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不久前,美國國防部召開記者會(huì),發(fā)布了最新的電磁頻譜戰(zhàn)略,提出拓寬可用電磁頻譜。美國國防部首席信息官特里·塔凱表示,此舉是為了滿足未來戰(zhàn)爭和國防安全的需求,也是美國軍方應(yīng)對(duì)當(dāng)前電磁頻譜資源日益緊張的新思路和新舉措。
“頻譜和子彈一樣重要!边@是美國陸軍野戰(zhàn)頻譜管理?xiàng)l令中的一句經(jīng)典名言,由此可見,美軍對(duì)電磁頻譜的高度重視。
美國前任國防部常務(wù)副部長沃爾福威茨說過:“如果不能保證對(duì)電磁頻譜資源的合理利用,就無法滿足美軍近期作戰(zhàn)目標(biāo)和國土防御任務(wù)的要求,也不能實(shí)現(xiàn)軍隊(duì)轉(zhuǎn)型的目標(biāo)!
電磁頻譜是戰(zhàn)場信息傳輸?shù)闹匾ǖ。一方面,?zhàn)場上的通信聯(lián)絡(luò)、指揮控制、情報(bào)偵察、預(yù)警探測等功能的實(shí)現(xiàn),無不以電磁頻譜為物質(zhì)基礎(chǔ)。因此,有人頗為貼切地將其比喻為信息化武器裝備與系統(tǒng)的“腦干”組織。
另一方面,電磁頻譜也是信息化戰(zhàn)爭時(shí)代新型作戰(zhàn)形式有效運(yùn)用的重要依托。從早期的電子戰(zhàn)、網(wǎng)絡(luò)戰(zhàn),到近年來提出的網(wǎng)絡(luò)中心戰(zhàn)、網(wǎng)電空間作戰(zhàn)等,都離不開電磁頻譜提供的環(huán)境支撐。
美軍參聯(lián)會(huì)前主席、海軍上將穆勒曾在海灣戰(zhàn)爭結(jié)束后作出預(yù)言:“如果發(fā)生第三次世界大戰(zhàn),獲勝者必將是最善于運(yùn)用電磁頻譜的一方!
根據(jù)教科書上的定義,電磁頻譜是指按照電磁波波長或者頻率連續(xù)排列的電磁波族。通常情況下,電磁頻譜被定義為國際通信聯(lián)盟已經(jīng)規(guī)劃的,可以利用的10KHz~400GHz的電磁波范圍,而低于10KHz的電磁波屬于音頻范圍,高于400GHz的電磁波屬于光波范圍。
從理論上講,電磁頻譜資源是無限的。但是,受到當(dāng)前科學(xué)技術(shù)發(fā)展水平和電磁波傳播特性的制約,目前人們對(duì)電磁頻譜資源的利用只能局限在一定的頻率范圍內(nèi)。美國國防部統(tǒng)計(jì),美軍使用的電磁頻譜一般都在40GHz以下,且大多數(shù)是在6GHz以下。而現(xiàn)役的大部分用頻裝備又都集中在戰(zhàn)術(shù)高頻、戰(zhàn)術(shù)甚高頻等幾個(gè)頻段,這就好比很多輛車擠在一個(gè)車道行駛一樣。
在戰(zhàn)場上,隨著信息技術(shù)的迅猛發(fā)展,用頻裝備的類型、規(guī)模和數(shù)量都在以驚人的速度增長。以美軍為例,海灣戰(zhàn)爭時(shí)期,為了確保多國部隊(duì)?wèi)?zhàn)時(shí)的7500多個(gè)高頻網(wǎng)絡(luò)、1200多個(gè)甚高頻網(wǎng)絡(luò)和7000多個(gè)特高頻網(wǎng)絡(luò)的有效運(yùn)行,美軍調(diào)配了30000多個(gè)頻率供其使用。然而到了阿富汗戰(zhàn)爭和伊拉克戰(zhàn)爭時(shí)期,美軍所使用的電磁頻譜資源已是海灣戰(zhàn)爭時(shí)期的10倍以上。
在近幾場局部戰(zhàn)爭中,已經(jīng)出現(xiàn)了戰(zhàn)場電磁頻譜資源不夠用的狀況。例如,在阿富汗的軍事行動(dòng)中,美軍多次出現(xiàn)因?yàn)榉峙洳坏娇捎玫耐ㄐ烹姶蓬l譜,而不得不限制無人機(jī)的使用數(shù)量和次數(shù)。
這還只是小規(guī)模的戰(zhàn)斗,在未來的大規(guī)模作戰(zhàn)中,戰(zhàn)場電磁頻譜的不足可能會(huì)導(dǎo)致大范圍的頻率堵塞和指控信息中斷,這對(duì)戰(zhàn)斗力發(fā)揮嚴(yán)重依賴電磁頻譜的現(xiàn)代軍隊(duì)來講,無疑將產(chǎn)生嚴(yán)重的后果。
面對(duì)這一嚴(yán)峻形勢,美軍不得不依靠與民用電磁頻譜資源共享解決問題。為此,美國國防部和政府在近幾年大幅調(diào)整電磁頻譜戰(zhàn)略,意在通過平衡軍用和民用的多領(lǐng)域需求,達(dá)成最大程度的共享使用,從而緩解電磁頻譜資源不足的現(xiàn)狀。
在2008年修訂的《國防部頻譜戰(zhàn)略計(jì)劃》中,美國國防部專門向聯(lián)邦政府電磁頻譜管理機(jī)構(gòu)提出了未來頻譜需求計(jì)劃。同時(shí),美軍不斷加大對(duì)現(xiàn)有電磁頻譜資源管理和計(jì)劃的力度,以盡可能地提高電磁頻譜共享的程度,并展開電磁頻率重復(fù)利用和增效技術(shù)的研究,以提高電磁頻譜的利用效率。
2012年,美國總統(tǒng)科技顧問小組向奧巴馬提交了一份1000MHz的寬帶共享報(bào)告,計(jì)劃通過建立大帶寬、微小區(qū)的頻譜共享結(jié)構(gòu),建成世界上第一個(gè)頻譜高速公路。2013年,奧巴馬又發(fā)布了一份名為“擴(kuò)大美國在無線創(chuàng)新上的領(lǐng)導(dǎo)地位”備忘錄,指定聯(lián)邦機(jī)構(gòu)和辦公室加快許可和鼓勵(lì)共享聯(lián)邦用途頻譜的努力。
在這一過程中,美軍也認(rèn)識(shí)到,技術(shù)不是唯一的出路,最根本的有效解決途徑還是“將道路不斷拓寬”,即通過擴(kuò)展可用電磁頻譜來增加頻譜資源。美軍認(rèn)為,越早完成這一步,越能盡早掌控未來戰(zhàn)場的信息制權(quán)。
美國國防部副首席信息官羅伯特·惠勒說,美軍此次拓展可用電磁頻譜的目的不是為了反應(yīng),更多的是先行一步。簡而言之,就是要保持走在世界各國軍隊(duì)前列的態(tài)勢,在未來戰(zhàn)爭打響之前,搶占電磁頻譜領(lǐng)域這一信息制高點(diǎn)。
(作者單位:空軍工程大學(xué))