摘要
以美国为代表的各世界军事强国，其电子侦察装备和体系代表了当今的最高水平。首先系统介绍了国外典型电子侦察装备系统的发展现状，特别关注了美国的飞马座电子侦察系统和 ALR-69A 雷达预警接收机，并简述了俄罗斯、英国及法国的相关技术进展。在此基础上，论述了数字化接收技术、微波光子宽带接收技术及信号处理、时间透镜及信息光学技术等典型电子侦察技术的发展。最后，展望了未来发展趋势，随着技术发展和国家对多源信息侦察与感知需求的不断增长，电子侦察装备将作为核心感知节点，与雷达、通信侦察和各类干扰与抗干扰装备加速走向深度融合发展，从而利用主被动侦察的密切耦合关系，最终实现多源信息融合以及多功能一体化处理，满足不同战场应用场景的需求。
Abstract
The electronic reconnaissance equipment and systems of various world military powers represented by the United States represent the highest level today. This article systematically introduces the development status of typical electronic reconnaissance equipment systems abroad，with a particular focus on the Pegasus electronic reconnaissance system and the ALR-69A radar early warning receiver in the United States，and briefly describes the relevant technological progress in Russia，the United Kingdom，and France.On this basis，the development of typical electronic reconnaissance technologies，e. g.，digital reception technology，microwave photon broadband reception technology and signal processing，time lens and information optics technology，is discussed. Finally，the future development trends of electronic reconnaissance equipment are prospected. With the technology advancementand the increasing demand of the country for multi-source information reconnaissance and perception，electronic reconnaissance equipment will serve as the core perception node，accelerating the deep integration development with radar，communication reconnaissance，and various interference and anti-interference equipment.By utilizing the close coupling relationship between active reconnaissance and passive reconnaissance，multi-source information fusion and multifunctional integrated processing will ultimately be achieved to meet the needs of different battlefield application scenarios.
0 引言
在现代战争中，电子战的地位与作用日益显著[1-3]。随着网络、信息、智能在战场的全面渗透，电子侦察装备与技术在战场的运用有了更加强大的技术支撑和发展前景[4-5]。在近三年“俄乌冲突”中进行的电子侦察与电子对抗战争[6-7]，俄罗斯与以美国为首的北约双方日均发生电磁对抗事件超 2.3 万次，印证了制电磁权已成为战场致胜关键要素。因此，电子侦察装备与技术是未来现代化战场的重要技术发展方向之一，本文围绕电子侦察作战装备，重点介绍国内外典型电子侦察系统与关键技术发展现状，并对电子侦察技术的未来发展趋势进行展望。
1 国外装备现状
以美国为代表的发达国家，其电子侦察能力处于全球领先地位，体系成熟、技术先进，具备广域覆盖、高灵敏度、宽动态范围等显著优势[8-9]。除美国之外，俄罗斯、英国、法国等军事强国也在持续强化电子侦察能力，形成了各具特色的装备体系[10-11]。美军现役电子侦察系统涵盖空、海、陆多维平台。空中方面，AN/ALR-45、-56、-62、-66、-67 及 AN/APR-49（V）等雷达告警接收系统广泛应用于各型战机；舰载平台则配备 AN/WLR 系列与 AN/SLQ32（V）系统，具备实时威胁感知与电磁态势感知能力；地面系统如 AN/TSQ-109、-112、-114A 与 AN/MSQ-103A 则用于战术级战场电磁情报收集与目标识别。
在俄军方面，其“警笛”系列机载告警设备、“万专”雷达侦察系统与 P 系列通信情报设备构成了空地一体的侦察体系；舰载平台则部署“砖”系列与“甜酒桶”电子侦察系统，具备对海、对空多维信号截获能力。英国则依托“ 后卫 ”、ARI18223 与ARI18228 机载告警设备，配合“马提尔达”“海上救星”等舰载系统，以及“巴比坎”地面雷达信号分析系统，构建了从空中到地面的电磁情报处理链路。法国则通过 BF、DR 与 TRC 系列设备，形成了覆盖空、海、陆的告警与侦察网络，具备较强的战场电磁态势感知与目标识别能力。这些系统不仅体现各国在电子侦察技术上的差异化发展路径，也反映出其对未来战场信息主导权的战略争夺。以下就国外典型电子侦察系统装备进行举例分析。
1.1 美国 AN/ALQ-142 电子战支援系统
雷神公司[12]开发的 ALQ-142 是一款高性能电子战支援系统，主要装备于美国海军的 SH-60B 反潜/反舰直升机。该系统工作在 2~25 GHz 的宽频段（覆盖 C~K 波段），执行信号监视与截获任务。作为舰载和机载电子战系统的核心前端，ALQ-142通过数据链与舰船的 AN/SLQ-32（V）电子战系统互联互通，并利用舰上数据库协同工作，显著提升了整体作战反应速度。其应用平台不仅限于 SH60B，还可适配多种直升机、海上巡逻机以及小型舰艇（例如巡逻快艇）。
ALQ-142 系列包含 3 种专为不同任务设计的型号：反潜作战、水面舰艇监视与导弹目标指示，以及机载区域监视与导弹目标指示。所有型号均具备360°全方位截获目标信号并进行测向与定位的能力，其俯仰覆盖范围严格符合美国海军轻型机载多功能系统（Light Airborne Multipurpose System，LAMPS）标准。为实现全向覆盖，系统在直升机的机头和机尾两侧各安装了一个罗特曼透镜阵列天线单元（每个覆盖 90°方位角），接收机处理器则位于机身中部。
专注于反潜战的型号用于识别和定位监视雷达及其载体平台。以直升机基础配置为核心，可通过增加模块进行功能扩展。该型号运用信号分类技术，探测、识别并分析战区内的飞机和水面舰艇电磁辐射信号，在广阔区域对敌方雷达单次扫描具有很高的截获成功率。其测向能力极为灵敏，仅需一个脉冲即可确定辐射源方位。辐射源识别则需要将测得数据与存储在机载 AN/AYK-14 计算机内的参数进行比对。最终，识别出的辐射源及其位置信息会实时显示在舰载 SLQ-31（V）操作控制台上，实现全向信号截获与测向[13]。
相比反潜型号，水面舰艇监视与导弹目标指示型额外集成了接收机模块。这一升级使得部署在小型水面舰艇上的系统能够突破雷达视距限制，监视导弹发射活动并侦收相关信号，特别是增强了对远距离巡航导弹的探测能力。
对于机载区域监视与导弹目标指示型，充分利用了 AN/ALQ-142 配备的接收机，其优势在于能在更远的距离上识别辐射源并精确测定其方位，为空射反舰导弹和地对地导弹系统提供至关重要的目标瞄准信息，海上巡逻应用则进一步扩展了其频率覆盖范围。
1.2 美国 AN/ALR-76 电子战支援系统
洛·马公司研发的 AN/ALR-76 电子战支援系统，主要装备于美国海军的 S-3B 反潜/反舰机、ES-3A 与 EP-3E“白羊座”信号情报飞机，以及加拿大的EST“挑战者”电子攻击训练机。该系统专注于探测和处理微波频段电磁信号，对短脉冲雷达辐射具有优异的截获性能，即使在密集信号环境下也能高效完成辐射源的跟踪、分类、定位及识别任务。
AN/ALR-76 集成了电子战支援与雷达告警功能，核心硬件包含 2 套螺旋天线、2 部多宽带接收机及 1 部信号比较器。通过专用接口，系统综合处理并显示辐射源的识别、定位与参数信息，生成音频告警并控制机载发射设备。其固定天线阵接收的信号经由高灵敏度接收机实现高精度测向；螺旋天线单元采用平面背腔结构，覆盖范围达 5 倍频程，并集成了平衡-不平衡转换馈电器和保护天线罩。
信号比较器通过同步分析 4个接收通道的视频输出特性，提供360°瞬时全方位视场和单脉冲测向能力。所有辐射源参数均进行数字编码。信号处理与系统控制由脉冲处理机和通用控制相关处理器（Coordinated Communication Control Processor，CCCP）共同承担：前者负责复杂电磁环境下的实时信号分类与跟踪，后者则简化辐射源识别数据库的管理，并向外部接口输出处理结果。
整个系统重 61 kg，由 8部螺旋天线、2部接收机、1 部信号比较器及连接线缆构成。其多宽带接收机兼具宽带信号截获与窄带信号分析/干扰处理能力，双信道架构确保了系统具备 360°瞬时全向覆盖能力。
1.3 美国 AN/ALR-81（V）电子战支援系统
AN/ALR-81（V）是由康多系统公司设计的全集成微处理机控制接收系统，专用于通用信号的搜索、采集、分析与记录。系统核心包含集成式微波调谐单元（覆盖 0.5~18 GHz 频段，100 kHz 调谐步进精度）和便携式控制/显示解调器，后者集成数字更新的频谱/中频全景显示器与分析解调功能，并配备 MIL-STD-1553B 标准遥控接口。调谐单元具备低相位噪声与瞬时中频带宽特性。
系统采用高分辨率 HP-1345A 矢量图形显示器，不受接收机扫描速率与数据更新率限制，实现无闪烁的 0.5~18 GHz 全频段频谱可视化。支持多频段扫描与中频全景显示模式，可叠加字符注释。在人工调谐模式下，分屏显示允许操作员在监控特定频段的同时保持全景观测。
其衍生型号 AN/ALR-81（V）2 适配双人操作，在保持基础频段覆盖能力的同时，增加 30 MHz-30 GHz 频段的信号分配装置。该型号集成数字数据转换器，可提供时间码、高度表数据、LTN-72 惯性导航系统接口及接收机状态显示，已部署于美海军 EP-3E“白羊座”Ⅱ信号情报飞机。
1.4 美国海军“咆哮者”电子战飞机
EA-18G“咆哮者”电子战机由波音公司基于美国海军 F/A-18E/F“超级大黄蜂”战斗机改进而来。它不仅集成了新一代电子对抗设备，还完整保留了F/A-18E/F 的全套武器系统和卓越的机动性能。凭借其先进的设计，该机能够高效执行机载电子攻击（Airborne Electronic Attack，AEA）任务，无论是在航空母舰甲板还是陆基环境中。EA-18G 被公认为兼具顶尖电子干扰能力的战斗机和拥有最强战斗力的电子干扰平台。
该机搭载的核心电子战系统是 AN/ALQ-99。该系统配备的高/低波段干扰吊舱应用了宽谱多通道数字接收机，以及信号分集处理等先进技术，能够同时对多路信号进行精确定位与监视。系统通过分析接收到的信号，可判别敌方雷达的类型并评估其威胁等级，进而选择最优化的干扰手段实施压制或欺骗。AN/ALQ-99 的干扰频段覆盖范围达18 GHz，并细分为 10 个独立频带。
1.5 英国“竞技神”电子支援系统
英国马可尼航空电子设备公司为英国空军开发的“竞技神”电子侦察系统，是一种适配强击机、直升机或无人机的雷达信号捕获与分析平台。该系统兼具电子战支援与威胁告警功能，工作频率范围 0.5~20 GHz，方位角 360°全覆盖，俯仰角范围-45°~+45°。
“竞技神”系统利用螺旋天线配合超外差接收机，具备远程信号探测能力。其核心信号处理单元能对截获参数进行排序，并通过比对预存数据库（存储超过 1 000 种辐射源信号特征）来识别目标辐射源。该系统可检测多种信号类型，涵盖脉冲、连续波、间歇连续波、射频捷变、脉冲重复间隔捷变雷达信号以及干扰机信号。
系统采用相控阵天线实现高精度测向，并部署独立的天线阵分别处理 C-J 波段内的高频与低频信号。信息通过标准彩色显示器呈现，支持图形化或列表格式，并优化显示逻辑以优先向操作员展示关键威胁数据。操作控制提供 2 种方式：标准键盘和带有菜单符号的红外可编程触摸板。
1.6 英国“茶隼”电子战支援系统
英国皇家海军为其“灰背隼”直升机装备了雷卡雷答防御系统公司（Racal Defence Systems）开发的“茶隼”（Kestrel）机载电子战支援系统，系统代号为“柑桔收获者”（Granger Reaper）。该系统旨在和平与战争时期提供电子情报（ELINT）能力，支持参谋机构远距离获取敌方部署及行动情报。
“茶隼”系统工作频段覆盖 0.5~18 GHz（C-J 波段），典型灵敏度-45 dBm，动态范围 40 dB。采用多通道比幅测向技术，可在 360°全向范围内实时输出精度达 3.5°的数字方位数据；其测频接收机可瞬时提供精度为 5 MHz 的数字频率信息。系统对截获的每个脉冲进行数字化处理并送至处理器，有效分离重叠脉冲流，从而识别出不同雷达的脉冲重复频率（Pulse RepetitionRate，PRF）、频率捷变范围及天线扫描模式。
依托雷卡公司的“萨迪”（Sadie）先进信号处理器，系统内置辐射源数据库可存储多达 2 000 种信号特征。该处理器具备强大的分选与检测能力，能有效处理各类脉冲雷达信号，包括连续波、间歇连续波、脉冲多普勒、低截获概率（Low probability of interception，LPI）雷达、三坐标雷达、具有脉冲抖动/参差/捷变特性的雷达、脉冲压缩雷达、频率捷变雷达以及未知辐射源。
截获的雷达信号环境信息可在 1 s 内以列表或战术图形形式呈现给操作员。此外，这些数据可通过标准高速数据链传输至远程通用显示器。在“灰背隼”直升机上，“茶隼”系统的输出集成于中央指挥系统显示屏，关键显示参数包括：方位、频率、频率捷变、脉冲重复频率（PRF）、脉冲重复间隔（Pulse Repetition Interval，PRI）捷变、脉冲宽度、扫描类型及扫描周期。
综上所述，虽然美国目前在电子侦察技术方面占据主导地位，但随着其他军事大国的快速发展，未来的电子侦察领域将更加多样化和竞争激烈。这种趋势将推动更多技术创新，并可能改变现有的军事力量平衡。
2 国外技术现状
当前，以美国为代表的军事强国在电子侦察技术领域持续领先，其核心优势不仅体现在装备体系的完备性上，更体现在对前沿技术如数字化接收、微波光子和时间透镜等的深度应用与集成。这些技术正在推动电子侦察系统从“感知”迈向“智能”，实现更高带宽、更强实时性和更高精度的目标。下面根据几个典型技术进行详细介绍。
2.1 数字化接收技术
数字信道化接收机技术的起源可追溯至 1994年之前。彼时，FIELDS 等[14]及其团队开创性地将信道化技术与瞬时测频（Instantaneous Frequency Measurement，IFM）相结合，研制出数字信道化瞬时测频接收机。该设计成功突破了传统信道化接收机频率分辨率不足的瓶颈，显著提升了对同一信道内同时到达信号（Overlapped Signals，SOI）的区分能力。1998 年，ZAHIRNIAK 等[15]团队提出了一种基于短时傅里叶变换（Short-time Fourier Transform，STFT）的数字信道化接收机架构。该方案借助多相滤波器组原理实现了高效的硬件结构，使其非常适于在大规模现场可编程门阵列（Field Programmable Gate Array，FPGA）中实现实时处理，从而有力推动了该技术从理论研究迈向实际工程应用。2005 年，LEE 等[16]团队采用模拟混频器结合低通滤波器完成下变频与信道划分，成功实现了中频带宽高达 12.5 GHz 的数字信道化接收机。2007 年，Hypres 公司利用采样率高达 40 GHz 的超导 ADC，开发了大带宽数字信道化接收机。该接收机采用 2 级处理结构：第 1 级利用数字下变频（Digital Down Conversion，DDC）和低通滤波对接收带宽进行粗分；第 2 级在 FPGA 中对第 1 级形成的信道进行细化划分，最终形成 256 个子信道并实现了极高的频率分辨率[17]。上述技术突破使“宽带-高灵敏度-大动态”同时落地，为电子侦察装备带来质变空间。
目前，该技术已在多款国外先进电子战装备中得到实际部署，例如美国的“飞马座”（Pegasus）电子侦察系统和 ALR-69A（V）雷达预警接收机（Radar Warning Receiver，RWR）。“ 飞马座 ”系统覆盖30 MHz~18 GHz的接收频段，拥有 500 MHz瞬时带宽、75 dB 动态范围及-95 dBm 的高灵敏度，使其在复杂电磁环境中能有效探测识别微弱信号，执行辐射源被动侦察与精确定位任务，其小型轻量化设计尤其适合机载平台。作为全球首款全数字化信道化RWR，ALR-69A（V）的工作频率覆盖 500 MHz~20 GHz，凭借其宽频带接收、高灵敏度及大动态范围特性，能在复杂战场电磁环境下稳定工作，现主要装备于美国空军。
此外，现代商业化 ADC 技术发展迅速，单芯片已能支持高达 8 路 14 位精度、5 GHz 采样率，或通过时间交织技术实现 10 GHz 采样能力。这些高性能ADC 为宽带数字接收与处理提供了先进的前端解决方案，为在更宽信号接收基础上构建宽带综合电子侦察能力奠定了坚实的技术基础。“数字信道化”进一步下沉到小型无人机：最新 5 GSa/s、14-bit 单芯片ADC 配合 28 nm FPGA，可把完整“30~6 000 MHz电子侦察接收机”压缩到信用卡大小、功耗<8 W，已被英国“茶隼”ESM 改进型选用，使 Merlin 直升机在保持反潜任务载荷的同时，新增对海上低功率导航雷达的远距离 ELINT 能力，对 100 mW 级 X-band雷达探测距离≥120 km。
数字化接收技术正把电子侦察装备的“灵敏度-带宽-动态范围”铁三角同时推向新量级，并借助商用 ADC/FPGA 的迭代，使高性能侦察能力从大型平台快速下沉至战术无人机甚至导弹，实现“全平台数字化电磁感知”。
2.2 微波光子宽带接收及信号处理技术
微波光子信号处理技术因其快速发展及新功能的持续涌现，正日益吸引国际广泛关注。这一点在近年来的 IEEE 国际微波光子学会议（Microwave Photonics，MWP）上得到体现，该会议常设相关专题研讨。为推进该领域发展，美国、欧盟、加拿大等国家和地区的科研机构及国防安全部门投入了可观资源[18]。对电子侦察装备而言，微波光子技术的最大价值是“把 18 GHz、40 GHz 甚至 60 GHz 前端变成一根轻量级光纤”，在保持极低损耗的同时实现数十 GHz 瞬时带宽与 kg 级质量减轻，可直接解决传统同轴/波导方案在机载/小卫星平台上的“ 带宽-质量-功耗”不可能三角。
具体项目上，美国国防高级研究计划局（Defense Advanced Research Projects Agency，DARPA）主导启动了包括“可重构微波光子处理器”（Photonic Analog Signal Processing Engines with Reconfigurability，PHASER）、“ 高线性光前端 ”（Linear Photonic Radio Frequency Front-End Technology，PHOR-FRONT）、“模拟光信号处理”（All-optical Signal Processing，AOSP）和“光任意波形发生 ”（Optical Arbitrary Waveform Generator，OAWG）在内的多个计划。“PHOR-FRONT”项目已把 X-Ku-Ka 三波段 0.5~40 GHz 光前端压缩至190 g、120 cm3模块，2022 年搭载于 EA-18G“咆哮者 ”替代原 ALQ-99 部分射频链，使瞬时带宽由2 GHz增至 20 GHz，对跳频速率>200 kHz的 LPI雷达截获概率提升 12 dB；同一光前端还可被雷达、通信、侦察三方分时复用，平台级射频质量减轻 32 kg。
同时，欧盟在 FP7 框架下也资助了诸如“低成本光接入以及光无线融合”（ISIS）和“面向宽带接入的光子集成毫米波器件和功能系统”（IPHOBAC）等微波光子项目。“IPHOBAC-2”成果已被泰雷兹集团用于“SeaFire”舰载多功能雷达的 ESM 通道：采用片上硅光调制器把 2~18 GHz 信号直接上变至光域，在单芯片完成信道化与测频，功耗仅 1.8 W，比传统微波信道化方案降低 90%，使护卫舰可在不增加空调负荷的前提下新增对反舰导弹末制导雷达的实时 ELINT 功能。
在全球研究力量的共同推动下，光域微波信号处理技术不断取得重要进展。超宽带（Ultra Wide Band，UWB）脉冲生成领域尤为显著：2006 年，加拿大渥太华大学率先利用光纤布拉格光栅实现了一阶 UWB 脉冲[19]；3 年后（2009 年），西班牙瓦伦西亚大学通过多抽头微波光子滤波器成功生成了 3 阶UWB 脉冲并实现了多种调制格式[20]；紧随其后（2010 年），美国普渡大学的研究人员则利用级联硅基微环与马赫-曾德尔干涉仪（Mach-Zehnder Interferometer，MZI）结构，实现了任意超宽带波形的产生[21]，被洛克希德·马丁选作下一代“小型化高功率微波（High-power Microwave，HPM）诱饵 ”的激励源：电子侦察机先利用光域 UWB 脉冲对敌方火控雷达进行“瞬时指纹”提取，再把波形快速映射到 HPM 诱饵，实现相同波形回放与角度欺骗，试验中对 AN/SPY-1 雷达成功诱导偏角>8°。
微波光子前端使电子侦察装备在不增加天线数量的情况下获得“十倍带宽、十分之一重量”，并把“超大瞬时带宽”与“微小型化”首次同时写进战术指标，为舰载、机载甚至 CubeSat 级纳卫星提供前所未有的宽带 ELINT 能力。
2.3 时间透镜及信息光学技术
信号的光处理基本可以分为时间光处理和空间光处理两大类别。时间光处理主要采用光纤技术，通过时间透镜等器件完成必要的处理运算。空间光处理主要采用空间光调制器（Spatial Light Modulator，SLM），利用传统透镜完成傅里叶变换、加法和乘法等。在处理系统的设计思路方面也可以分为专用系统和通用系统 2 类，专用系统是针对某一具体应用而设计的，通用系统则是作为数字处理系统的辅助完成某一类运算（乘法、傅里叶变换等）的系统。对电子侦察而言，时间透镜的最大价值是把时域脉冲压缩到 fs 量级，同时把频谱包络映射到时域，从而在一次光处理中同时完成超高分辨率脉内调制分析与超宽带测频，为面对 ps 级脉宽、GHz 级线性调频的 LPI雷达提供新手段。
Kolner 和 Nazarathy 在 1989 年首次提出时间透镜的概念及其时域成像理论，明确定义了核心要素并建立了经典的“ 色散-时间透镜-色散 ”成像模型[11]。随后在 1994 年，KOLNER 等[22]对该理论进行了深化研究，系统推导了时空对应原理，并详细分析了成像条件、放大率及系统冲击响应。在实验验证方面，Kauffman 团队于 1993 年率先构建了一套实验系统，该系统利用光栅作为色散元件，并采用LiNbO3晶体加金属波导构成时间透镜，成功产生了6 ps 脉冲光[23]。紧接着在 1994 年，该团队揭示了时间透镜的一项关键应用——时频转换，阐明了其将时域波形映射到频域，并将频谱包络转移到时域的能力[24]。
继 Kauffman 的开创性工作后，GODIL 等[25]首次构建了时间成像系统，将 45 ps 脉冲压缩至 1.9 ps。FOSTER 等[26]创新性地利用高非线性光纤中的四波混频（FWM）效应实现时间透镜功能，在超快光学测量中获得了 220 fs 的高分辨率。2009 年，DAI等[27]采用时间透镜环结构成功产生了脉宽小于 500 fs的光脉冲。在应用层面，OSAWAK 等[28]应用时频转换技术，有效降低了时间抖动、偏振模色散、高阶色散以及时变色散对传输系统的负面影响，实现了160 Gbit/s 信号在 600 km 光纤上的光时分复用（Optical Time-division Multiplexing，OTDM）传输。需要指出的是，LOHMANN 等[29]早在 1992 年就提出了基于时间 4-f系统的模型，通过级联双时间傅里叶变换系统类比空间 4-f系统，从理论上论证了时间滤波的可能性，并给出了时间信号卷积器、相关器以及级联变换处理器的设计模型。
迄今，时间透镜的实现主要依赖 4 类方法：基于电光相位调制、基于非线性晶体中的和频/差频（Sum Frequency Generation/Difference Frequency Generation，SFG/DFG）、基于非线性光纤中的交叉相位调制（Cross-phase Modulation，XPM）以及基于非线性光纤中的四波混频（Four-wave Mixing，FWM）[30]，4 类方法各具特点。
1）基于电光相位调制：最早提出的类型，通过电压驱动的电光相位调制器实现近似的二次相位调制。其优势在于实现简单、稳定性高、调节灵活，至今仍广泛应用于实验中，如 DAI 团队借此实现了时间透镜环和亚 500 fs 脉冲。主要局限在于：针对窄脉冲（如皮秒级）需要极高调制频率，对驱动源和调制器要求苛刻；存在较大孔径效应，难以实现完美的二次相位调制，可能导致失真。
2）基于 SFG/DFG：利用泵浦光与信号光在非线性晶体中通过三波混频产生新脉冲实现二次相位调制。BENNETT 等[31] 曾利用非周期极化LiNbO3晶体实现此类透镜，结合 30 GHz 超高速扫描相机获得了低于 900 fs 的时间分辨率。虽然分辨率高，但需精确控制泵浦脉冲，实现相对复杂。
3）基于 XPM：在高非线性光纤中，利用抛物线型泵浦脉冲与信号光脉冲发生 XPM 作用，实现严格的二次相位调制且无孔径限制。HIROOKA 等[32]曾借此实现全光 40 GHz 时域傅里叶变换。难点在于：理想抛物线型泵浦脉冲难以产生且在光纤中易变形；需抑制群速度色散（Group Velocity Dispersion，GVD）、自相位调制（Self-phase Modulation，SPM）及FWM 等干扰效应；高非线性光纤对色散和色散斜率要求严苛，系统成本高且灵活性受限。
4）基于 FWM：利用泵浦光与信号光在高非线性光纤中发生 FWM 产生的转换光脉冲实现二次相位调制。这是近年发展的新方法，无孔径限制且相位调制更精确。但同样需要额外泵浦光脉冲，并依赖零色散高非线性光纤以抑制 GVD，对光纤性能要求较高。
信息光学技术在微波或雷达信号处理中的应用可以追溯到 20 世纪 60 年代，尤其是在合成孔径雷达（Synthetic Aperture Radar，SAR）成像处理中的早期应用。近年来，随着电可编程光学器件的不断涌现，光学系统深度参与信号处理成为可能。加拿大国家光学研究所（National Optics Institute，INO）自 2008年起与欧洲空间局（European Space Agency，ESA）合作，共同研发了实时星上 SAR 光学处理原型系统。根据公开报道，该光学系统的质量为 17.7 kg，长宽高分别为 630 mm、207 mm、140 mm，功耗为 15.6 W，其外观结构如图 1所示。
在 2008—2010年，该研究机构发表了多篇论文，详细阐述了光学 SAR 成像处理器的研发进展，并通过与同时代基于 GPU 的 SAR 数字成像处理系统的运算性能对比，展示了良好的成像效果与处理性能。
图
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INO-ESA 的星载 SAR 光学处理原型系统
Fig.
1
Spaceborne SAR optical processing prototype system of INO-ESA
此外以色列的 LENSLET 公司提出基于多量子阱技术的空间光调制器实现矩阵乘法的加速。作为一款通用型辅助计算器件，可以实现 256×256 单元规模的矩阵乘法，其运算延迟仅由数据的加载和获取速度决定，处理的延迟仅为纳秒量级。该公司于2003年提出了代号为 EnLight256光学向量矩阵乘法器作为通用半导体处理器的协处理器，能够在单个时钟周期内实现向量矩阵乘法运算，其中向量为 256个元素，每个元素 8 bit。其处理功能如图 2 所示，实现256×256矩阵与 1×256向量的乘法[33]的数据处理流量为：256×256×125 MHz×8 bit=8 000 GB/s。
图
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EnLight256 处理功能
Fig.
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Processing function of EnLight256
该器件的光路实现如图 3 所示，具备高性能、低功耗、可编程和小尺寸等优势，核心功能是实现线性变换中的加权求和运算。基于此构建的矢量矩阵乘法器原理如图 4 所示，该图清晰地展示了矢量与矩阵的乘积运算过程。系统的电光模块具体包括：1）数据输入部分。配备透镜阵列的垂直腔面发射激光器（Vertical-Cavity Surface-Emitting Laser，VCSEL）阵列，支持 125 MHz 刷新率和 9 bit 驱动。2）空间光调制器（SLM）。采用多量子阱（Multiple Quantum Wells，MQW）技术，驱动速率为 30 kHz。3）信号接收部分。光电探测器阵列及 10 bit 模数转换器（Analog-to-Digital Converter，ADC）阵列。
该矢量矩阵乘法器光学核心的实物结构如图 5所示。其核心部件采用了基于砷化镓/铝砷化镓MQW 调制技术的高性能 SLM，单片规格为 132×288 像素，具备纳秒级的快速响应能力，这对于实现高速光学计算至关重要。在实际系统中，20 片的SLM 被精密拼接，形成一个尺寸约为 101.6 mm 的5 行×4 列阵列。为了支持这个大规模阵列的高速驱动与控制，阵列的上部和下部各布置了 10 个专门的驱动接口，其具体布局如图 6 所示。这种模块化和高集成度的设计是实现高效、并行光学处理的关键硬件基础。
图
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加法和乘法的光学运算原理
Fig.
3
Principles of optical operations for addition and multiplication
图
4
矢量矩阵乘法器光学运算原理
Fig.
4
Optical operation principle of the vector matrix multiplier
图
5
矢量矩阵乘法器光学核心实物
Fig.
5
Physicalpicture of the optical core of the vector matrix multiplier
图
6
高性能 SLM 的实物拼接
Fig.
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Physical splicing diagram of the high-performance SLM
该光电协同处理系统的整体架构和实物照片分别如图 7 和图 8 所示。然而，该系统面临一个关键缺陷：光电接口的数据转换环节在精度和速率上存在不足。精度上的限制使得光学处理单元产生的结果难以达到后续数字运算模块所需的质量要求；同时，转换速率较低，无法与后端数字系统的处理速度相匹配。尽管光学计算核心本身具备极高的运算速度，但低效的数据输入输出（I/O）过程成为了整个系统的瓶颈。这种瓶颈导致频繁调用光学协处理器时，数据传输的延迟和精度损失反而会影响整体系统的处理效率。
2.4 电子侦察技术未来展望
当前电子侦察技术正在从单一功能、分立模块的“感知工具”演进为“认知服务”，其背后的推动力不再是某一器件的指标提升，而是数字化、光子化与智能化 3 条技术线的耦合。
数字化让宽带信号可重构，却很快撞到采样功耗与芯片散热的“物理墙”；光子化把墙外移到光域，用一根低损耗波导替换掉几十千克同轴和滤波器，使数十 GHz 瞬时带宽第一次与千克级载荷兼容。但光域缺乏“判断”能力，智能化则在数字后端引入自学习网络，把“见过”的脉冲变成“懂得”的意图，可在毫秒之间为平台重新编排任务。三者相互弥补，形成一条新的技术链：光子前端完成“零损耗”采集，高速 ADC 只负责把最有信息密度的片段推送给 FPGA，FPGA 中轻量级神经网络在本地完成脉内特征提取，再把压缩后的隐变量通过光纤送到集群节点，由强化学习引擎在整场电磁博弈中持续更新策略。于是，传统上需要 3 台独立设备才能完成的搜索、识别、定位被拆成微服务，封装进容器，按任务密度动态调度。
更进一步，当 Rydberg 原子接收机把灵敏度压到单光子量级，当片上光矩阵乘法器把百兆样本的脉压运算压到纳秒级，当神经形态芯片把功耗压到毫瓦级，电子侦察将跳出“感知”范畴，进入“控制”维度：它不再只是回答“信号在哪里”，而是实时决定“电磁频谱该怎么分配、什么时候静默、什么时候伪造”，让频谱像地形一样被己方塑形。从“看见”到“塑造”，这是电子侦察技术正在发生的深层跃迁，也是未来电磁优势的真正制高点。
图
7
基于 EnLight256 的通用光电协同处理系统结构
Fig.
7
Structure of a universal optoelectronic collaborative processing system based on EnLight256
图
8
基于 EnLight256 的通用光电协同处理系统的实物照片
Fig.
8
Physicalpicture of a universal optoelectronic collaborative processing system based on EnLight256
综上所述，电子侦察技术正处于从“模拟感知”向“数字智能”、再向“光子赋能”跃迁的关键阶段。美国等发达国家通过长期投入和跨学科整合，已在该领域形成了显著的技术代差。而微波光子、时间透镜和信息光学等新兴技术的不断突破，则为下一代电子战系统打开了性能提升的新窗口。
3 未来发展趋势
近年来，电子侦察与雷达、通信侦察和各类干扰与抗干扰装备正加速走向“多功能一体化”，电子侦察装备作为核心感知节点，其发展逻辑必须从“独立堆砌指标”转向“体系贡献率优先”。以下特点直接决定其下一步演进方向：
3.1 多功能一体化：从“单一功能”向“系统融合”的跃迁
现代军事电子装备正逐步摆脱传统“雷达归雷达、侦察归侦察、干扰归干扰”的割裂式发展模式，转向以平台为载体、以软件定义为核心、以任务需求为导向的多功能集成架构。把电子侦察能力抽象成可复用的“电磁感知服务”，通过统一射频前端、数字处理资源与软件定义波形，实现雷达、通信、侦察、干扰的动态功能切换。
俄罗斯的“叶尼塞”雷达将主动探测与被动侦测相结合，如图 9 所示，实现了防空预警、反导探测和无线电侦测三位一体的能力，显著提升了战场态势感知能力。“叶尼塞”雷达在同一阵列上分时运行主雷达与无源定位模式，其电子侦察通道与 T/R 组件共用 GaN 宽带放大器，硬件复用率>70%，能耗下降 42%，验证了“侦察-雷达”硬件级融合的可行性。美国 FlexDAR 系统集成了雷达、通信、电子战三大核心功能，在分布式部署中实现信号级协同，标志着电子战系统已进入“多域融合”的新阶段。FlexDAR 把电子侦察波形作为雷达空闲时隙的填充任务，一套数字波束形成（DBF）芯片即可完成目标跟踪，也可在毫秒级内切换为被动测向，电子侦察功能以 IP-core 形式嵌入雷达信号处理板，不再需要独立机箱。而 NGEW 与 SABR 雷达的协同试验则通过开放式架构和数字波形技术，验证了雷达识别与电子战干扰的实时联动，形成了“感知—决策—对抗”闭环。
图
9
俄罗斯新型雷达“叶尼塞”（Yenisei）
Fig.
9
Russia's new radar “Yenisei”
这种发展路径表明，电子侦察装备不再追求单点性能极致，而是强调在复杂电磁环境中“多角色切换”、“多任务并行”的能力。多功能融合也推动了硬件平台的标准化和模块化，便于快速升级和适配不同作战场景，成为未来电子战体系的核心构建方向。
3.2 增强的抗干扰性能与精确度：从“被动防御”到“主动应对”
面对日益复杂的电子战环境，现代电子装备必须具备更强的抗干扰能力和更高的定位精度，才能在高强度对抗中保持生存与效能。在强干扰环境下，独立电子侦察设备常因无法区分真实信号与干扰而失效；一体化后，平台可利用自身雷达/通信的“已知照射”进行协同被动定位，敌方干扰越强，反而提供更多定位基准。
“叶尼塞”雷达采用主雷达与无源定位器分置设计，不仅增强了对敌方干扰的适应性，甚至能在干扰强度越大时提升无源定位精度，实现了“以敌制敌”的战术创新。FlexDAR 系统，如图 10 所示，通过分布式部署与多波束协同，提高了对隐身目标、高超声速飞行器等新型威胁的探测精度，其探测距离提升 40%、覆盖范围翻倍，大幅增强了战场态势掌控力。
这些进展反映出一个明确趋势：现代战争中，敌方往往优先攻击己方雷达节点，因此具备“ 抗扰+自恢复”能力成为装备生存的关键。同时，精确度的提升意味着更早发现目标、更准锁定轨迹，从而提高打击效率和反应速度。未来的电子装备不仅要“看得见”，更要“看得准、打得稳”。
图
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美海军灵活分布式阵列雷达（FlexDAR）
Fig.
10
The flexible distributed array radar of the U.S.navy（FlexDAR）
3.3 分布式网络化：从“单点作战”到“全域协同”的跃迁
随着作战体系由“中心化”向“分布式”转变，电子装备也开始走向网络化部署、异地协同、资源共享的发展路径。一体化体系把电子侦察功能切片成“微型射频头+边缘计算节点”，通过通用数据链动态组网，使得单节点失效并不降低体系精度。
FlexDAR 系统的 2 部雷达异地部署后，通过数据链进行实时共享与处理，不仅提升了整体探测能力，还增强了系统冗余性和抗毁性。此类系统可在广域空间内构建“雷达网”，实现对空中、海上甚至太空目标的联合监视。系统软件采用“即插即用”节点发现协议，新平台加入网络后，电子侦察能力在 10 s 内自动完成时钟同步、通道校正与数据格式对齐，无需人工配置，真正实现“ 感知网格 ”弹性扩展。
这一趋势说明，分布式部署降低了对单一节点的依赖，避免“一点瘫痪、全盘失效”的风险。网络化结构支持跨平台、跨军种协同作战，是未来联合作战体系的重要支撑。同时，它也为电子战资源的灵活调度和动态重组提供了基础，使得整个电子战体系更具弹性和韧性。
3.4 开放式架构支持快速迭代与互操作性：从“封闭黑箱”到“灵活重构”
传统电子侦察装备往往是封闭式系统，软硬件绑定严重，升级周期长、成本高。而现代电子侦察系统则普遍采用开放式架构（如 VICTORY、MORA 标准），实现快速迭代、灵活扩展和跨平台互操作。NGEW 系统，如图 11 所示，基于开放式架构，能够快速接入 SABR 雷达，并在复杂电磁环境下实现“脉冲到脉冲”的协同响应，验证了系统间的高效互操作能力。开放架构还支持第三方设备或算法的即插即用，便于引入人工智能、机器学习等先进技术。
图
11
NGEW 系统与 SABR 雷达
Fig.
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NGEW system and SABR radar
这种变革不仅是技术选择，更是制度层面的突破。开放式架构推动了军工企业间的技术共享与协作，有助于构建“可生长”的电子战生态系统，实现从“硬堆砌”到“软驱动”的转型。未来，电子战系统的演进将更加注重软件定义能力与平台兼容性，形成可持续升级、灵活重构的新模式。
3.5 能量智能管控：从“粗放消耗”到“精准赋能”的跃迁
在现代电磁空间作战中，如何高效获取、管理、分配和利用电磁能量，已成为决定胜负的关键因素之一。一体化体系下，电子侦察可在雷达/通信静默期独立完成目标发现，减少整体辐射暴露与能耗，延长平台续航时间。
“叶尼塞”雷达利用无源定位技术，在不发射信号的前提下即可完成目标侦测，有效节省了能量输出，同时规避被敌方探测的风险。FlexDAR 系统通过软件定义的方式优化雷达波束指向与功率分配，实现对重点区域的“聚焦照射”与“按需调度”。
这表明，现代电子战系统越来越重视电磁能量的智能管理与精准释放。在资源有限的战场环境中，高自由度的能量管理能力可以延长系统工作时间，提高打击效率。同时也为实施定向能武器、电子欺骗、频谱压制等新型作战手段提供了基础支撑。未来，随着认知电子战、智能频谱管理等新技术的发展，电子装备将具备更强的“自主感知—能量调配—战术执行”能力，推动电磁空间从“被动使用”向“主动控制”演进。
通过上述分析可见，现代军事电子侦察装备正在经历一场深刻的范式转变——从“功能单一、结构封闭、被动应战”向“功能融合、架构开放、智能协同、能量可控”的方向发展。这种转变不仅是技术进步的结果，更是作战理念、组织形态和战略思维的深层革新。谁能在这一轮技术浪潮中占据先机，谁就将在未来的信息化战争中掌握主动权。
4 结束语
近年来，经过全世界各国研究人员的不懈努力，电子侦察技术的发展现已取得了巨大的进步，实现了侦察动态范围大、灵敏度高、覆盖区域广等侦察优势。随着技术地不断发展和国家对多源信息侦察与感知需求的提出，雷达、电子侦察、通信侦察、干扰与抗干扰等传统军用电子装备将深度融合发展，利用主被动侦察的密切耦合，提供多源信息融合信息以及多功能一体化模式，从而满足不同战场应用场景的需求。
然而，新概念、新体制的应用与研制并非一蹴而就，需要在现有的技术条件下不断开拓创新，以解决领域内的重大科学难题。电子侦察技术后续终将以更高的侦察性能、更丰富的作战功能、更多元化的应用领域，在未来军事电子装备和电磁空间战场军事斗争中发挥更加重要的作用。