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国外反无人机技术发展概况及趋势

放大字体  缩小字体 发布日期:2017-03-12    来源:战略前沿技术
核心提示:现有的反无人机技术包括:探测跟踪预警技术、毁伤技术、干扰技术、伪装欺骗技术。探测跟踪预警技术通过运用地面目视侦察装备、雷达、预警飞机、卫星等,实现对无人机的及时预警、探测、跟踪,为后续的反无人机作战提供信息情报支援。
         一、反无人机技术发展概况

现有的反无人机技术包括:探测跟踪预警技术、毁伤技术、干扰技术、伪装欺骗技术。探测跟踪预警技术通过运用地面目视侦察装备、雷达、预警飞机、卫星等,实现对无人机的及时预警、探测、跟踪,为后续的反无人机作战提供信息情报支援。毁伤技术通过运用导弹、激光、微波等方式,摧毁无人机。干扰技术主要包括光电对抗技术、控制信息干扰技术、数据链干扰技术等,通过对无人机实施有效干扰,使无人机的自动驾驶与控制系统、通信系统、动力系统等失效,从而削弱无人机作战能力甚至摧毁无人机;伪装欺骗技术主要包括光学、红外、声学、电子伪装欺骗技术等,通过对己方目标进行适当伪装,降低对方无人机的监视侦察效率和效果,进而降低无人机的作战效能。

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二、国外反无人机技术发展

1.美国

美国陆军基于反火箭、火炮和迫击炮(C-RAM)的“扩展区域防御与生存能力”(EAPS)项目,也在推进反无人机系统的研究,主要依靠50毫米加农炮发射指令制导的炮弹攻击无人机,利用精确追踪雷达、射频收发系统、火控计算机实施瞄准和弹道控制。EAPS项目于2015年成功进行了2次反无人机试验。首次试验成功拦截了一架巡航无人机,第二次试验采用改进的火控系统,提高了拦截距离,成功拦截了2架无人机。试验表明,EAPS项目所采用的火炮技术已具备反无人机能力,一旦陆军及海军需求,便可进入生产部署阶段。但为节省成本,军方目前更倾向于开发以枪击为主要手段的系统。

波音公司研发了“紧凑型激光武器系统”(CLWS)对抗无人机。该系统可通过中波红外传感器在40千米的范围内识别、追踪地面和空中目标,激光器可在37千米的范围瞄准目标。系统构成简单、便携,可在15分钟内组装完毕,系统质量约为295千克,输出功率高达10千瓦,并可根据任务需要调节输出功率,用Xbox 360游戏机手柄和一台笔记本电脑控制。2015年8月,波音公司演示了“紧凑型激光武器系统”的反无人机能力,该系统利用2千瓦的激光束照射无人机尾部10~15秒之后,成功将其击落。波音公司希望该系统可在未来一两年内投入市场。

黑睿技术公司研发了应用人工智能的反无人机系统——UAVX。该系统使用多种技术探测、识别、跟踪无人机,通过人工神经网络对目标进行自动分类,降低误警率。UAVX包括15~100mm连续变焦红外摄像机、36倍变焦摄像机、探测距离500米的小型监视雷达、控制计算机。UAVX系统的工作流程主要包括探测、情报、分类、警告,首先使用小型监视雷达探测500米范围内的中型无人机,一旦有目标进入探测范围,系统可产生数百个雷达反射数据样本;UAVX系统将目标特性与数据库中数千种预先存储的常见无人机类型进行比对,每一次交互的数据都会保存下来;探测到无人机后,由摄像机组成的远程视频跟踪器则指向无人机并对其进行精确跟踪,能对无人机及其载荷进行放大检查;与此同时,系统可通过邮件发送警报,也可与已有的安全系统或视频/事故管理系统集成。

雷声公司研发了陆基高功率微波(HPM)武器,该武器以高功率磁控管为基础,配备火控雷达,可跟踪无人机并确定是否向目标发射高功率微波,能在一次脉冲中发射充足的微波能量,清除数千平米区域内的无人机。雷声公司陆基高功率微波验证机使用的技术与波音公司为美空军研究实验室建造的“先进反电子设备高功率微波导弹项目”(CHAMP)中使用的技术相同,是CHAMP巡航导弹的衍生版,即利用高功率微波来毁坏敌方电子设备及杀伤作战人员,可以暂时性干扰或永久性破坏重要的传感器,毁坏关键的电子部件以使系统失灵。雷声公司的高功率微波验证机曾于2013年在陆军火力卓越中心成功演示验证了对抗多架无人机的能力,经过改装可用于海军或空军。比起激光武器,高功率微波武器能以几毫秒的时间间隔发射,能更有效地杀伤无人机或无人机蜂群,而激光武器通常需要在几秒内集中照射一个目标才能杀伤目标。

2.英国

英国Blighter公司联合多家公司合作开发了一套集探测、跟踪与干扰功能于一体的反无人机系统(AUDS),该系统由4频段射频抑制/屏蔽系统、光学干扰器、快速部署模块组成,可用于防御8千米内的无人机,主要目标为小型固定翼和旋翼无人机。AUDS利用雷达和光学仪器精确定位无人机,然后发射定向大功率干扰射频,切断无人机原有控制,迫使无人机降落。目前,AUDS系统已在法国和英国进行了广泛的测试,验证了AUDS系统在15秒内探测、跟踪以及干扰无人机的能力。目前,英国正在进行AUDS系统诱控能力的研究,使AUDS系统操作人员可以获得目标无人机的控制权。

英国无人机防务公司在2016年公布Net Gun X1型射网枪、无人机防御者”反无人机系统/概念。Net Gun X1型射网枪通过快速发射捕捉网,能捕捉飞行高度在10~15m范围内的无人机,“无人机防御者”则通过名为“蒂奴皮”E1000MP的便携式干扰器对非法无人机实施干扰,即采用定向电子对抗干扰和GPS中断技术,使无人机脱离控制,或诱导无人机自动着陆。“蒂奴皮”E1000MP总输出功率超过100瓦,拥有5个频段,可涵盖大部分常见的无人机。

3.法国

法国泰勒斯公司在2015年巴黎航展上透露,正为法国政府开展“反无人机技术与方法全球分析与评估”(ANGELAS)项目。该项目综合使用雷达、声探测、测向、无线电及视频定位器、激光扫描技术来探测、定位无人机,压制手段包括动能打击、激光致盲、选择性干扰、GPS欺骗、电磁脉冲攻击、利用携带干扰设备的无人机进行拦截等。项目为期18个月,项目结束标准是针对典型设施进行反无人机的现场演示,反无人机系统可对无人机进行探测跟踪并使其失效,能够使无人机远离关键设施。

MBDA公司研发了可安装在海基、陆基平台、提供360°防御无人机、火箭弹、迫击炮弹等敏捷目标的高能激光效应器,并已在多次试验中演示了对抗炮弹、无人机等目标的能力。由于采用镭射激光的传统激光武器功率较低,MBDA公司研发的高能激光效应器采用纤维激光,功率在2~5kW之间,作用范围可达3~5km。MBDA公司高能激光效应器采用标准化接口,适用于多种平台。

4.瑞典

瑞典萨博公司研发的“长颈鹿”系列雷达,可在提供常规空中监视能力的同时,探测、分类和跟踪低空、低速飞行的小型无人机,现已经验证了在复杂环境下同时应对6架无人机目标的能力。萨博公司于2015年4月向英国政府演示了近程和中程“长颈鹿”灵敏多波束雷达系统,该系统具有增强的“低慢小”目标探测跟踪能力,能发现超过100个雷达反射截面不小于0.001平方米的空中目标,将无人机从周围地面杂波中识别出来。2016年3月,萨博公司展示了“海上长颈鹿1X”新型3D有源电扫相控阵海上雷达,整个系统重量小于300千克,无需冷却,现场更换单元极少,功率小,维护成本低,适合小型巡逻艇搭载。

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5.以色列

以色列航空工业公司开发了名为“无人机警卫”(Drone Guard)的反无人机系统,该系统集成了自适应3D雷达、光电传感器和专用电子攻击干扰系统,可探测、识别和干扰小型无人机。该系统使用多款3D雷达,包括埃尔比特公司的ELM-2026D、ELM-2026B、ELM-2026BF雷达,可在短、中、长距离探测无人机,并辅以特殊的侦察和跟踪算法;利用光电传感器识别目标。“无人机警卫”系统自推出以来,已经被广泛应用于反无人机领域。

以色列拉法尔先进防御系统公司开发了名为“无人机穹”(Drone Dome)的反无人机系统,该系统是一款无人机探测、跟踪和干扰系统,装配RPS-42空中战术监视雷达、MEOS光电传感器,通过C-Guard宽频信号干扰器进行GPS信号干扰,使无人机无法返回到起飞地点。

三、发展趋势

反无人机技术尚处于探索阶段,各型反无人机系统层出不穷,但反无人机系统实现实战化尚需一段时间。基于电子干扰技术的反无人机系统,电子干扰距离短,仅适用于低慢小无人机;基于微波武器的反无人机技术,体积庞大,附带伤害大,适用于陆地反无人机或大型舰船反无人机;基于激光武器的反无人机技术,体积庞大,所需功率较大,需在目标上驻留一定时间方能摧毁目标,且不能连续发射;基于导弹或常规火力毁伤的反无人机系统,存在成本高、精度低的问题。因此,发展一型具有普适性的实战化反无人机系统迫在眉睫。

反无人机技术的难度也正不断增加。伴随微机电技术和隐身技术的发展,无人机向小型化、微型化、隐身化方向发展,这种趋势,增加了对其进行探测跟踪和预警的难度;伴随无人机开放式架构的发展,有效载荷已经实现模块化,无人机在发挥ISR功能的同时,可发挥打击作用,即飞行中的无人机对地面威胁实时侦察,一旦发现威胁,可实施打击,这种趋势,增加了空防系统的压力;伴随无人机数据链技术的发展,使得无人机的通信效率和抗干扰能力增加,通过电子干扰技术干扰无人机难度增加。

 
关键词: 反无人机

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