技术领域战争：电磁频谱作战空间的代价强加与机动（万字长文）

电磁频谱（EMS）支撑现代机动战法，此类战法对网络连接性要求更高，需依托传感器到射手链路实现全域联合作战的同步协同。学界普遍假定传感器可为精确制导武器（PGW）使用者提供精准情报，进而提升目标打击的速度与精度¹。然而俄乌冲突凸显了电磁频谱内行动的艰巨性，亦印证了技术的颠覆性特质会对机动行动形成掣肘。电磁频谱属高度对抗环境，己方与敌方部队均试图充分释放自身武器系统效能，竭力夺取优势，同时试图阻断对手对频谱的接入²。鉴于电磁频谱接入权并无保障，作战筹划亟需转型，将电磁频谱定位为联合全域机动的核心理念。本文余下部分将阐释电磁频谱机动概念，将该概念与代价强加战略相衔接，继而提出电磁频谱战场开展低成本竞争的可行路径。

美国已投入大量精力探索与发展电子战（EW）能力，但对电磁频谱作为机动空间的研究仍显不足。从概念层面而言，电磁频谱机动指动态运用电磁能量，通过管控或阻断信息与通信流达成作战目标。传统意义上的机动指调动兵力以获取对敌位置优势³。而在电磁频谱领域，这一概念转化为跨频段切换、适配或管控信号与能量，以获取类似的位置优势。需明确的是，电磁频谱机动具有流动性特征，并不局限于非物理领域。相反，敏捷的电磁频谱机动要求快速适配物理（基础设施）与非物理（频谱）空间的动态变化，以达成预期作战效果。

图1：电磁频谱环境

电磁频谱内的机动行动需深刻把握两大核心要素：物理与非物理域的区分，以及攻防行动的平衡。电磁频谱机动的非物理层面涵盖对频谱内电子战的传统认知。此类频谱机动通过调整频率或信号特征操控电磁环境，以获取有利态势。典型示例为采用时分复用（TDM）技术，该技术通过将单一频率划分为多个时隙，允许多路信号共用同一频率。与之相对，物理机动域涉及部署干扰设备或信号传输装置等有形资产，以在电磁频谱内夺取优势。此外，电磁频谱机动可从攻防维度划分：电子战的进攻端即电子攻击（EA），旨在主动削弱或剥夺敌方对电磁频谱的接入权；电子防护（EP）作为电子战的防御端，聚焦于保护己方电磁能力免受敌对行动侵害。深刻理解并有效平衡上述要素，是电磁频谱内遂行成功作战机动的必要条件。

针对电磁频谱内的各类挑战，美国亟需进一步将其认定为关键机动空间，采用代价强加战略，依托可负担、经改装的民用技术形成优势。俄乌冲突等近期战事凸显了电磁频谱内机动行动的影响力，以及运用多元低成本技术对敌形成代价强加优势的实践。谷歌气球项目虽未列装，但可作为利用商业技术反制对手、降低研发成本的典型案例。后文将详细论述的谷歌气球项目，即是创新运用商业技术的范例：通过采用低成本平流层气球而非高成本对抗手段，依托代价强加杠杆在电磁频谱内夺取位置优势。依托民用领域广泛可及的技术，军队可降低新型军事平台的研发与生产成本。

图2:EMS范围

电磁频谱的频谱组成部分涵盖支撑无线网络连接的电磁辐射范围，有效管控军用频率部署是夺取决定性作战优势的核心。军事行动中，对该范围内的频率实施管控与部署，是夺取决定性优势的关键。电磁频谱考量的起点通常为电磁辐射范围，因美军在全频谱段列装装备，且绝大多数军事装备需依托频谱连接方可运转（见图2）⁴。高效军事行动依赖可靠的指挥控制（C2）系统，该系统依托电磁频谱各频段实现全军层级安全、迅捷的通信联络。军事行动的网络中心化属性，要求在电磁频谱的非物理组成部分维持行动自由与位置优势⁵。此类位置优势既包括占据频谱空间，也包括通过提升信号强度反制干扰。战场态势感知需依托高保真数据通信，对带宽要求较高。带宽密集型行动的典型案例是将传感器的全动态视频传输至分析人员与操作人员。此外，随着电磁频谱与网络行动的深度融合，军事行动的网络中心化程度将持续提升。当下，传感器到射手架构是作战的重要组成，维持目标锁定直至适配弹药命中预定目标至关重要。俄乌冲突双方均遭遇电子战对电磁频谱的严重干扰，即便是最乐观的情况，也难以在弹药命中前持续维持目标锁定。夺取并巩固频谱内的位置优势，对维系作战优势、确保联合作战成功具有决定性意义。

尽管频谱备受关注，但军事行动的空间分散属性要求统筹考量电磁频谱的频率与物理双重维度。厘清系统与装备的物理布局至关重要，因数据传输路径需贯穿电磁频谱的频谱与物理两大组成部分⁷。敌方电子攻击能力的物理部署位置直接影响对己方系统的干扰效果。外界对电子攻击普遍存在认知误区，认为只需开启干扰机即可瘫痪敌方或目标系统。实则不然，干扰强度受距离与地形影响，会在干扰覆盖范围内形成盲区。此类地理间隔既构成需防御的通道，也成为可加以利用的突防路径⁸。系统部署位置与地形是交战方在电磁频谱内夺取位置优势的要素。最终，辐射易感性即装备受干扰的潜在程度，由系统类型、周边地形及与干扰机的距离共同决定⁹。上述各要素均在军事行动的现实物理约束下，影响着装备部署与频谱接入权的争夺。

现代作战中，电磁频谱接入权是开展进攻行动、打击与扰乱敌方连通性的隐含前提。电子攻击依托电磁频谱扰乱、欺骗或阻断敌方频谱接入，削弱其网络化系统运用能力，使其对网络连接产生依赖。陆军部（DOW）明确定义电子战为“运用电磁能与定向能管控电磁频谱或对敌实施攻击”¹⁰。在当前冲突范式下，电子战多聚焦于电子攻击行动，旨在对敌方雷达、通信网络、导弹制导等频谱关联系统施加不利影响。进攻性电子攻击的核心技术为电磁干扰（EMI），即通过电场或磁场干扰诱发并削弱系统对频谱的接入能力¹¹。研发新型电子攻击系统可迫使对手将资源从其他军事或经济优先事项中抽调，以规避相关漏洞。通过剥夺敌方电磁频谱接入权，己方可迫使其采取成本高昂的防御或补偿行动¹²。依托电子攻击挑战敌方频谱接入权可制造漏洞，迫使对手承担更高成本。

与之对应，现代作战的分散部署属性要求构建稳固防御体系，以保护关联通信的突防路径。电子防护对上述路径实施防护，重点排查易导致单点故障的瓶颈节点，通过能力冗余强化抗电磁干扰能力¹³。统筹考量电磁频谱的物理与频谱维度时，优先级并非全域设防，而是聚焦关键数据与通信路径。例如，即便无电磁干扰，现有信息需求已超出纯电磁频谱传输与存储的承载能力。这一短板要求配套物理基础设施，以实现数据源与终端用户间的连通。传感器与存储端的连接，叠加战术前沿的低带宽时延，若筹划不当，极易导致关键时段作战行动丧失接入能力¹⁴。科学部署物理基础设施与优化频谱部署是电子防护的核心组成部分，可在现有信息基础设施框架下，实现数据高效融合，同时保持低时延。

当前部队运用战略以远征模式为核心，进一步加剧了电磁频谱内维持关键节点与接入权的难度。以中俄电子战能力为例，其聚焦阻断美军依托远征编队运用电磁频谱的能力，对联合作战指挥控制形成挑战¹⁵。漫长的通信线路提升了关键节点与接入点的防护难度，使其更易遭受电子战威胁。芬兰军队已演示通过频谱敏捷性与加固接入点，在应对电子战的同时防护关键节点的策略。但芬兰模式强调防御姿态，对内部通信线路拥有较强掌控力。远征模式则需在复杂地形与跨国境条件下依托漫长通信线路。冲突爆发前铺设长距离光纤或铜缆成本极高，且面临重大政治阻碍。此外，此类线路更易遭受敌方攻击，进一步凸显了频谱连通的重要性。各类电磁频谱效应会影响投送系统的脆弱性，远征部队部署时需平衡距离与风险消减需求¹⁶。在频谱内实施机动（如跳频以规避电子战单元）的同时，亦需将物理接入点纳入机动考量¹⁷。远征模式下有效维持关键节点与接入权，需采用多维策略，融合频谱敏捷性与适应性物理基础设施，以应对漫长通信线路带来的更高脆弱性。

电磁作战空间的代价强加战略

战役级代价强加战略依托军事战略与战术，迫使对手在特定战区或战役中耗费大量资源、时间与精力，削弱其作战效能。军事战略的核心要义在于制衡优势、利用弱点，以可行路径达成既定目标¹⁸。军事代价强加战略旨在迫使对手投入巨额财政、技术与人力资源，同时将己方开支控制在最低水平¹⁹。该战略通过扰乱敌方高效、顺畅行动的能力，使其行动成本远超潜在作战收益。正如谢林（1967）精辟指出：“敌人被迫承担的任何成本对我方而言均具正向价值，而我方为实施行动或因决策产生的成本则必须计为负值。”²⁰代价强加依托不对称优势，迫使对手在回报递减的领域加大投入，或为维持与我方的能力对等付出不成比例的努力。

电磁频谱内的竞争需统筹运用高端武器系统与低成本技术，在实现目标识别与能力融合的同时对敌强加成本。胜利往往取决于部队协调多元柔性技术夺取优势的能力，而非依赖单一细分技术。优势获取依托于此类军事交战：迫使对手持续消耗资源却无法取得决定性胜利。从技术维度看，生产与成本优势曾为军队赢得战争提供过决定性支撑。此类代价强加优势通常并不显性，但一战中德美坦克竞赛是广为人知的案例：截至1944年年中，美军可列装1555辆坦克，而德军仅能列装300辆²²。美国以合理节奏与成本实现坦克量产的能力，支撑其在战场上部署更多兵力。相对廉价却高效的创新成果，可迫使对手以不成比例的巨额资源予以应对。该路径依托交战双方的技术与经济不对称，运用仍可给对手制造重大作战挑战的低成本技术²³。正如一战的工业坦克竞赛，当今电磁频谱领域的竞争同样要求具备快速超越对手匹配能力的量产与创新实力。依托经济性技术，军队可在将自身开支降至最低的同时，对敌强加巨额成本，逐步削弱对手的持续作战能力。

谷歌气球项目又称Project Loon，是由Alphabet公司子公司Google X于2013年6月开发的创新项目²⁴。该项目核心目标是通过高空气球与电信设备，为全球偏远、难以抵达的区域提供互联网接入服务。具体而言，谷歌气球项目旨在构建平流层气球网络（距地面约18-25公里），为缺乏现有基础设施或受自然灾害影响的区域提供4G LTE互联网服务²⁵。聚乙烯材质气球可耐受平流层的恶劣环境。尽管气球耐用性较强，预估生命周期达5年，但电信设备与电池需每100天维护一次²⁶。本质上，该类气球充当浮动基站，为传统基础设施难以建设或经济上不可行的区域提供互联网连通能力。

Loon项目为提供互联网覆盖提供了创新性远征解决方案。每个气球配备太阳能板供电，可在空中驻留数月，随气流环游全球。气球进入平流层后，操作人员依托盛行风调控气球轨迹，地面系统则通过协调气球位置维持持续覆盖²⁷。气球还设计为自主运行，软件算法可自动调整其高度与位置，以维持最优网络覆盖与连通性。部署到位后，气球可构建网状网络，将信号从一个气球中继至另一个气球，直至抵达连接互联网服务提供商的地面站²⁸。谷歌气球已在肯尼亚农村地区、巴西及2017年飓风玛丽亚过后的波多黎各等多个区域成功提供互联网接入服务²⁹。利用气球构建高空网状网络的实践，为克服难以通达区域的可靠连通难题提供了极具前景的路径。

尽管路径创新，谷歌气球项目仍面临多重挑战，包括部署成本高企、稳定持续网络构建难度大，以及各国监管壁垒等。2021年1月，Alphabet宣布因商业模式不可持续，终止Loon项目。用户订阅收入远低于气球的运维成本。尽管项目终止，谷歌气球的技术积累与实践经验仍为全球互联网覆盖的创新供给提供了借鉴。Loon开创了运用非常规路径弥合数字鸿沟的先河，对国际电信领域产生了深远影响。

战场运用商业项目

谷歌气球有助于破解两大电磁频谱运用难题：一是远征模式下的行动限制，二是应对将频谱接入视为作战关键弱点的敌军。远征思维要求己方部队依托外部通信线路行动，此类线路常易受攻击或被轻易破坏。谷歌气球可提供关键作战优势，为传统基础设施受损或缺失的偏远、难以抵达区域提供网络接入。谷歌气球可在地形复杂或基础设施受损的军事行动区域，构建或恢复关键通信链路。这可确保部队在强对抗环境下仍保持连通，维持对电磁频谱的数据与情报接入权。

谷歌气球无需依赖脆弱的静态地面系统即可部署移动、灵活的通信网络，可大幅提升通信完整性。

图3：成本对比：谷歌气球与空空导弹³⁴

Loon可通过在敌方试图干扰或破坏通信的区域维持实时连通，提供作战机动优势。特种作战部队已采用此类电磁频谱机动路径，依托goTenna开展训练，该设备可为战术行动提供便携式窄带网状无线电³¹。与特种作战的应用案例类似，谷歌气球可进一步提升电磁频谱机动能力，降低战役层面的电磁干扰风险。Loon可提供更具韧性的高空平台，对传统干扰技术的抵御能力更强。此类平流层气球比传统地面基础设施更难被瞄准，为应对高强度电子战行动、维持通信提供了可靠替代方案。此外，Loon的分布式架构（由多颗气球提供覆盖）可形成冗余，大幅提升敌方全面破坏大区域通信的难度。

代价强加战略的核心是利用低成本技术，迫使对手付出数倍成本。与发射卫星或新建地面基础设施相比，谷歌气球提供了一种廉价的网络覆盖构建路径。谷歌气球的分散移动特性使其成为经济性极低的打击目标：其作为网络系统的自适应能力，以及调整位置以破坏敌方杀伤链的能力，大幅降低了效费比³²。此外，打击此类气球的成本远超其生产与维护费用。2017年单颗气球的预估成本约为17870美元（参见图2）。对军事行动而言，这意味着部队仅需花费常规方法的一小部分成本即可快速部署通信网络，同时迫使对手投入巨额电子战能力尝试破坏。即便仅对比常规拦截手段，空空导弹的成本也远高于单颗谷歌气球。谷歌气球比最廉价的导弹成本低64820美元（见图2）。气球雷达散射截面小、运行高度高，进一步增加了敌方拦截星座的难度，且大概率需要多次尝试方能成功。即便单颗气球失效，其余气球仍可维持覆盖，确保通信网络的韧性。气球具备机动能力，可快速部署至不同区域，支撑作战行动的快速适配。这种灵活性在节奏快、动态性强的军事战役中极具价值——此类战役中通信需求变化迅速，对敌强加的成本优势意义重大。

同理，电磁频谱战场还可运用其他技术改装手段，以提升机动能力，形成对敌代价强加优势。运用电磁战斗管理（EMBM）系统，可规避一定程度的干扰，提升电磁频谱行动的敏捷性³⁵。跨频谱切换频段与波形，是在频谱内实施机动的基础方法。干扰机的核心作用是通过发射更强功率的信号，占据频谱特定频率点。此类干扰方法的敏捷性不足，难以应对对手跳频、利用物理距离抵消干扰信号强度的举措。典型案例为两架飞机在足够高度通信，依托彼此间的距离与邻近性抵消干扰机功率影响。但在敌方干扰与己方行动共同导致频谱拥堵的复杂电磁频谱环境中，电磁战斗管理系统可助力指挥官与筹划人员更高效地可视化电磁频谱战场³⁶。筹划人员由此可确定最优工作频率，规避敌我干扰。与干扰机相比，敏捷频谱运用可在电磁频谱内形成更具前瞻性的进攻态势。

跨频谱高效切换频率的能力，相较于昂贵的敌方干扰系统具备成本优势。随着多国军队竞相角逐电磁频谱领域，最大投资流向昂贵干扰系统，以剥夺对手接入权³⁷。俄乌冲突为电磁频谱降效战场提供了现当代案例：交战双方均试图干扰对方武器系统。但在这一降效电磁频谱环境中，仍存在机动空间。具体而言，可运用成熟商用项目提升电磁频谱战场感知能力，支撑作战与战略筹划。美国陆军已推进电磁战斗管理系统的列装进程：2024财年预算中，陆军申请2130万美元用于开发作战型电磁战斗管理系统³⁸。相比之下，俄制R-330Zh“居民”干扰系统预估成本约1000万美元，仍低于“克拉苏哈-4”或“摩尔曼斯克-BN”等更先进的系统³⁹。总体而言，低成本电磁频谱机动工具与高端干扰系统间的成本差距持续扩大，为美国在拥堵、对抗的频谱环境中开展更高效竞争提供了契机。

同理，低成本无人机系统也正重塑电磁频谱战场，对传统防御路径形成挑战。这类廉价无人机可通过多元应用，在局部、临时突破敌方多数电磁频谱防御体系⁴⁰。无人机的快速普及为利用敌方电磁频谱防御漏洞提供了新的路径。俄乌冲突中的无人机运用即为典型案例：俄军成功运用第一人称视角（FPV）无人机，在部队前沿线外2公里范围内拦截乌军后勤补给⁴¹。单向攻击无人机（OWAD）的射程不断延伸，可深入乌克兰第二梯队区域拦截后勤目标⁴²。乌克兰在无人机运用领域同样处于前沿，其无人系统部队下属的“复仇女神”等单位已创新出依托无人机控守地域、实施火力支援、摧毁高成本电磁频谱干扰机的战法⁴³。上述动态充分表明，小型无人机系统如今已在战术与战役层面成为决定电磁频谱优势的核心要素。

此类系统带来的代价强加效应日益凸显：廉价无人机系统迫使对手投入不成比例的昂贵资源予以防御。无人机成本因尺寸与复杂程度而异：当前第一人称视角无人机单价介于500至3000美元之间，更大型的单向攻击无人机系统如“天竺葵-2”单价介于3万至8万美元之间⁴⁴。面对各类无人机平台，对手为与我方高端电子战系统、防空导弹、雷达资产竞争，需投入高出威胁数个量级的成本。这种成本与作战的不对称性会挤压敌方后勤能力、加速物资消耗、增加作战筹划复杂度。此外，由于无人机可快速调整飞行剖面、频率与载荷，对手需持续投入资金更新干扰战术、加固节点、防护脆弱的指挥控制链路。随着俄乌双方的快速迭代，一个事实愈发清晰：能够大规模列装廉价系统的一方，将对对手强加累积性的财务与作战负担，这也印证了小型无人机如何通过迫使对手陷入成本高昂、被动响应的电磁频谱防御循环，形成战略杠杆效应。

结论

电磁频谱正日益被认定为关键机动空间，是现代战争与联合作战的核心组成。作为多域现代战争的核心，代价强加仍是各国在维系战略优势的同时制胜对手的核心路径。正如乌克兰冲突暴露的挑战所示，电磁频谱的接入与管控远非理所当然，能否驾驭其复杂性直接决定战场成败。通过采用代价强加战略，改装谷歌气球等现有民用技术、运用电磁频谱战场管理系统与低成本无人机系统，军队可在有效控制成本的同时有效反制对手。运用商用可用平台可提供务实解决方案，提升电磁频谱行动的敏捷性与适应性。

陆军部应研究适配电磁频谱特性的新型机动理论，推广实用技术。还应增加在作战演习中对这类创新型低成本气球的测试，进一步优化运用机制。随着战争形态持续演变，在对抗性强、动态变化的作战环境中，引入可负担的创新技术将成为维系竞争优势的核心。