无线电通信及干扰

时间:2022-06-23 12:04:42

无线电通信及干扰

新闻催生了电子干扰

1888年,德国人海因里希・赫兹发现电火花能以光速在空间传播信号,这就是所谓的“赫兹波”,即今天我们所说的电磁波。此后,科学家开始进行电磁波及其以军事为目的的应用研究。1895年英国皇家海军鱼雷学校校长H.杰克逊研制出能将莫尔斯信号发射到100码(91.4米)以外的地方。两年后,意大利物理学家古列尔莫・马可尼展示了一种能在大约3千米距离上发送和接收信号的系统,成为实用无线电系统的发明人。同时,俄罗斯的波波夫也进行了类似的实验。科学家们很快意识到这种无线电系统在军事上,特别是在海军通信方面的重要意义。1897年中期,马可尼在“利圣马蒂诺”号装甲巡洋舰与拉斯佩齐亚船坞之间建立了无线电通信,通信距离达16.5千米。至1899年,马可尼研制的无线电系统在英国皇家海军的一次海上演习中,信号发送距离达到了89千米,从而奠定了无线电在军事通信中无可代替的重要地位。

无线电火花发射机发射的信号频谱范围很宽。随着发射机数量的增多,特别是有些功率较大的发射机作用距离较远,人们在发射电文时无意中发现,信号在各接收机中产生了相互干扰。据此,德国科学家阿道夫・斯莱比曾预言:无线电干扰将运用于战争,并成为战争的重要手段。

首次故意使用无线电干扰的实例并不是为了取得军事优势,而是为了商业上的利益。1901年9月,在美国举行了公众很感兴趣的美国杯帆船赛,谁能首先报道比赛的进展情况,就能获得很大的经济利益。马可尼和美国无线电报公司都与相关单位签订了合同,用无线电报道比赛情况。美国无线电话电报公司没有找到出资单位,决定自己干。该公司研制了一种比其竞争者功率更大的发射机:每隔一定时间发送一个10秒钟的长划,表示美国帆船“哥伦比亚”号领先,发送这样的2个长划表示英国帆船“沙姆罗克”号领先,发送3个长划表示它们并驾齐驱。此发射机既可实时报道比赛进展情况,又能干扰其他公司的信号。因此,只有美国无线电话电报公司准确报道了比赛情况并获得巨大收益。为了保持报道的领先,当帆船越过终点线时,他们将一个重物压在发射机的电键上,使电键保持闭合,连续发射电波1小时15分,直至电池停止供电,发送了一个世界绝无仅有的长划。而其他公司的接收机扰,干瞪眼没办法。

在军事上应用无线电干扰的初期,还有这样一个发人深省的故事。1903年,美国海军舰队在演习期间,沿大西洋海岸设置了5部无线电台,并有5艘舰船装有无线电设备。为进行对抗演练,将舰队分为两组:一组为“白军”舰队,代表敌舰,模拟在新英格兰海岸的登陆行动;另一组为“兰军”舰队,它要争取在“白军”接近海岸前与之交战。“兰军”舰队中有4艘舰装备无线电设备,对“白军”的接近提供报警信号,构成一道警戒线;“白军”舰队中只有一艘“德克萨斯”号装备了无线电设备,任务是负责干扰对方的观测报告,防止“兰军”接近。

正当“德克萨斯”号上的报务员侦听到对方开始发报,准备接通电键进行干扰时,舰上的一位上尉指挥官对他说:“不,不要干扰,我要整理整个报文。”报务员只好服从。等到发报结束后,那位上尉说:“你现在可以干扰了。”报务员说:“先生,用不着了,电文已经以每秒30万千米的速度逃脱,我们怎么也追不上了。”结果,此次行动以这位报务员被关禁闭告终。

这是有记载的侦听与干扰之间产生矛盾的第一个实例。这种矛盾一直延续至今,成为阻碍通信干扰迅速发展的一个重要因素。

到1903年,干扰敌方的无线电通信已成为一种“正在来临的作战思想”,但电子战真正登上战争历史舞台是在1904年爆发的日俄战争。

日俄战争中的电子战

如果说1903年干扰敌方的无线电通信还是一种“正在来临的思想”,那么日俄战争标志着电子战正式登上战争的历史舞台,并成为一种蕴藏着巨大潜力的全新战争手段。

1904年2月日俄战争爆发。这是第一次敌对双方都使用无线电进行通信联络的战争。日军在其所有军舰上都安装了无线电装置,但性能很差,只能用一个频率工作,通信距离勉强达到90千米。俄军在其远东地区的战舰上和靠近海军基地的许多地面站中也配置了无线电设备。

4月14日(一说是3月8日)凌晨,日军的“春日”号和“日进”号装甲巡洋舰准备炮击俄军配置在中国辽东旅顺港的军舰。但俄舰位于内航道,在开阔的海面上是看不到的。日军派出一艘小型驱逐舰停泊在靠近海岸的有利地点观察弹着点,用无线电报向巡洋舰报告射击校准信号。日军发出的校准无线电信号被俄军岸基无线电台的报务员截获了,该报务员意识到这个信号的重要性,因而立即用火花发射机对其进行干扰。日巡洋舰得不到目标位置信息,只能盲目射击。结果俄军舰艇在那天的战斗中无一损伤,日军则被迫提前停止炮击并撤出战斗。这次无线电干扰规模虽然很小,但却是初战成功,在电子战史上具有重要意义。

1905年的日俄对马海峡之战俄军就没有那么幸运了。波罗的海舰队拒绝使用无线电干扰,而导致整个舰队的覆灭。

由于远东俄军在多次战斗中损失了大部分军舰。于是,沙皇决定将波罗的海舰队调往远东以替换那些损伤的舰只,并报仇雪恨。1904年10月14日,罗泽斯特文斯基率领波罗的海舰队的59艘军舰,从芬兰湾的利耶帕亚港起锚,航程26000千米,于1905年5月中旬进入中国东海。

由东海进入日本海共有3条途径:一是中间有对马岛的朝鲜海峡;第二、第三是绕道日本北部的津轻海峡或宗谷海峡。第一条航线至海参崴港最近,距日本的海军基地也最近,危险最大;第二、第三条航线虽然较远,但相对比较安全。俄舰队中的“乌拉尔”号辅助巡洋舰装备有功率强大的无线电设备,其通信距离可达近1000千米,必要时可与留在海参崴港的舰队联系,夹击日本舰队。但罗泽斯特文斯基没有与任何人商议,独自选择了第一条路线。

日军舰队几乎都集结在朝鲜海峡南端的马山海湾,并已做好随时开赴开阔海域拦截敌舰的一切准备。日军舰队建立了严密的监视系统:由定点配置的舰只进行连续巡逻,一艘战舰配置在对马岛海峡南端,作为海上巡逻舰与港内指挥部中间的中继站。日军作战计划的成败取决于其提前发现敌舰及无线电快速报警的能力。

罗泽斯特文斯基权衡了使用无线电的利弊,认为俄舰队的目的是顺利到达海参崴而不被日军发现和攻击,如果使用无线电通信,就可能因被日军侦听而泄露舰队位置。因此,他下令保持彻底的无线电沉默。

5月27日晚,浓雾弥漫,能见度只有1.5千米。2时45分,正在巡逻的日军“信乃丸”号巡洋舰发现一艘亮着航灯的舰船开来,但不能分辨其种类和国籍,于是便尾随跟踪。4时46分大雾逐渐消散,“信乃丸”号辨明这是一艘俄国医疗船,并看到一长列俄军战舰在附近,便立即用无线电向东乡报告。但由于设备性能太差,无法送达这个重要消息。此时,俄军舰队也看到日舰正在与俄舰平行行驶,罗泽斯特文斯基命令舰队所有大炮对准“信乃丸”号,但并不开火。这时,许多俄舰都侦听到“信乃丸”号向其旗舰呼叫的无线电报警信号,俄“乌拉尔”号舰长对罗泽斯特文斯基不对日舰采取任何行动十分不满,认为现在保持无线电静默已无意义,便与无线电报务员商量干扰“信乃丸”号的无线电发射。他们认为,只要发射与日舰频率相同的连续信号就足以干扰其通信联络,阻止其将观察到的俄军舰队情况通报出去。“乌拉尔”号舰长及时用旗语向旗舰提出实施无线电干扰建议,但舰队司令简短的回答是:“不要阻止日舰发射。”“信乃丸”号继续进行跟踪观察,将俄舰编队的组成,航线、位置、速度等重要情报连续不断地报告东乡,使之有充分的时间调动部队、周密部署,迎击俄舰队。

拂晓之前,罗泽斯特文斯基的参谋人员意识到危险正在来临,请求司令立即转道津轻或宗谷海峡。但罗泽斯特文斯基刚愎自用,毫不考虑参谋们的建议。这时,舰队的其他高级军官被他的顽固态度所激怒,命令无线电报务员竭尽全力干扰敌舰的通信联络,但已为时太晚。俄舰队被日军彻底歼灭。

罗泽斯特文斯基或许是历史上第一位因为忽视电子战而导致战争失败的将领。但在他之后,犯同样的错误者并不少。1914年8月,第一次世界大战爆发。英国对德国宣战不久,德国的“戈本”号战列巡洋舰和“布累斯劳”号轻巡洋舰在地中海航行,被英国“格洛斯特”号巡洋舰跟踪。“格洛斯特”号受领的任务是把德舰的所有活动用无线电通报给伦敦的海军部,然后由海军部下令给地中海舰队拦截并击毁这两搜德舰。但“格洛斯特”号的指挥官不知道德舰走哪条航线,是开往当时的中立国意大利,还是开往其友好国土耳其,只能边跟踪边报告。这时德国巡洋舰的无线电接收机侦听到“格洛斯特”号与其海军部的无线电通信联络信号,觉察到英军的意图。德舰故意驶向通往意大利的航线。不久,他们用自己的无线电设备果断地发射与英军频率相同的强噪声信号,英舰几次改变频率,但都不起作用。此时,德舰突然改变航线,以全速开往其友好的土耳其达达尼尔水域。英军舰队在德舰的干扰下,企图摧毁德舰的目标落空了。

日德兰海战中的电子战

第一次世界大战时期的电子战主要形态是无线电通信对抗,最主要类型是通信侦察和测向,著名的日德兰大海战是其中一个典型战例。

1916年,英国主力舰队在阻止德国舰队侵犯大不列颠沿海地区的战斗中屡遭失败,英国公众舆论极为不满。然而,英德舰队所处的地理位置、离基地的距离及其他有关因素都对德国舰队有利,他们经常采取“打了就跑”的游击战术。因此,英国主力舰队如何捕捉战机确实是个棘手的问题。

德国计划在1916年5月底从海上对英国沿海进行大规模袭击,届时将有潜艇和飞艇参加行动。为了防止英国的测向网测得其舰队启程的情报,德军计划用电子计谋来欺骗英国海军司令部。

在起锚前几天,德国将舰队基地威廉港的一部无线电台换成旗舰“伟大的弗里德里希”的代号,使侦测旗舰发射信号的英国人相信德国舰队仍然停留在威廉港。然而,到5月底,英国无线电报务员注意到威廉港的一艘不明船发报量激增,而且要求水路扫雷器、油料补充等等。这些情报清楚地表明德国舰队正准备一次重要的海上行动。因此,英军的无线电台都警惕地注视着威廉港。

5月30日,英国海军的测向人员发现那艘不明船的方向经常变化,使英国海军部确信德国军舰,或许是整个舰队,已经离开基地,可能是再次袭击大不列颠的某个目标,立即命令主力舰队司令急速率队驶往赫尔戈兰海湾。两支舰队高速驶向对方,德国派出飞艇去侦察丹麦半岛海域的情况。飞艇发回的信号被英国的测向站截获,完全证实了德国舰队已经出海。英国主力舰队迅速开往丹麦日德兰半岛以西斯卡格拉克海峡拦截,使英国海军在这次决定性战役中击毁德舰11艘,得以继续保持了海上优势。

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