馬雯 叱干小玄

摘 要：隨著無人機(jī)的普及化，無論在軍事還是民用領(lǐng)域都面臨著日益嚴(yán)重的無人機(jī)威脅，反無人機(jī)技術(shù)已成為各國(guó)關(guān)注的重點(diǎn)技術(shù)。針對(duì)上述情況，首先對(duì)反無人機(jī)技術(shù)的常規(guī)方法進(jìn)行分析和總結(jié)，然后對(duì)國(guó)內(nèi)外反無人機(jī)技術(shù)和產(chǎn)品的發(fā)展現(xiàn)狀進(jìn)行了深入研究，最后在總結(jié)現(xiàn)有反無人機(jī)技術(shù)優(yōu)缺點(diǎn)的基礎(chǔ)上，創(chuàng)新性地提出了多模復(fù)合探測(cè)、無人值守探測(cè)、定向能武器發(fā)展以及軟硬結(jié)合反制等反無人機(jī)技術(shù)的發(fā)展趨勢(shì)。

關(guān)鍵詞：反無人機(jī);多模復(fù)合探測(cè);反制;定向能武器;軟殺傷;無人值守探測(cè)

中圖分類號(hào)：V279

文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A

文章編號(hào)：1673-5048（2020）06-0019-06

0 引? 言

無人機(jī)技術(shù)門檻和獲取難度不斷降低，民轉(zhuǎn)軍用改裝后的無人機(jī)在恐怖襲擊、武裝沖突等領(lǐng)域使用頻率不斷提高。襲擊目標(biāo)主要為軍事、經(jīng)濟(jì)、政治、民生等設(shè)施及關(guān)鍵政治人物。

在敘利亞和伊拉克的武裝沖突中，有多個(gè)組織使用了不同種類的無人機(jī)。

2018年1月，一個(gè)不明組織發(fā)射了多架無人機(jī)對(duì)俄羅斯在敘利亞的軍事基地實(shí)施攻擊。

2019年9月14日，也門胡塞武裝的無人機(jī)蜂群偷襲沙特重要的石油設(shè)施，使得沙特石油日產(chǎn)量減少一半。

各種跡象表明，使用無人機(jī)進(jìn)行作戰(zhàn)的方式和手段日趨成熟，《無人機(jī)數(shù)據(jù)手冊(cè)》表明，目前至少有95個(gè)國(guó)家擁有無人機(jī)，無人機(jī)越來越多地成為作戰(zhàn)的線頭部隊(duì)。

在民用領(lǐng)域，無人機(jī)也成為了走私、販毒的流行工具，各種機(jī)場(chǎng)的黑飛事件、隱私泄露事件時(shí)有發(fā)生，嚴(yán)重威脅著社會(huì)的公共安全。

為了有效遏制無人機(jī)帶來的潛在威脅，保護(hù)低空的安全，迫切需要提升反無人機(jī)的能力，對(duì)違規(guī)進(jìn)入重要場(chǎng)合、軍事重地、敏感區(qū)域的無人機(jī)實(shí)施監(jiān)控，并能靈活處理，保持空域安全。

針對(duì)當(dāng)前無人機(jī)群襲實(shí)戰(zhàn)威脅和未來無人機(jī)“蜂群”攻防作戰(zhàn)發(fā)展態(tài)勢(shì)，應(yīng)提升對(duì)無人機(jī)的預(yù)警、探測(cè)、識(shí)別、跟蹤、干擾、捕獲以及毀傷能力。

1 反無人機(jī)技術(shù)分類

反無人機(jī)從功能角度出發(fā)，可以分為無人機(jī)偵察探測(cè)和無人機(jī)反制兩部分[1]。探測(cè)類技術(shù)是綜合利用各種傳感器來“發(fā)現(xiàn)”或“找到”威脅目標(biāo)[2]，利用目標(biāo)無人機(jī)的物理屬性（如光學(xué)特性、熱學(xué)特性、聲學(xué)特性、磁學(xué)特性）的不同，通過上述某些特性的測(cè)量來找到目標(biāo)無人機(jī)并進(jìn)行識(shí)別。探測(cè)類技術(shù)的優(yōu)缺點(diǎn)對(duì)比見表1?，F(xiàn)階段，雷達(dá)還是最主要的無人機(jī)探測(cè)方式。簡(jiǎn)單背景下，針對(duì)單目標(biāo)的雷達(dá)+光電復(fù)合探測(cè)已經(jīng)基本成熟。多目標(biāo)識(shí)別仍是當(dāng)前的難點(diǎn)，基本靠人工識(shí)別。

無人機(jī)反制技術(shù)主要有軟殺傷和硬殺傷兩大類[3]。軟殺傷主要通過數(shù)據(jù)通信干擾、GPS定位系統(tǒng)干擾、接管控制系統(tǒng)等手段，使目標(biāo)無人機(jī)的電子元件失去作用，達(dá)到削弱戰(zhàn)斗能力的目的。硬殺傷主要運(yùn)用導(dǎo)彈、高炮、激光、微波等手段，直接摧毀無人機(jī)[4]。典型反制技術(shù)優(yōu)缺點(diǎn)對(duì)比見表2。無人機(jī)的反制手段五花八門，干擾欺騙方式對(duì)商品類無人機(jī)效果顯著，對(duì)商品/非商品鏈路處置不足，定向能或傳統(tǒng)的動(dòng)能防空模式成本高且次生災(zāi)害比較大，總之缺乏針對(duì)“低、慢、小”目標(biāo)的有效手段。

2 國(guó)內(nèi)外發(fā)展現(xiàn)狀

2.1 美? 國(guó)

美國(guó)是最早制訂反無人機(jī)戰(zhàn)略的國(guó)家。2012年，美國(guó)開始計(jì)劃建立有效的防空體系，既能確保友軍飛機(jī)導(dǎo)彈的安全，又能對(duì)敵軍的空中威脅做出迅速的反應(yīng)[5]。美國(guó)利用自身有利的技術(shù)優(yōu)勢(shì)，迅速占領(lǐng)了反無人機(jī)領(lǐng)域的制高點(diǎn)。美軍每年都要進(jìn)行針對(duì)反無人機(jī)的演習(xí)。

洛克希德·馬丁公司在2015年公布新型地基系統(tǒng)——ICARUS，該系統(tǒng)通過一系列的傳感器（無源成像、聲學(xué)探測(cè)、射頻傳感器等）以及賽博工具進(jìn)行探測(cè)和識(shí)別，并對(duì)目標(biāo)無人機(jī)進(jìn)行跟蹤，最終截獲無人機(jī)。該系統(tǒng)已經(jīng)完成了演示驗(yàn)證[7]。

2015年10月，美國(guó)Battelle公司和歐洲空客公司都發(fā)布了干擾阻斷類反無人機(jī)系統(tǒng)。Battelle公司的Drone Defender反無人機(jī)槍如圖1所示，歐洲空客公司提出了一種Counter UAV電子反無人機(jī)系統(tǒng)。兩者的工作原理是通過目標(biāo)無人機(jī)定向發(fā)射大功率干擾射頻信號(hào)，來切斷無人機(jī)的通訊鏈路，迫使其自行降落或返航[6]。

2016年1月，波音公司發(fā)布了反無人機(jī)激光武器系統(tǒng)——CLWS（緊湊型激光武器系統(tǒng)），并對(duì)其反無人機(jī)能力進(jìn)行了驗(yàn)證。這是波音公司眾多激光武器中的一種，是一款2 kW激光武器系統(tǒng)，如圖2所示。演習(xí)中，其持續(xù)發(fā)射激光10 s，擊落了一架微型無人機(jī)[3]。

2017年3月，美國(guó)陸軍在無人機(jī)硬殺傷挑戰(zhàn)賽中成功驗(yàn)證了“機(jī)動(dòng)型遠(yuǎn)征高能激光武器”（MEHEL 2.0）反無人機(jī)系統(tǒng)，如圖3所示。該系統(tǒng)安裝在“斯特賴克”裝甲戰(zhàn)車底盤上，利用雷達(dá)探測(cè)跟蹤目標(biāo)，隨后用5 kW高能激光束照射，成功打擊目標(biāo)[8]。

2018年7月，范堡羅航展上，美國(guó)雷神公司率先提出“以機(jī)制機(jī)”的反無人機(jī)理念，推出了將“郊狼”無人機(jī)和有源相控雷達(dá)組合的反無人機(jī)系統(tǒng)，如圖4所示。在該武器系統(tǒng)中，給“郊狼”無人機(jī)配裝一個(gè)先進(jìn)的導(dǎo)引頭和戰(zhàn)斗部，利用工作在Ku波段、能夠捕獲并精確跟蹤各種尺寸無人機(jī)威脅的有源相控陣?yán)走_(dá)識(shí)別無人機(jī)目標(biāo)，發(fā)現(xiàn)目標(biāo)后，“郊狼”無人機(jī)進(jìn)行打擊，從而消滅威脅無人機(jī)[9]。

2.2 歐? 洲

英國(guó)的布萊特系統(tǒng)監(jiān)控公司、恩特普賴斯控制系統(tǒng)公司和切斯動(dòng)力公司共同研發(fā)出了一種新的“反無人機(jī)防御系統(tǒng)”（AUDS）[10]，如圖5所示。該系統(tǒng)是世界上首個(gè)完全集成的無人機(jī)防御系統(tǒng)，可以探測(cè)、跟蹤并摧毀

小型和大型無人機(jī)。

2015年9月16日，英國(guó)防務(wù)公司Selex ES在倫敦防務(wù)展（DSEi）上發(fā)布了一款名為“隼盾”（Falcon Shield）的反無人機(jī)電子戰(zhàn)系統(tǒng)，如圖6所示。該系統(tǒng)能夠完成對(duì)“低、慢、小”飛行器的探測(cè)、識(shí)別、定位，并實(shí)施有效的干擾和打擊。除此之外，能夠接管目標(biāo)無人機(jī)的控制系統(tǒng)，使目標(biāo)無人機(jī)按照我方指令安全降落[3]。

2017年，英國(guó)國(guó)際防務(wù)展上，英國(guó)Open Works工程公司發(fā)布SkyWall 300自動(dòng)捕獲反無人機(jī)系統(tǒng)，如圖7所示。該系統(tǒng)可以釋放在固定位置或安裝在車頂，用網(wǎng)作為對(duì)抗措施，有效距離為250 m，最小為10 m，能夠捕獲最高速度50 m/s的無人機(jī)[1]。

2017年7月，以色列拉斐爾先進(jìn)防務(wù)系統(tǒng)公司發(fā)布了“無人機(jī)穹頂”反無人機(jī)系統(tǒng)。該系統(tǒng)可為微型及迷你型無人機(jī)檢測(cè)和反制系統(tǒng)引入激光硬殺傷攔截功能[7]，可采用軟殺傷和硬殺傷兩種方式攻擊無人機(jī)。

2017年7月，馬杜克技術(shù)公司發(fā)布的“鯊魚”反無人機(jī)系統(tǒng)，使用10千瓦級(jí)激光器，可暫時(shí)或永久性地致盲無人機(jī)的光電載荷[7]。

2018年6月8日，以色列航空工業(yè)公司（IAI）推出了自行開發(fā)的反無人機(jī)系統(tǒng)——“無人機(jī)警衛(wèi)”（DroneGuard）。該系統(tǒng)集成了自適應(yīng)3D雷達(dá)、光電傳感器作為探測(cè)系統(tǒng)，并配備了專用的電子攻擊干擾系統(tǒng)，可用于探測(cè)、識(shí)別“低、慢、小”無人機(jī)，并對(duì)其實(shí)施干擾[5]。

在巴西里約國(guó)際軍警及防務(wù)展（LAAD）上，以色列拉斐爾先進(jìn)防務(wù)系統(tǒng)公司發(fā)布了“無人機(jī)穹頂”無人機(jī)探測(cè)、跟蹤和壓制系統(tǒng)（DROneDOMe）[5]?！岸藢?duì)端”的設(shè)計(jì)使得該系統(tǒng)可防止敵方利用微小型無人機(jī)進(jìn)行情報(bào)收集及空中打擊等恐怖活動(dòng)，提供可靠的低空防御能力[11]。

2.3 俄 羅 斯

俄羅斯一直十分重視無人機(jī)領(lǐng)域，在2020年前將130億美元的軍費(fèi)預(yù)算用于無人機(jī)領(lǐng)域，主要用于軍用無人機(jī)技術(shù)、反無人機(jī)技術(shù)的研發(fā)以及無人機(jī)作戰(zhàn)體系的建設(shè)。

2015年，俄羅斯列裝便攜式防空導(dǎo)彈系統(tǒng)——“柳樹”。該系統(tǒng)可單兵攜帶，具備超強(qiáng)的攻擊能力，能對(duì)距離6 km、高度在1～3 500 m范圍內(nèi)的目標(biāo)實(shí)施打擊，可有效對(duì)付無人機(jī)。該系統(tǒng)還配備了全新的光學(xué)瞄準(zhǔn)系統(tǒng)和自動(dòng)制導(dǎo)彈頭，能同時(shí)在紫外線、近紅外線和中紅外線三種波段下獨(dú)立工作，迅速識(shí)別多個(gè)空中目標(biāo)[12]。

俄羅斯“無線電工廠”公司研發(fā)了PY12M7型機(jī)動(dòng)式反無人機(jī)偵察指揮車。該系統(tǒng)由通信分系統(tǒng)、控制分系統(tǒng)、電源管理分系統(tǒng)和生命保障分系統(tǒng)組成，安裝在BRT-80輪式裝甲車上。主要用于指揮防空兵（雷達(dá)兵、高射炮兵、防空導(dǎo)彈兵）團(tuán)級(jí)以下作戰(zhàn)單位及航空兵戰(zhàn)機(jī)進(jìn)行中近距離的反無人機(jī)作戰(zhàn)[5]。

2018年，俄羅斯研發(fā)了一款采用“以機(jī)制機(jī)”方式的反無人機(jī)系統(tǒng)，名為“食肉動(dòng)物”。該無人機(jī)能夠攜帶偵察設(shè)備和高爆彈藥，完成對(duì)目標(biāo)無人機(jī)的毀滅性打擊，也可采用網(wǎng)兜對(duì)微小型四軸飛行器進(jìn)行攔截，抓住目標(biāo)無人機(jī)后采用降落傘降落，保持目標(biāo)無人機(jī)不受損傷。

2.4 中? 國(guó)

國(guó)內(nèi)也有多家公司如空降兵、安則、華諾星空、數(shù)字鷹、神州明達(dá)、銳盾等均加入了反無人機(jī)產(chǎn)品的研發(fā)。

中國(guó)工程物理研究院研發(fā)了中國(guó)第一套萬瓦級(jí)“低、慢、小”目標(biāo)激光攔截反無人機(jī)系統(tǒng)——“低空衛(wèi)士”激光防御系統(tǒng)（如圖8所示），已成功完成演示驗(yàn)證，標(biāo)志著中國(guó)已具備對(duì)于“低、慢、小”無人飛行器的防護(hù)能力。

2018年5月，北斗開放實(shí)驗(yàn)室發(fā)布了全新的反無人機(jī)系統(tǒng)ADS2000，這是國(guó)內(nèi)首套采用干擾誘騙方式的民用反無人機(jī)系統(tǒng)。該系統(tǒng)通過數(shù)據(jù)干擾、信號(hào)壓制、欺騙等方式，可入侵并接管來襲無人機(jī)的導(dǎo)航系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)對(duì)“低、慢、小”無人機(jī)的有效監(jiān)管，并且該系統(tǒng)可靜態(tài)、動(dòng)態(tài)以及隨身攜帶[13]。

中國(guó)電科14所研制了車載反無人機(jī)系統(tǒng)AUDS“蜘蛛網(wǎng)”。該系統(tǒng)將雷達(dá)、光電設(shè)備以及電子干擾設(shè)備進(jìn)行了高密度的集成。所有子系統(tǒng)數(shù)據(jù)相互關(guān)聯(lián)，可全自動(dòng)實(shí)現(xiàn)對(duì)目標(biāo)無人機(jī)的探測(cè)識(shí)別和跟蹤，并對(duì)目標(biāo)無人機(jī)實(shí)施反制[14]。

3 反無人機(jī)技術(shù)發(fā)展趨勢(shì)

隨著無人機(jī)技術(shù)的不斷進(jìn)步和產(chǎn)品的快速發(fā)展，無人機(jī)帶來的威脅不斷涌現(xiàn)，嚴(yán)重危害了國(guó)家安全，反無人機(jī)越來越受到世界各國(guó)的關(guān)注，反無人機(jī)技術(shù)將向著復(fù)合探測(cè)、無人值守、軟硬結(jié)合的方向發(fā)展[11]。

3.1 多種探測(cè)技術(shù)構(gòu)建多模復(fù)合探測(cè)系統(tǒng)

采用單一來源的探測(cè)方式，如雷達(dá)、可見光或紅外等，適用范圍較為有限，對(duì)“低、慢、小”無人飛行器的識(shí)別效果欠佳，因此，未來將雷達(dá)、光電、聲學(xué)等多種探測(cè)技術(shù)相結(jié)合的無人機(jī)探測(cè)系統(tǒng)將成為主流[15]。在現(xiàn)階段，對(duì)于簡(jiǎn)單目標(biāo)的雷達(dá)+光電的復(fù)合探測(cè)手段，已經(jīng)有良好的效果，但對(duì)于多目標(biāo)的識(shí)別，仍然是當(dāng)前的技術(shù)難點(diǎn)。

3.2 無人值守探測(cè)技術(shù)是大規(guī)模應(yīng)用的關(guān)鍵

現(xiàn)階段，探測(cè)技術(shù)的主要缺點(diǎn)是虛警率高，需要持續(xù)的人工干預(yù)，特別是城市環(huán)境下，該現(xiàn)象更為嚴(yán)重，給大規(guī)模應(yīng)用造成困難。因此，迫切需要提高人工智能水平，提高識(shí)別的準(zhǔn)確率，真正做到無人機(jī)值守的探測(cè)，才是反無人機(jī)技術(shù)走向大規(guī)模城市應(yīng)用的關(guān)鍵。多站無源雷達(dá)將會(huì)是解決該問題的有效手段。

3.3 定向能武器將成為反無人機(jī)的主力軍

與常規(guī)的動(dòng)能武器相比，定向能武器能有效地對(duì)無人機(jī)的機(jī)載電子設(shè)備進(jìn)行毀傷，其中發(fā)展最快、摧毀更為有效的方式是激光武器和微波射頻武器[16]。激光武器通過對(duì)目標(biāo)施加大量能量來破壞或摧毀目標(biāo)，具有速度快、精度高、使用成本低、抗電磁干擾能力強(qiáng)等優(yōu)點(diǎn)，因此，大功率便攜式激光武器是反無人機(jī)系統(tǒng)發(fā)展的一個(gè)重要方向。但由于激光武器需要消耗大量的電能，因此，能量存儲(chǔ)設(shè)備的微型化是其大規(guī)模應(yīng)用的關(guān)鍵。微波射頻武器具有反無人機(jī)作戰(zhàn)的巨大潛力，通過發(fā)射高功率微波，損毀無人機(jī)內(nèi)部的電子器件。而微波武器可定向發(fā)射一系列微波輻射，一舉擊落無人機(jī)機(jī)群[17]。

3.4 無人對(duì)抗無人的作戰(zhàn)方式成為可能

隨著人工智能技術(shù)的不斷進(jìn)步及其在無人機(jī)平臺(tái)上的廣泛應(yīng)用，無人機(jī)的智能化程度也在不斷提升。以自主方式實(shí)現(xiàn)探測(cè)、識(shí)別到打擊的智能化平臺(tái)成為可能。在未來戰(zhàn)場(chǎng)中，將是以無人對(duì)抗無人，以智能對(duì)抗智能的方式來應(yīng)對(duì)無人機(jī)的威脅。提高反無人機(jī)設(shè)備的智能化水平以及建立良好的應(yīng)對(duì)突發(fā)事件的有效機(jī)制，才能有效維護(hù)空域的穩(wěn)定和安全。

3.5 軟硬結(jié)合是無人機(jī)反制的有效手段

面對(duì)日益增長(zhǎng)的無人飛行器威脅以及靈活多變的組合攻擊方式，僅依靠某一種技術(shù)手段難以應(yīng)對(duì)復(fù)雜多變的戰(zhàn)場(chǎng)需求，難以對(duì)各類無人飛行器實(shí)施有效殺傷，因此，迫切需要將多種技術(shù)手段綜合，在作戰(zhàn)效能上形成互補(bǔ)，針對(duì)不同微小型無人飛行器及其組合能適應(yīng)性地予以對(duì)抗，使反無人機(jī)作戰(zhàn)更加靈活、有效。將軟殺傷與硬殺傷有效結(jié)合，軟殺傷直接導(dǎo)致無人機(jī)失效或者進(jìn)入自航模式，降低硬殺傷跟蹤瞄準(zhǔn)難度，并實(shí)施有效摧毀，硬殺傷作為最后手段，根據(jù)實(shí)際場(chǎng)景，實(shí)現(xiàn)從非致命到致命的可調(diào)性打擊[18-20]。

4 結(jié) 束 語

無人機(jī)的小型化和智能化程度不斷提升，使反無人機(jī)系統(tǒng)的難度不斷增加。與傳統(tǒng)防空武器相比，干擾阻斷、欺騙等軟殺傷技術(shù)以及定向能武器、網(wǎng)捕撞擊等低成本的硬殺傷技術(shù)，將更加適應(yīng)復(fù)雜多變的現(xiàn)代作戰(zhàn)場(chǎng)景。探測(cè)技術(shù)的無人化、能量存儲(chǔ)設(shè)備的微型化、殺傷技術(shù)的低成本化，將成為反無人機(jī)系統(tǒng)大規(guī)模應(yīng)用的關(guān)鍵。

反無人機(jī)技術(shù)必將在與無人機(jī)技術(shù)的“矛盾之爭(zhēng)”中不斷發(fā)展和完善。

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Research onDevelopment of Anti-UAV Technology

Ma Wen*，Chigan Xiaoxuan

（Science and Technology on Aircraft Control Laboratory，

AVIC Xian Flight Automatic Control Research Institute，Xian 710065，China）

Abstract： With the polularization of UAV，both military field and civil field are facing increasingly serious threat of UAV. Anti-UAV has become the key technology concerned by all countries. In view of the above situation，firstly，the conventional methods of anti-UVA technology are analyzed and summarized，then，theanti-UAV technology and products

at home and abroad

are deeply studied. Finally，on basis of summing up the advantages and disadvantages of the existing anti-UAV technology，the development trend of anti-UAV technology，such as multi-mode composite detection，unattended detection，directional energy weapon development，soft and hard combination conteraction，is innovative proposed.

Key words： anti-UAV;multi-mode composite detection;counter-control;directional energy weapon;soft kill;unattended detection

收稿日期：2020-05-24

作者簡(jiǎn)介：馬雯（1984-），女，陜西西安人，高級(jí)工程師，碩士，研究方向是飛行控制。

*E-mail： mawenamy@163.com