电是在乌克兰服役的能力较强的西方电台之一。猎鹰 III 系列早在 2007 年就进入了市场,并在全球多支武装部队中使用。2019 年,该公司推出了性能更强的猎鹰 IV 系列。
关于这种快速发展模式,ESD 问:"与 "猎鹰 "系列等无线电相比,"你认为 Azart 的发展速度更快,增加新功能的速度也更快?"Kalinin 回答说"看起来是这样,"他补充说,"我们不能将天线的改变称为硬件[改变]--根据定义它是硬件[改变]--但我们将其称为"解决问题"。但从[软件/固件层]的角度来看,是的,他们正在以更快的速度前进"。
“野蛮人”手中的“奇珍异宝”
尽管 Azart 系列具有强大的优势,而且目前的发展速度也很快,但它仍因与前代产品相比过于复杂而饱受批评。ESD 向Kalinin 询问了他的看法,即他是否认为无线电的设计更适合工程师而非士兵使用。Kalinin 的回答有些出人意料:他说:"是为将军们设计的",后来又补充说:"它是由杰出的工程师设计的,是要展示给将军们看的"。
在这方面,Kalinin 指出,这种无线电有一些真正的 "有问题的功能",尤其是与俄罗斯早期的第五代无线电 "Akveduk "系列相比。Kalinin 对两者进行了比较:"我看到了多种无线电的用户界面,我想说的是,Akveduk 拥有"靴子驱动"的用户体验和界面。我的意思是......你可以用靴子操作无线电,它的一切都很耐用,而且......你不会按错按钮。而另一个系统 [Azart] 则有漂亮的 TFT 显示屏,色彩丰富,还有红外线接入端口。"
当被问及红外接入端口的用途时,Kalinin 突然笑着说:"我不知道!"并苦笑着补充道:"我知道,但......我仍然想象不出[在]现实世界中使用它的案例"。的确,除了允许士兵用它来更换电视频道或打开楼宇空调设备的实用性值得怀疑之外,似乎很难想象为什么战术无线电需要这样的功能。除了这项功能,Kalinin 还强调,你可以更换Azart的屏幕壁纸--这是一部很棒的无线电台!他开玩笑说,"我没看到猎鹰IV ,但我打赌它们没有更换壁纸的功能!"
R-187P1 Azart VHF/UHF 无线电设备具有多种功能,包括 AM/FM 模式、数据传输、文本信息、卫星通信和全球导航卫星系统导航。它能够以最高每秒 20,000 次的速度跳频;可用于与飞机通信,甚至无需 SIM 卡即可通过 GSM 1800 网络进行通信。虽然它具有一些值得注意的功能,但它也拥有一些令人质疑的实用功能,如蓝牙、红外端口和全彩TFT 显示屏。
这些值得商榷的功能表明,设计中存在过度设计和不必要的复杂性。以前对 "Azart"的抱怨是,它过于复杂,许多普通俄罗斯士兵都无法使用。Infozahyst 公司的另一名代表指出,即使在使用 Azart 的俄罗斯士兵中,许多人也没有充分利用无线电的全部功能,并举例说,他们习惯于只使用 256 个可能频道中的 8 个,并推测其主要原因是懒惰。
当被问及 "Azart"的可用性时,Kalinin 将责任主要归咎于俄罗斯士兵的训练和教育水平:"你需要明白,在这里你可以培养出能够开发......最先进无线电的工程师,但如果你的国家在培养士兵方面失败了,[没有]基础教育、常识、学校或知识机构、大学......而你却把这种第六代无线电、SDR--花哨的东西交到野蛮人手中--你就不应该对这个人抱太大期望。他必须具备工程知识,了解自己在做什么,了解电台本身。是的,他们没有使用电台的全部功能,但这不是电台或电台工程师的失误,而是没有足够的培训和准备时间的单位失误......再加上电台本身的问题,再加上对最终用户的教育非常差"。
当被问及俄罗斯在受到严厉制裁的情况下继续生产 "Azart"系列的工业能力时,Kalinin 说:"我相信他们仍在生产,尽管他们使用的是......国家仪器芯片,但他们在购买这些芯片时避免了制裁和限制,因为我相信这是工业级甚至民用级芯片。因此,要控制这些芯片的来源并不容易。他们有很多盟国在购买这些芯片,并供应给生产。因此,我认为它们会一直生产到战争结束。
阻塞接收机:电子战威胁
关于乌克兰面临的俄罗斯干扰威胁,Kalinin 指出,有时即使是相对简单的干扰技术,处理起来也会非常复杂。他举例说,俄罗斯的 "Rychag-AV "系统由无线电电子技术公司(KRET)开发,安装在米-8MTPR-1 型直升机上。据Kalinin 称,该系统 "可用于使 ESM 系统过载,因为它每秒可产生 50 万个脉冲。这实在是太多了"。
Mi-8MTPR-1 正在着陆。可以看到右舷发射机天线位于主机身后部,与窗户持平,位于起落架支柱后方。
根据 Kalinin 的说法,问题在于每个脉冲在被剔除之前都需要由接收机进行处理,而每个接收机在给定时间跨度内能够处理的脉冲数量都有上限。因此,像 Rychag-AV 这样具有极高脉冲重复频率(PRF)的机载系统,即使不使用特别大功率的发射,也会给 ELINT 系统带来很大的问题--据 Kalinin 说,"它是机载的,因此100 瓦就足够了"。
Kalinin 详细阐述了这个问题:"你不能简单地忽视它。这无疑是脉冲接脉冲,会给你带来更多需要处理的脉冲。而市场上的许多系统都受每秒 100 万个脉冲的限制。因此......如果有一两个这样的系统,接收端的数据就会过载。"
Kalinin以一个简单的场景举例:"如果您有两架战斗机在两套Rychag系统的干扰下,每秒大约可以接收到100 万个脉冲。对于货架ELINT系统,一家大公司......可以处理 50 万个脉冲。这个问题在技术上仍然很难解决,这就像 DDoS 攻击......即使你有独立的脉冲、处理器、编码器等,你也会因为脉冲数量过多而不堪重负。”
自 2008 年格鲁吉亚战争结束以来,俄罗斯武装部队一直重视电子战。从那时起,俄罗斯对电子战进行了大力投入,将其作为对抗北约网络中心战的手段,这种系统在其武装部队中广泛扩散,俄罗斯机动旅获得了建制电子战连。
来自 KRET 的概念效果图,其中 Rychag-AV 的 L187A 电子战套件的关键部件以橙色标出。不过,读者应该注意,与图片不同的是,机身最前端的天线实际上是接收天线,而不是发射天线。而发射天线则是位于机身后部最靠后窗口后面的天线。飞机两侧也有同样的设置。
在乌克兰战争初期,俄罗斯的电子战部队未能发挥特别有效的作用,这很大程度上是因为这些系统都是陆基的,必须首先就位才能在不破坏己方通信的情况下有效发挥作用。然而,就像防空等许多能力一样,在战争开始阶段,他们的电子战部队也经常受到后勤的限制,无法前进到指定地点,或者干脆被堵在交通要道上。然而,一旦他们能够到达所需位置,其效能就会大大提高。相比之下,Rychag-AV 等空基干扰系统面临的此类作战限制较少。
响应号召:应吸取的教训
随着俄罗斯通信技术的逐步改进(尽管是以修修补补的方式),InfoZahyst 公司和乌克兰武装部队所面临的挑战似乎并没有变得更容易。不过,希望也是有的--乌克兰在应对俄罗斯通信技术和战术方面的独特经验,为他们未来应对俄罗斯在电子战军备竞赛中的调整提供了坚实的基础。
关于冲突的未来,在与包括Kalinin 在内的 Infozahyst 代表交谈时,他们的情绪似乎谨慎乐观,但并不乐观。虽然他们目睹了俄罗斯武装力量的严重缺陷,但也意识到这些缺陷正在逐步得到解决,而他们的敌人也在不断适应这一情况。
一名乌克兰武装部队ELINT 操作员在一栋废弃建筑的地下室远程控制设备。由于存在遭到俄罗斯袭击的风险,许多乌克兰系统允许操作员在安全距离之外控制设备。
从乌克兰在电子战方面的经验中可以得出以下主要教训:
与规模较大、价格昂贵、少量采购的解决方案相比,规模较小、价格较低、数量较多的系统更有用,也更不容易受到攻击。
ELINT 系统应与其他 ISR设备或侦察技术集成,以增强两者的能力并加快目标锁定周期。
电子战系统应分布到战术边缘,为前线指挥官提供灵活应对或预测对手行动的能力,而不必依赖更高级别的 ISR设备。
将设备和操作员位置“解耦”对于保护机组人员至关重要,以防设备被发现并成为敌方攻击的目标。
不安全的链接非常容易受到坚定对手的 COMINT攻击,因此,各个级别的安全通信至关重要。
保留冗余的通信形式至关重要。通讯不畅会产生各种连锁反应,从阻碍指挥控制和部队之间的协调,到降低炮兵火力任务的准确性。
乌克兰的电子战可能没有高爆火炮和导弹袭击那样的爆炸性场面,但两者通常都会随之而来。鉴于网络化设备在现代和未来战争中的核心地位,全世界的武装部队最好都能从乌克兰为控制电磁频谱而进行的无声战斗中吸取来之不易的教训。
电波之矛翻译自:Silent Struggle: Accounts from the Frontlines of Ukraine’s Electronic War
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