【A&D 技術窺探】AI 賦能的戰場「隱身術」：深度解析「認知電子作戰」如何重塑台海防衛天際線
- Sonya
- 10月10日
- 讀畢需時 7 分鐘
秒懂重點：沒有這項技術，就沒有新世代戰力
想像一下，在分秒必爭的現代空戰中，我方戰機的雷達預警器 (RWR) 突然響起，但面對的是一個從未見過的敵方雷達訊號；傳統的電子反制 (ECM) 系統，就像一位只會背誦課文的學生，面對題型變化就束手無策，無法產生有效的干擾，這就是今日戰場最致命的威脅。
認知電子作戰 (Cognitive Electronic Warfare)，就是為了解決這個問題而生，它不是簡單的升級，而是一場革命，它讓電子作戰系統擁有了「大腦」，能夠像一位經驗豐富的棋手，即時分析對手的每一步棋（未知的雷達訊號），並在毫秒之間自主生成最佳的反制策略，若缺乏這項能力，我方斥資鉅額打造的先進戰機、艦艇，在複雜電磁環境下可能淪為被動挨打的目標，無法發揮應有的嚇阻力，對於追求國防自主的台灣而言，掌握認知電子作戰的關鍵技術，是確保在未來高科技衝突中取得生存與作戰優勢的必要條件。
關鍵技術白話文：原理與劃時代挑戰
過去的技術瓶頸：為何傳統架構已無法應對威脅？
傳統的電子作戰系統，其核心是一個巨大的「威脅資料庫」，系統在接收到雷達訊號後，會像查字典一樣去比對資料庫，如果找到了匹配的訊號特徵，就調用預設好的干擾模式，這個架構有三大致命弱點：
反應遲鈍：資料庫的更新需要漫長的情報蒐集、分析、編程與部署週期，當敵方部署了全新的雷達系統，我方的資料庫裡根本沒有資料，系統就會形同虛設。
戰術僵化：面對具備「頻率捷變」能力的現代雷達，它可以在數百個頻率之間隨機跳動，傳統的窄頻干擾技術就像是用水瓢去撲滅森林大火，完全跟不上變化。
無法應對未知：最關鍵的是，傳統系統完全無法處理「未知威脅」，它無法理解一個從未見過的訊號背後的意圖，更遑論自主生成有效的反制措施。
在現代化戰爭中，對手正是利用 AI 技術，讓雷達與通訊系統變得更聰明、更難以捉摸，傳統的「字典式」防禦顯然已經過時。
核心技術原理是什麼？
認知電子作戰的核心，可以比喻為把一位頂尖的「訊號情報分析師」和「電子反制戰術官」直接植入到作戰系統中。它的運作流程包含一個被稱為「認知循環」的閉環：
感知 (Sense)：利用超寬頻的接收器，不間斷地監聽整個戰場的電磁頻譜，就像張開一張巨大的耳朵，捕捉所有細微的電磁訊號。
理解 (Understand)：這是革命性的環節，系統利用機器學習演算法，對捕捉到的未知訊號進行即時特徵提取與分類，判斷它是一個通訊訊號、導航訊號，還是一個具有威脅性的火控雷達訊號，即便這個訊號是首次出現。它不是在「查字典」，而是在做「語意理解」。
決策 (Decide)：一旦確認威脅，AI 會根據當前的作戰任務、飛行姿態、友軍位置等全盤資訊，即時生成一個最佳的反制方案。這個方案可能不是單一的干擾模式，而是一個複雜的組合，例如：針對性地產生數百個假目標，讓敵方雷達眼花撩亂。
行動 (Act)：系統驅動先進的射頻前端硬體（如 AESA 陣列），精準地向威脅來源發射經過「設計」的干擾波形。
學習 (Learn)：系統會持續評估反制效果，如果敵方雷達改變了模式，系統會立刻偵測到變化，並在下一個毫秒調整干擾策略，形成一個不斷自我優化的循環。
這樣設計的根本目的，是將反應時間從數月（情報更新週期）壓縮到毫秒（機器決策週期），在人類飛行員察覺到威脅的同時，系統就已經完成了數輪的電磁攻防。
新一代技術的突破點
全頻譜感知與反應： 憑藉氮化鎵（GaN）等先進的硬體組件 (如 HPA、LNA 功率放大器)，該系統能在更寬廣的頻帶上進行監聽與干擾，使其能同時有效應對多種威脅。
對未知威脅的適應性：這是與傳統 EW 最大的區別，透過 AI/ML，系統能夠自主識別、分類並反制前所未見的威脅訊號，實現真正的「戰場適應性」。
戰術最佳化：AI 不僅僅是生成干擾訊號，它還會評估哪種干擾方式對敵方的「殺傷鏈」破壞最大，同時對我方通訊的影響最小，實現了資源的智慧分配，這對於像漢翔研發的勇鷹高教機未來若需承擔部隊訓練協同作戰角色時，如何在模擬高威脅環境下進行有效訓練至關重要。
產業影響與應用
完整實現藍圖：從研發到實戰的挑戰
將認知電子作戰從概念變為現實，需要克服橫跨材料、晶片到系統整合的三大嚴峻挑戰，這也正是台灣國防自主產業鏈，從中科院的系統設計到下游供應商的元件製造，必須共同面對的課題。
挑戰一：感測器前端的極限挑戰：既要聽得廣，又要喊得響
認知 EW 系統的「耳朵」和「嘴巴」——射頻收發前端，是實現一切功能的物理基礎，它必須在極寬的頻率範圍內保持極高的靈敏度（聽得清）和極大的輸出功率（喊得響）。
核心組件與技術要求：
氮化鎵 (GaN) 功率放大器：相較於傳統的砷化鎵 (GaAs)，GaN 元件能在更小的體積內提供更高的功率密度與更好的耐熱性，這表示 EW 莢艙可以更小、更輕，卻具備更強的干擾能力，這對於掛載空間有限的 F-16V 或 IDF 經國號戰機至關重要。
高階 FPGA/SoC 晶片：為了在前端即時處理海量的寬頻訊號數據，需要具備強大平行運算能力的現場可程式化邏輯閘陣列 (FPGA) 或系統單晶片 (SoC)，這類晶片必須在嚴苛的軍規環境（高溫、劇烈震動）下維持穩定運作，這對神基 (Getac) 這類專注於強固型電腦的台灣廠商而言，是技術實力的終極考驗。
挑戰二：複雜戰場環境的即時模擬與驗證：如何在實驗室裡預演台海風雲？
認知 EW 系統的 AI 演算法必須在部署前，經過數百萬次複雜電磁場景的「餵養」和訓練，如何在實驗室中安全、低成本地模擬出一個充滿數千個敵我目標、民用訊號與雜波干擾的台海戰場環境，是演算法成敗的關鍵。
核心工具與技術要求：
硬體在環 (HIL) 模擬器：這是一種能讓真實 EW 硬體「誤以為」自己正處於真實戰場的測試平台，它能鉅細靡遺地生成高逼真度的射頻場景，讓研發人員（如中科院的工程師）在設計初期就能反覆測試、驗證 AI 演算法的有效性與穩定性，大幅縮短開發週期並降低實飛測試的風險。
數位分身 (Digital Twin)：為整套 EW 系統建立一個高擬真的數位模型，不僅能用於演算法訓練，更能在系統服役後，持續匯入真實戰場數據，預測潛在的硬體故障、評估軟體升級後對整體效能的影響，實現「預測性維護」，提升裝備的妥善率。
挑戰三：大規模生產的良率與成本控制：從「實驗室精品」到「戰場消耗品」
一套先進的認知 EW 系統，特別是其核心的主動電子掃描陣列 (AESA)，由數千個微小的收發 (T/R) 模組構成，如何確保每一個模組的性能都高度一致，並在可控的成本下大規模生產，是決定能否形成有效戰力的關鍵。
核心工具與技術要求：
自動化光學檢測 (AOI)：在高頻的射頻模組生產過程中，極其微小的製造瑕疵都可能導致性能大幅下降。導入 AOI 設備，利用機器視覺高速、精準地檢測每一個焊點、每一條線路，是確保大規模生產良率與品質一致性的不二法門。
模組化開放式架構 (MOSA)：這是一種設計理念，要求系統採用標準化的介面與模組，這帶來兩大好處：第一，可以快速整合不同供應商最先進的組件（如處理器、演算法），避免被單一廠商綁定；第二，當未來需要升級時，只需更換特定模組而非整套系統，大幅降低了全壽期成本，這對於需要長期維持、滾動升級的國軍現役裝備而言，是極具戰略價值的指導原則。
應用為王：哪些國防裝備的命脈掌握在它手中？
認知電子作戰技術是現代化高端武器平台不可或缺的「護身符」：
第五代/第六代戰機：如 F-35、F-22 及其後繼者，其匿蹤設計需要在不主動發射雷達波的情況下感知威脅，先進的認知 EW 系統能讓它們在保持電磁靜默的同時，被動地監聽、定位並識別對手，成為致命的「空中獵手」。
神盾驅逐艦與巡防艦：現代軍艦面對來自空中、水面、水下的飽和式飛彈攻擊，必須依靠如 SEWIP (Surface Electronic Warfare Improvement Program) 這類先進的認知 EW 系統來進行早期預警、識別威脅、並施放誘餌或干擾，構成艦隊防禦的最後一道防線。
防空系統：如愛國者三型 (PAC-3) 等系統，需要應對高速、低雷達截面積 (RCS) 的目標，認知 EW 能輔助雷達系統，在強烈電子干擾下更準確地識別並追蹤真正有威脅性的目標。
無人機蜂群作戰：未來的無人機蜂群將高度依賴自主協同與數據鏈路，認知 EW 系統能保護蜂群的內部通訊不被干擾，同時也能作為攻擊手段，癱瘓敵方的指揮控制網路。
前瞻未來：技術普及的挑戰與下一波趨勢
儘管前景廣闊，但認知 EW 的普及仍面臨挑戰，主要在於 AI 演算法的「可信任度」與「可解釋性」。在攸關生死的戰場上，指揮官必須能信任機器的決策，因此，下一波趨斯將聚焦於發展「可解釋 AI (Explainable AI, XAI)」，讓系統在做出決策時，能同時向操作員解釋其判斷依據，實現真正的人機協同；此外，將認知 EW 功能整合到單一晶片上，使其能被更廣泛地應用於小型無人機、甚至是單兵裝備，將是技術發展的終極目標。
投資視角：為何「賣軍火鏟」的生意值得關注？
認知電子作戰的崛起，不僅僅是 Lockheed Martin 或 Raytheon 這類主承包商的軍備競賽，它更催生了一個龐大且極具技術含金量的「賦能技術」供應鏈，從提供 GaN 磊晶圓的半導體材料廠，到設計 FPGA/SoC 的晶片公司，再到開發 HIL 模擬器與測試軟體的利基廠商，甚至是提供強固型電腦平台的系統整合商，都扮演著不可或缺的「賣鏟人」角色。
這些公司的產品或許不像戰鬥機或飛彈那樣引人注目，但它們卻是所有先進武器系統賴以實現的基石，相較於押注單一武器平台在競標中勝出，投資於這些橫跨多個平台、具備高度技術壁壘的關鍵組件與測試驗證工具供應商，往往能分享到整個國防產業升級的長期紅利，隨著全球國防預算的持續增長以及戰場環境的日益複雜化，對這些「軍火鏟」的需求只會有增無減，形成了一個值得長期關注的投資賽道。
