美国陆军电磁频谱作战-射频数据导频(RFDP)计划概述与作战意义
作者:军鹰智库员外 来源:军鹰动态
摘要
本文系统阐述了美国陆军网络司令部(ARCYBER)主导的电磁频谱作战-射频数据导频(RFDP:Radio Frequency Data Pilot)计划的背景、目标、实验进展及其对未来电磁频谱作战的影响。文章首先指出乌克兰战区的射频频谱已成为全球最拥挤、最具争议的战场,俄乌双方以及民用部门均高度依赖该频谱进行指挥控制、情报监视、定位授时和雷达探测。为在如此复杂的电磁环境中实现“频谱主导”,美国陆军启动了RFDP项目,旨在通过软件实验提升部队对射频数据的感知、分类、传输、分析及快速生成对抗波形的能力。
文中详细描述了RFDP的实验框架、关键技术路径(包括射频数据加权、信号参数识别、AI驱动的干扰波形生成等),以及已在2024年9月“先锋-24”演习中验证的成果。文章进一步列举了项目的主要利益相关方、与地面层系统(TLS)及电子战规划管理工具(EWPMT)的集成计划,并说明了项目的技术成熟度(TRL-6)评估、里程碑安排以及对部队组织、训练、装备、政策的潜在影响。最后,本文作者强调RFDP不仅是技术研发平台,更是赋能指挥官在电磁频谱中快速获取、处理并投送作战效应的关键手段,为实现跨域电磁优势提供了可复制的作战框架。
关键字:射频数据导频(RFDP)、电磁频谱作战(E2S)、电子战(EW)、ARCYBER、频谱主导、射频数据分类、对抗波形生成、AI-驱动干扰、TLS(地面层系统)、EWPMT(电子战规划管理工具)、先锋-24演习、技术成熟度(TRL-6)
美国陆军的电磁频谱作战-射频数据导频(RFDP:Radio Frequency Data Pilot)计划正在开发处理数据和开发效果的能力,以支持电磁机动作战。
可以公平地说,乌克兰战区的无线电频谱是世界上最拥挤、最有争议的。俄罗斯和乌克兰依靠这一频谱进行指挥和控制(C2)以及情报、监视和侦察(ISR),通过常规和卫星无线电通信链路为C2语音和数据流量提供至关重要的连接。来自太空的信号传输来自全球导航卫星系统(GNSS)星座的定位、导航和授时(PNT)数据。这些PNT信号指导从部队到导弹的一切,同时也提供自动化系统和网络所依赖的定时信息,以同步和管理其过程。雷达,无论位于地面、空中、武器或海军舰艇上,都使用无线电信号来发现、识别和跟踪目标;这些雷达也可能有助于将武器对准目标。在本文中,无线电和雷达信号统称为射频(RF)信号。
除了俄罗斯和乌克兰军队,平民也依赖无线电频谱进行蜂窝、卫星和常规通信。广播、紧急服务和私营部门也依赖频谱进行通信和PNT提供。为了加剧这种拥堵,军用射频信号尽最大努力使其尽可能难以检测。电子战格言说,找到信号,你就找到了资产。射频发射可用于精确定位发射它们的资产的位置。该资产可能是装甲车、士兵、军舰、飞机、传感器、武器或总部。一旦发现资产,就可以用动能火力(kinetic fires)击中它。
同样,资产的射频信号也可以使用干扰进行电子攻击。跨海、陆、空、太空和网络空间域的网络军事资产可能会受到用恶意代码调制的射频信号的攻击,这些信号指向他们所依赖的网络。一旦进入网络,网络攻击就会开始;单个资产可能被恶意代码感染,数字依赖的作战管理和指挥控制系统也可能被感染。电子战(EW)带来的网络攻击不仅有造成混乱的倾向;它们也可以成为窃取有价值数据的有用载体。
这就是无线电频谱的军事价值,正如乌克兰和中东持续的冲突所证明的那样,海军、陆军、空军、太空和网络部队都在寻求确保“频谱主导地位”。这在实践中意味着什么很难定义,这个词已经变成了陈词滥调。尽管如此,该术语可以翻译为捕获和维持电磁频谱作战优势和霸权。E2S是通过电磁机动作战实现的,强调友军电磁能力的持续运动,以在频谱内获得对敌方部队的优势。在各种冲突中,可以在战术、作战和战略层面进行各种演习。这种电磁频谱作战方法与高强度联合兵种作战同样适用于平叛战争。
借鉴空中力量理论,电磁优势是指红军电磁能力只能偶尔挑战蓝军频谱所有权的条件。当红色部队无法对蓝色部队频谱使用进行任何有意义的干扰时,电磁霸权就获胜了。根据电磁战的需求和紧急情况以及压倒性任务,E2S可以在空间和/或时间上受到限制。
简而言之,电磁波谱是一个与上述领域非常相似的机动环境。然而,一个关键的区别是,电磁频谱涵盖了所有这些领域,跨这些领域的操作都取决于频谱的访问和所有权。因此,将电磁波谱称为环境而不是域可能更合适。
也可以说,无线电频谱变得如此复杂,以至于很快就有可能超越人类认知的极限,去发现、修复和参与感兴趣的信号(SOI)。根据数据报告研究公司(Datareportal)的数据,截至2024年,乌克兰拥有5560万手机网络用户,并以某种形式使用无线电频谱增加了数十万军事资产。军事频谱用户将使用使用通信/传输安全(COMSEC/TRANSEC)协议(如跳频)的无线电信号来隐藏在这个电磁泥潭中。这些相同的信号通常采用低截获/检测概率的手段,使其难以被检测到。
RFDP作战概念
美国陆军网络司令部(ARCYBER)的射频数据导频(RFDP:Radio Frequency Data Pilot)计划正在帮助理解频谱,并提高部队在其中的机动能力。本质上,RFDP是一个软件实验,旨在使频谱更容易理解,从而更容易利用。2021年,陆军开始对其利用相关射频作战管理数据的能力感兴趣。根据美国陆军的一份报告,2021年至2024年间连续的陆军研究结果表明,部队需要“在电磁波谱中灵活行动,以行动速度机动和交付效果”。演示文稿继续说,RFDP将进行实验,以确定“射频数据分类、传输和后续数据分析以及对策/射频效应能力发展”的要求。
▲美国陆军的射频数据导频(RFDP)计划始于2024年10月,预计将持续到2025财政年度结束。该项目将为部队改进和改进其在电磁频谱中的作战方式做出重要贡献
本质上,RFDP实验将确定优先处理射频(RF)相关数据的方法。这在实践中可能意味着,射频数据的重要性可能会被加权。考虑一下这种情况:蓝军通信情报(COMINT)收集揭示了固定的红军部队的位置。部队的射频发射器,特别是他们的无线电,是固定的,这可能表明排正在休息或等待命令。如果通信情报现在显示这些无线电以约35公里/小时(22英里/小时)的速度移动,这可能表明该排安装在其车辆中;无线电流量的任何激增都可能表明攻击迫在眉睫。
电子战从业者不需要闯入红色部队交通来辨别这些潜在事件,因为即使所有红色部队无线电信号突然丢失,也可能表明排正在观察发射控制条件,这也可能是攻击的前奏。这个例子说明了如何根据数据所代表的内容对不同的数据进行加权。这些信息的价值,以及与面向红色部队可能前进轴的蓝色部队共享这些信息的必要性,都会发生变化。

在分享之前,上面强调的数据可能需要额外的分析。根据蓝军电子战干部检测到的信号参数,红军部队可能使用哪种类型的无线电?让我们假设他们正在检测俄罗斯陆军机动步枪排装备的P-187 Azart无线电的甚高频传输。手持P-187P1无线电的无线电流量使用从42 MHz到43 MHz的1 MHz波段。这些信号在该波段上使用每秒50跳的跳频率。该信号的有效辐射功率为31 dB,在12公里的范围内降至约-86 dB。P-187系列无线电正在引入俄罗斯陆军,尽管有传闻表明,作为俄罗斯最先进的战术无线电,这些无线电最初装备在精英部队。通过观察上述信号参数,电子战干部可以很有可能地确定他们检测到的信号来自P-187无线电。已经发现的这种无线电模型可能表明,当地的蓝军可能即将面临俄罗斯精英部队的攻击。
正如美国陆军演示文稿中所指出的那样,RFDP正在寻求推进“对抗措施/RF效应能力发展”。回到我们上面的例子,这在实践中可能意味着,可以迅速制定适当的对策,并将其传播给面临预期俄罗斯攻击的蓝军。通过理解P-187无线电的信号参数,可以起草一个可能阻止这些无线电相互通信的干扰波形。也许干扰波形已经可用并准备就绪?或者,人工智能算法能否快速配置有效果的干扰波形?也许处于战术边缘的蓝军电子战干部已经有了可以施展的电子攻击战术?无论哪种方式,RFDP项目的目标都是加快将电子攻击执行器交到需要它们的人手中的速度。
利益相关方
RFDP由美国陆军网络司令部以外的数十个利益相关者组成:陆军网络卓越中心与部队的情报、电子战和传感器项目执行办公室一起参与其中。其他参与者包括陆军指挥、控制、通信、计算机、网络、情报、监视和侦察中心、陆军卓越情报中心和陆军未来司令部。除了上述目标外,RFDP的结果还将影响军队未来在电磁频谱内的作战方式。
为此,在最近的演习中,包括2024年9月在亚利桑那州华楚卡堡举行的“先锋-24(Vanguard 24)”演习,相关的RFDP能力已经过了考验。根据美国陆军关于这一事件的报告,“先锋-24(Vanguard 24)”演习深入研究了高空传感器、地面系统和微型传感器,并探索了可以穿越远距离的电子战能力”。该活动由美国陆军情报卓越中心和部队情报能力发展集成局共同赞助。文章继续说,这次演习展示了可能影响2030年至2040年战争的新兴技术和记录项目。参与演习的技术包括浮空器、载人和无人驾驶飞机以及天基传感器。与RFDP相关的演习的一个关键目标是收集、处理和与参与者共享数据的能力。
▲2024年9月,美国陆军在亚利桑那州华楚卡堡进行了“先锋-24(Vanguard 24)”演习,评估了与RFDP相关的技术
美国陆军网络司令部(ARCYBER)表示,RFDP本质上是一个操作实验,“为记录、政府和商业现成解决方案以及战略部队现代化提供信息”。ARCYBER的声明继续说道,RFDP的结果将“影响军队的条令、组织、训练、物资、领导力和教育、人员和设施政策调整”。虽然该实验的一些结果可能会导致有形技术的开发和实现,但“其他结果将完善政策和作战框架”,而最终,所有努力都“旨在提高电磁频谱的杀伤力”。
陆军交付成果
更明显的是,美国陆军正在对其机动部队电子战资产进行重大改革。这项工作包括采购地面层系统(TLS)系列功能。TLS将以TLS BCT(TLS旅战斗队)的名义提供战术机动部队电子战系统。马斯托顿设计有限公司(Mastodon Design Ltd.)正在交付总体TLS BCT要求的背包、可拆卸组件,而洛克希德·马丁公司正在交付车载TLS BCT组件。作战级机动部队电子战将由TLS EAB(梯队以上旅)架构提供,洛克希德·马丁公司也参与了TLS EAB的提供。陆军机动部队电子战的作战管理和指挥控制要素由雷神公司的电子战规划管理工具(EWPMT)提供。美国陆军网络司令部(ARCYBER)声明补充说,RFDP的结果可以在相关的情况下实施到地面层系统(TLS)和电子战规划管理工具(EWPMT)等功能中。
通过RFDP开发的技术正在开发到技术成熟度六级(TRL-6)。根据美国国防部的定义,TRL-6意味着一个系统或子系统已经在相关环境中得到了验证。显然,像先锋24演习这样的努力在这方面发挥着重要作用。ARCYBER的声明说,这些TRL-6结果将为“效应的产生和传递奠定基础”。
▲同样,RFDP可以帮助告知其他正在进行的美国陆军电子战项目的未来轨迹和规格,如地面层系统-旅以上梯队能力,此处显示了艺术家的渲染图
本质上,将开发一种架构,可以产生所需的电磁效应,如电子攻击波形,并相应地传递这些效应。另一个关键结果是,这些效果应该使用多个不同的系统来实现。此外,这意味着效果不一定只能通过TLS变体交付,而是在可能的情况下通过其他射频(RF)发射器交付:如果通过配备无人机的干扰有效载荷交付所需的电磁效果更合适,那么就这样吧。从数据的角度来看,RFDP将通知架构设计,以确保电磁数据以与任务相关的速度交付给指挥官。
美国陆军网络司令部(ARCYBER)表示,该倡议于2024年10月正式启动,目前的计划要求RFDP运行到2025年美国财政年度结束。在RFDP得出结论后,该计划有可能继续进行,或将实验结果应用于美国陆军电子战能力。该计划的交付成果将通过一系列里程碑来实现。RFDP里程碑-1将开发快速生成和交付效果的架构。里程碑-2将继续进行快速效应生成和编程,而里程碑-3将研究与盟友和合作伙伴共享电磁数据的技术。ARCYBER说,所有这些里程碑的一个组成部分是制定一系列标准,以简化部队之间和部队内部的数据处理。
很容易将RFDP定性为主要关注技术,但ARCYBER坚持认为,该倡议的目标更深入:“RF数据飞行员不仅仅是新技术,”ARCYBER负责支持的副司令史蒂文·D·雷恩说:“这是为了赋予各级指挥官’拥有’电磁频谱的权力,使我们的地面部队更有效率。”通过RFDP等倡议,陆军网络司令部(ARCYBER)“为(机动部队)提供工具,以更快、更明智地做出决策,并产生RF效果,支持他们在日益复杂的作战空间中的行动”。此外,人们很容易认为RFDP纯粹与电磁操纵有关,但这是虚伪的。电磁操纵本身并不是目的。电磁频谱作战(E2S)的捕获和维持在所有领域、所有级别的战争和冲突中都是相关的。对于美国陆军来说,RFDP的可交付成果“保护我们的地面部队,并为他们提供对抗敌人的战场优势”。
▲美国陆军的电子战规划和管理工具是部队的电子战指挥控制和作战管理系统。未来,通过RFDP实现的电子战战术和技术可以引入电子战被动微波制导/定位(PMT)技术
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