隨著軍民用電磁裝備的數量、類型以及更新速度快速增長，自適應對抗技術飛速發展以及電磁系統數字化程度越來越高，電磁環境呈現高度復雜化、動態化特征。常規電子戰手段所取得的作戰效能也在逐步下降，現有的電子對抗技術及工作模式已不能適應未來電磁發展環境和軍事任務需要，因此迫切需要開辟一條新的思路來突破瓶頸，推動電子戰作戰方式的變革，認知電子戰技術正是在這種背景下應運而生的。

美國電子戰裝備面臨的問題

目前，包括具有隱形能力的洛克希德·馬丁F-22 和F-35 戰斗機在內，其敵方雷達信號和干擾配置文件的預置數據庫無法進行實時、動態、自主決策，如果此類戰機遇到一種此前未曾遇到過的信號，那么該系統就會將此威脅登記為未知，甚至是專門進行電子對抗的諾思羅普—格魯曼公司的EA-6B「徘徊者」飛機（它仍在海軍陸戰隊服役）和海軍的波音EA-18G 「咆哮者」飛機也只能在一定程度上能夠實時分析敵方波形，依舊十分依靠專業人員經驗，無法滿足復雜環境帶來分析能力不足問題。

EA-6B「徘徊者」

EA-18G 「咆哮者」

日趨復雜多變的戰場電磁環境中，準確快速地對周邊環境及目標進行態勢感知，已經成為制約傳統電子戰發展的瓶頸問題之一，而這恰恰是認知電子戰發展成熟后所必須具備的能力。

如何定義認知電子戰

認知電子戰系統的實質是首先對目標對象和周邊環境的自適應偵察感知，從偵收到的海量數據中快速準確地分析出可用知識，進而智能地選取或合成最佳的電子攻擊措施，然后通過進一步的感知來對攻擊效能進行評估，最后根據評估優劣來指導系統下一次的電子進攻。

認知電子戰系統的主要認知處理環節其實均可視作「觀察、定位、決策、行動」(OODA) 認知環在電子戰系統關鍵處理環節中的應用，分別稱為「認知偵察環」、「認知對抗環」和「認知效能評估環」，我們可以將認知電子戰系統分為三個功能模塊：認知偵察模塊、對抗措施合成模塊和對抗效果評估模塊。

認知偵察模塊通過對戰場電磁環境的感知，偵收到目標及其周邊環境信號后，進行測量、分類、特征提取和識別等信號處理分析過程，進而提取出描述當前環境的核心參數特征，形成特征描述數據，并傳送至對抗措施合成和效果評估模塊。

對抗措施合成模塊通過分析信號特征，并結合知識庫中的學習信息，搜索最佳的干擾策略，同時進行干擾資源分配和最優化干擾波形，進而對目標實施干擾。

對抗效果評估模塊根據實施干擾前后目標信號特征的變化來定量地分析對抗效果，得到當前干擾措施的效能評估結果，優化對抗策略，進而促進下一輪對抗措施的合成。

追根溯源，認知的思想最早體現在認知無線電領域，其技術核心是能夠對周邊環境進行感知，并根據環境的特點來實時調節優化自身的工作參數。隨后美國科學家Simon Haykins 將認知的思想融入雷達設計領域，提出了認知雷達的概念。

從2009 年開始，美軍為提高電子戰作戰效能，逐步地將認知的概念引入到電子戰裝備中，也就標志著認知電子戰概念的形成。2010 年，美空軍研究實驗室傳感器部Michael Wicks 博士在其頻譜擁塞與認知雷達一文中明確指出，「要在頻譜密集的環境中實現在任一時間、任一地點自主地發現、確定、跟蹤、瞄準、交戰與評估任一目標就必須改變我們構建、修改、部署雷達與射頻系統的方式」。

美國國防部高級研究項目局局長阿拉蒂·普拉巴卡爾2016 年2 月24 日對眾議院軍事委員會的新威脅與應對能力小組委員會稱：「我們國防部高級研究項目局的項目之一是對這個問題采取一種全新策略，我們將這項努力稱作認知電子戰。」

認知電子戰的爭論，軟還是硬？

關于認知技術的含義目前并未達成共識。它只限于軟件算法么？或者也包含硬件么？美國目前主流認為，當前階段認知電子展偏重軟件和算法，在未來發展階段，重點必然要延伸至硬件系統方面。

比如DARPA 的Tilghman 說：「目前，認知電子戰只限于軟件和算法。但是，我們發現現代電子戰系統的硬件在設計之初并未考慮到未來智能化的需求……隨著電子戰界開始研發『第二代』認知電子戰，我推測會再度將重點放在硬件和系統的運算能力方面。」

美國國防軍工企業也有相似的認識。比如哈里斯公司的Anthony Nigara 先生說：「自適應電子戰目前主要通過軟件算法來實現，但是如果電子戰系統采用自適應的電子戰專用硬件架構，則將具備潛在的自適應電子戰優勢。」

BAE 系統公司的Josh Niedzwiecki 解釋道：「認知電子戰領域的重點是算法和軟件……最好是以先進算法的形式在現有電子戰系統中增加智能化功能，以便將成本降到最低。同時還要使射頻電子類硬件越來越自適應和靈活。」

洛馬公司的Szumowski 說，「認知電子戰能力可以通過硬件和軟件算法來實現，通過GPU 和神經網絡等新硬件增加一些認知電子戰能力或許是唯一可行的方法。」該公司的Rosenwinkel 博士說：「認知電子戰主要是一種算法技術，但許多新算法必須使用新的運算硬件才能實現。算法與提供數據的傳感器之間相互作用。新算法通常比老算法需要的硬件更多。」

DARPA 開展的涉及認知電子戰的兩個重大項目--「自適應雷達對抗」（ARC）和「行為學習自適應電子戰」（BLADE），都不涉及接收機、發射機和天線等射頻硬件裝備，而是聚焦于軟件、組網等軟件方面技術。但是其發起的 「認識無線電低功耗信號分析傳感器芯片」（CLASIC）項目則開始布局硬件技術的發展，該項目的目標是為認知無線電或智能通信研發新型射頻、模擬和混合信號集成電路架構和設計技術。

美國認知電子戰現有項目

1. 自適應雷達對抗（Adaptive Radar Countermeasures, ARC）項目

該項目是DARPA 在2012 年7 月發布的一項為期五年的研究項目，預計將投入7000 萬美元。目的是開發在短時間內（美軍稱為「戰術相關的時間段內」）對抗敵方新型雷達（捷變波束控制、波形更改以及先進編碼和脈沖重復間隔完成多種功能的地空和空空雷達）的能力，使得電子戰系統能夠近乎實時地自動生成有效的對策來對抗新的、未知的或不明確的雷達信號，能夠針對敵方雷達不同的工作模式和信號特征，隨時調整干擾策略，以達到最佳的干擾效果。

2. 自適應電子戰行為學習（Behavioral Learning for Adaptive Electronic Warfare, BLADE）項目

該項目將著重發展新的算法和技術，使電子戰系統能夠在戰場上實時自主學習、對抗敵方的自適應無線通信系統帶來的威脅，即敵人使用的無線設備和指揮、控制、通信（C3）以及遙控簡易爆炸裝置（RCIED）等所帶來的無線通信威脅。BLADE 項目為期51 個月，分三個階段進行。

第一階段主要進行系統設計和算法開發，并在測試臺環境中進行測試；第二階段的重點是實時實現第一階段的設計，演示組網能力；第三階段則是提供組網的樣機，可實時運行并適用于地基平臺。第二階段和第三階段的測試將采用實時空中信號環境。

3. 極端射頻頻譜條件下的通信（Communications in Extreme RF Spectrum Conditions, COMMEX）項目

美國空軍研究實驗室代表DARPA 與頻譜共享公司和BAE 系統公司簽訂了一項為期兩年的「極端射頻頻譜環境中的通信」項目合同，合同金額分別為590 萬美元和600 萬美元。項目主要針對在遭受嚴重干擾壓制的情況下，開發一種具備高度自適應能力和靈活性的通信系統。

4. DARPA「大功率高效射頻數模轉換器」（HiPERDAC）項目

美國空雷聲公司獲得DARPA 為期兩年、價值3800 萬美元的「大功率高效射頻數模轉換器」項目，項目目的是使部隊能以最小的自擾實施干擾行動。在很寬的頻譜上實施干擾，并為友軍留出精確的通信空隙。該項目要求雷聲公司演示能在較寬頻譜范圍內有效生成大功率、可迅速調諧、線性、微波信號的技術。「大功率高效射頻數模轉換器」（HiPERDAC）項目適用的平臺有：艦船、地面車輛、戰術飛機、無人機和單兵。

5. 美空軍認知干擾機（Cognitive Jammer, CJ）項目

美國空軍研究實驗室傳感器部電子戰技術開發分析分部啟動的項目旨在以軟件無線電技術為核心，通過研究軟件算法和樣機系統構架，開發一套功能多樣、干擾樣式靈活多變的第一代認知干擾機系統，以期達到干擾靈巧、迅速和有效的目的。

6. 美空軍先進電子戰組件（Advanced Components for Electronic Warfare, ACE）項目

該項目主要通過設計制造低成本高產量的先進電子戰光電元件，推進構建適應未來先進電子戰的基礎設施和能力。

7. 美海軍認知通信電子戰（Cognitive Communication Electronic Warfare）項目

該項目旨在針對具備強大抗干擾能力的智能手機和認知無線電電臺，開發一種認知通信干擾機。項目要求所開發的認知通信干擾機能夠利用機器學習算法來學習、預測作戰對象的行為。

8. 美海軍下一代電子戰技術（Cognitive EW Tomorrow）項目

該項目主要從電磁頻譜方面著手，通過抑制敵方、保障己方，加強海軍電磁頻譜的掌控和利用能力。期望通過將自適應、機器學習等算法應用于電子戰中，從而提高電子戰整體的效能。

此外，羅克韋爾·柯林斯公司在行為模型和算法方面的研究已進行了5 年，目前已有樣機用于仿真。洛克希德·馬丁公司先進技術實驗室研究分布式感知問題已有6 年，在感知、處理和組網方面取得了重大進展，其一些認知算法目前已可用于小型平臺。

陸軍快速能力辦公室（RCO）正在研究花費5000 到1 億美元研究認知電子戰裝備上的提議。備選內容之一是能夠探測雷達和無線電信號的傳感器和實施干擾的干擾機，并能夠裝在陸地裝備、士兵的背包和無人機上。

通過分析美軍近年來展開的電子戰項目可以看出，以提高電子戰系統智能化水平為核心，具備自主感知能力、實時反應能力、準確打擊能力以及評估反饋能力的認知電子戰技術必將成為未來電子戰的發展趨勢。