2018年1月6日,多架无人机携带弹药袭击了俄罗斯在赫姆米姆空的军事基地和叙利亚的塔尔图斯补给站。针对这一令人不安的攻击,俄罗斯利用无线电干扰技术对六架无人机进行了迫降,并采用“装甲”防御空系统击落了七架无人机。目前,针对民用和军用领域无人机数量的快速增长,无人机探测、干扰和毁伤技术已成为国防领域的研究热点。从2002年开始,美国国防部开始举行“黑色飞镖”演习,最初的目的是验证无人机能力,后来逐渐发展为反无人机技术的演示和验证。

截至2017年4月,该演习已成功举行了15次。其中,第十四届是反无人机系统规模最大的一次演示,共使用了16种无人机,测试了55种反无人机系统。

一、反无人机技术的发展背景

进入21世纪以来,无人机的数量和种类迅速增加,功能不断增强。它们不仅可以执行情报监视侦察、目标指示、通信中继、电子对抗等任务,还可以携带武器执行打击任务,其开发和使用受到各国的高度重视。21世纪初,美军开始重视无人机。RQ-21a、RQ-7、MQ-8b/c开发的无人机可以提供中、低空战术情报监视和侦察能力,而MQ-4c、RQ-4、MQ-1等无人机则可以在全球范围内全天候、全天时提供高空情报监视和侦察能力,同时ISIS等恐怖组织开始使用无人机投放炸弹进行恐怖袭击,无人机“黑飞”事件的不断增多已经威胁到民航安全。在这种背景下,为了应对无人机带来的威胁,美国、俄罗斯、以色列和欧洲率先发展反无人机技术,摧毁无人机的机体、数据链或任务负载,降低或丧失其作战能力。

无人机可分为微型、小型、中型和大型四大类。每种无人机都有自己的特点:微型和小型无人机体积小、飞行高度低、速度慢、隐蔽性好、成本低,适合在当地执行情报监视和侦察任务。比如美国海军陆战队,主要是借助RQ-11、RQ-12、RQ-20、RQ-21A等小型无人机为营级以下作战单位提供战术情报支援。大中型无人机体积大、飞行高度高、速度快、隐身性好、成本高,适用于远距离执行长期情报监视侦察、通信中继、精确打击等任务。例如,美国空陆军用RQ-4全球鹰和MQ-1捕食者无人机在世界各地执行侦察任务。

二、反无人机技术的发展现状

现有的反无人机技术可分为干扰技术、毁伤技术和探测技术,其中干扰技术和毁伤技术是反无人机的主要措施,无人机的探测通常借用其他武器系统的相关装备。

“网络步枪”

军队

天线、Wifi收音机、电脑

“相量”高功率微波武器

军队

雷达、高功率微波发生器

“机动陆基防御空定向能”项目

海军陆战队

轻型战术车辆,30千瓦激光武器

紧凑型激光武器系统

波音公司

中波红外传感器,Xbox360游戏机,电脑,10 kW激光

欧洲

高能激光武器

欧洲导弹公司

纤维激光器

3 ~ 5公里

俄罗斯

“微波枪”

联合仪器制造公司

微波发生器、天线和定向发射器

1公里

“装甲”——SM一体化导弹和火炮防御空系统

防空导弹和高射炮

40公里

检测技术

探测技术利用地面视觉侦察设备、雷达、预警机、卫星等陆基、空-基和天基探测设备对无人机进行探测、识别和跟踪,为后续反无人机行动提供信息支持。不同类型的无人机有不同的探测技术。低速无人机适用于地面视觉侦察设备和雷达,中空/高空长航时无人机适用于雷达、预警机、预警飞艇、预警气球和卫星。目前,传统武器的检测技术相对成熟,但专用的反无人机检测设备很少。主流是与具有干扰或毁伤效果的相关技术进行集成,或者在现有探测设备的基础上增加无人机探测功能。

表3反无人机探测技术

国家或地区

型号/项目

研究和发展/应用股

系统组成

覆盖面

美利坚合众国

"空天网"

国防高级研究项目署

系留或无人机机载传感器、监控中心等。

305m 空域下

UAVX

海瑞科技公司

照相机、小型监视雷达、计算机

500米

瑞典

长颈鹿雷达

北京汽车股份有限公司

雷达

30公里以内

瑞典萨博公司研制的长颈鹿系列陆基、海基雷达,在空常规监视能力的基础上,增加了低慢速无人机的探测、识别和跟踪功能,可发现100 空以上雷达反射截面不小于0.001㎡的中目标,探测距离30公里。2016年3月,萨博展示了最新版本的长颈鹿雷达——海长颈鹿1X舰载相控阵雷达。整个系统质量小于300 kg,无需冷却,适合巡逻艇执行无人机探测任务。

2016年9月,美国国防高级研究计划局启动“空天网”项目,寻求无人机探测、识别和跟踪技术,对大城市305米以下飞行的所有无人机实施长期广域监视,并与其他反无人机系统一起打击无人机。

2016年10月,斯特拉斯克莱德大学的基于卫星的无人机探测设备GUAPO获得了2016年“伽利略创意大赛”的冠军。该设备通过在地面安装无源雷达来探测卫星雷达的信号。无人机一旦进入空域,无源雷达就检测到信号干扰并给出预警。

三、反无人机技术的未来方向

根据反无人机的技术属性和各国进行的研究,可以判断,数据链干扰、激光武器和微波武器将是未来反无人机技术的发展重点。数据链干扰几乎可以对抗所有类型的无人机,激光武器可以实现精确杀伤,微波武器可以抵消无人机集群的优势。目前,由于技术的成熟,反无人机设备的大规模应用还需要时间。与此同时,反无人机领域的挑战也在不断涌现:在数据链路干扰方面,直接序列扩频、快速跳频等数据链路抗干扰技术正逐渐失去优势,MIMO、OFDM、编解码、扩频/跳频一体化技术、智能天线、认知无线电、物理层安全通信等新的数据链路抗干扰技术不断发展,使得数据链路干扰更加困难;在杀伤激光武器和微波武器方面,实现高功率和小型化是军方和工业界一直在探索的目标。这些挑战将是未来反无人机技术的主要方向。

》。作者:孙,中国船舶重工集团公司第714研究所,俞显钊,白

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