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中国科学家突破电子战技术:在“电磁风暴”中打造“安全眼”

电子战,现代战争的“无形战场”,传统手段常依赖全向干扰——像一场无差别覆盖的“电磁风暴”,虽能压制敌方通信,却也可能“误伤”己方和盟友网络。如今,中国科学家团队在这一领域取得突破性进展:开发出一种先进电子战技术,能在强信号干扰环境的中心创建一个“电磁平静区”,类似台风中心的“风暴眼”,实现对敌方的精准干扰,同时为友方提供“电磁保护伞”。这一创新不仅颠覆了传统电子战的逻辑,更标志着电子对抗从“粗放压制”迈向“精细操控”的新阶段。

核心原理:双无人机协同,“以波消波”造“零干扰区”

该技术由北京理工大学杨健教授团队领衔研究,相关成果已于7月24日发表在中国核心期刊《电子学报》(同行评议)。其核心依赖两架无人机的精密协同,通过“干扰+抵消”的双信号操作,在指定区域实现电磁干扰的“归零”。

具体而言,系统包含两个关键角色:

  • 主干扰机:由一架无人机搭载,负责发射强射频(RF)干扰信号,精准瞄准敌方雷达或通信系统,压制其信息传输。
  • 协同抵消器:由另一架无人机搭载,同步发射一个“反信号”。通过精确调整这一信号的波形、幅度、相位及相对时间,使其与主干扰信号在目标区域(通常是友军行动范围)相遇时发生“破坏性干涉”——两列电磁波峰值与谷值相互抵消,最终在该区域形成“干扰零点”,即电磁干扰强度降为最低的“平静区”。

团队在模拟中验证了这一效果:在20dB(强干扰信号比)环境下,目标合法用户所受电磁干扰可被降至“零”。这意味着,即便周边电磁环境已沦为“风暴”,友军仍能保持通信畅通、导航精准。

技术突破:纳秒级同步与自适应算法破解“精度难题”

实现“干扰归零”的关键,在于两架无人机信号的“同步精度”——哪怕仅出现皮秒(万亿分之一秒)级的时钟误差,都可能导致信号错位,使“零点”偏移或效果锐减。现实中,完美同步几乎不可能,但团队通过两大创新攻克了这一瓶颈:

一是自适应算法实时校准。系统在“零干扰区”部署反馈监测装置,持续捕捉残余干扰信号,并基于梯度下降技术(一种优化算法)实时调整“协同抵消器”的信号相位与幅度。就像“动态调音”,即使无人机因气流、机动等产生位置或时间偏移,系统也能在毫秒内完成修正,确保“零点”稳定。

二是多节点协同提升鲁棒性。团队进一步探索了“三架及以上无人机”组成的网状网络:若某一平台因干扰或故障失去同步,其他无人机会立即补偿信号,维持“电磁保护伞”的完整性。这种“冗余设计”大幅提升了系统在复杂战场环境中的生存能力和可靠性。

性能优势:数据速率显著提升,军事应用价值突出

与传统全向干扰相比,该技术的核心优势在于“双重能力”——既压制敌方,又保护友方。模拟数据显示,这一策略可使友方用户的“有效数据速率”(衡量通信效率的核心指标)平均提升3.2 bps/Hz(比特/秒/赫兹);即便在非优化条件下(如无人机机动、信号波动),提升幅度仍达1.5 bps/Hz。

这一提升意义重大:军事通信带宽通常为几十兆赫兹(MHz)至几千兆赫兹(GHz),按最低100MHz带宽计算,数据速率提升1.5 bps/Hz即意味着每秒增加150兆比特(Mbps)的传输能力——足以支撑高清视频传输、加密指令下发等关键军事需求,显著提升友军信息化作战效能。

应用场景:从实验室到战场的“电磁优势”延伸

目前该技术处于早期阶段,但已展现出极强的实战适配性。其核心载体“协同无人机平台”,与中国近年发展的长航时、中空无人机高度契合——例如2023年珠海航展展示的新型电子战吊舱,已集成威胁检测、干扰、诱饵部署等功能,输出功率达15千瓦(与先进战斗机相当),可连续长时间运行。这类平台若搭载“电磁风暴眼”技术,可在台湾海峡等争议空域构建持续的“电磁优势”:既压制敌方雷达与通信,又保护己方舰队、战机和地面部队的网络安全。

这一需求在当前战场背景下尤为迫切。西方分析人士指出,俄乌冲突中,俄军非定向电子战手段曾多次干扰民用GPS信号,导致波罗的海地区数百架商业航班受影响,暴露了传统“无差别干扰”的弊端——不仅误伤民用目标,更可能引发“混合战争”风险。而中国的“精准干扰+保护”技术,则从根源上避免了这一问题。

支撑基础:中国“时间同步”技术的全球领先地位

实现“电磁风暴眼”技术,离不开一项核心能力——高精度时间同步。事实上,中国科学家在相关领域已取得世界级突破,为下一代电子战乃至量子通信奠定了基础。

几年前,中国科学技术大学团队在新疆完成里程碑式实验:通过自由空间激光脉冲,将113公里外的两台光学原子钟同步,精度达“800亿年误差小于1秒”,堪比原子钟自身的稳定性。这种“纳秒级甚至皮秒级”的时间控制能力,正是“协同抵消器”精准发射反信号、多无人机网络协同的关键支撑。

精确计时技术还可赋能定向能武器(如激光武器)——通过同步控制多束光束的相位,将其汇聚成一束高能激光,大幅提升打击威力。这意味着,“时间同步”技术已成为连接电子战、量子通信、定向能武器等前沿领域的“核心纽带”。

电子战进入“智能精准时代”

中国科学家开发的“电磁风暴眼”技术,通过“干扰-抵消”双信号协同与自适应算法,首次实现了“对敌压制、对友保护”的电子战新模式。其不仅解决了传统电子战“误伤友军”的痛点,更以数据速率的显著提升、多节点协同的鲁棒性,展现出极高的军事应用潜力。随着高精度时间同步、无人机平台等支撑技术的成熟,这一创新或将推动全球电子战从“粗放压制”迈向“智能精准”的新阶段,重塑未来战场的“电磁规则”。获取更多有价值信息 访问:https://byteclicks.com

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