国外反无人机系统发展动态与趋势分析

蔡亚梅， 姜宇航， 赵 霜

(1．中国航天科工集团8511研究所，江苏 南京 210007； 2．西安电子科技大学通信工程学院， 陕西 西安 710126)

国外反无人机系统发展动态与趋势分析

蔡亚梅1， 姜宇航2， 赵 霜1

(1．中国航天科工集团8511研究所，江苏 南京 210007； 2．西安电子科技大学通信工程学院， 陕西 西安 710126)

随着无人机技术的迅速发展，高空、高速、隐身、长航时无人机，高超声速无人作战飞机以及微型无人机在战争中扮演着越来越重要的角色，对原有的国家防空体系构成了极大挑战。不少国家都已经意识到这个问题，相继提出了反无人机需求和计划，相关工业部门和军事部门都在积极研究反无人机技术和系统。对国外反无人机技术/系统的发展现状和动态进行了跟踪，提出反无人机技术的发展趋势。

无人机；对抗；防空体系

0 引言

无人机作战系统已成为空袭作战中不可替代的新发展方向，高空、高速、隐身、长航时无人机，高超声速无人作战飞机以及微型无人机在战争中都将扮演重要的角色，对军事行动产生重大的影响。无人机未来发展有以下几个趋势：1)体积趋向两极端：微型化、大型化；2)成为全军数据链成员：网络化，成为陆海空天一体化作战体系的一部分；3)更具攻击性和隐蔽性：低雷达有效截面积(RCS),智能化，武器更先进。

随着大量无人机参与实战，反无人机作战体系建设越来越迫切，无人机对抗策略及武器研究渐渐提上了日程。美陆军将无人机列为“五大威胁平台”中最具有破坏力的空中威胁之一，将其作战功能向隐身突防、通信中继、空中格斗等全方位扩展，认为无人机将对作战全过程构成威胁，重要性倍增。

2002 年以来，美国防情报局每年都要秘密地进行1 次名为“黑色飞镖”(Black Dart)的反无人机试验。在美国国内，反无人机能力更是国防部、国土安全部和能源部的共同关切点。2003年伊拉克战争前夕，一架伊拉克飞机击落了美空军的一架“捕食者”无人机；2006年，以色列的一架F-16在海法湾击落了真主党游击队的一架无人机；2008年，格鲁吉亚的“赫尔墨斯”-450无人机在边境巡逻时被俄“米格”-29战斗机击落；伊拉克和阿富汗武装分子曾使用诸如AK47S的小型武器击落了美军BAU Herti无人机;2011年，伊朗俘获一架美军RQ-170“哨兵”无人侦察机;2012年，伊朗在海湾水域“捕获”一架侵入伊朗领空的美国“扫描鹰”无人机。所有这些事件表明，各国的反无人机计划正在悄悄地进行着。英国政府将反无人机技术作为在2016 年公布的有关无人系统战略的一部分，代号为COI4 的反无人机信息中心目前正在调查政府重点关注的无人机不当使用问题。法国政府也在关注无人机问题，开展了一项名为“全球反无人系统技术和方法的分析与评估”的计划。2016年2月，Markets&Markets市场研究机构(全球第二大市场研究公司)首次发布反无人机市场报告，预测2017—2022年间，反无人机市场将以每年约24%的速度增长，到2022年，市场总额将达到11.4亿美元。Dedrone公司是该领域的领军者。所有这些表明，反无人机已经成为一种必然趋势。

1 无人机对抗措施

常规的对抗无人机威胁的方法有空中拦截/地面火力打击、通信/导航系统干扰、信号入侵等。

1)空中拦截/地面火力打击

无人机飞行路线为预先规划，更改航迹需要一定的时间，加上多数侦察型无人机飞行速度较慢，因此在机动性能方面的软肋使得其容易受到有人机或地面小型武器的攻击。一旦发现来袭无人机，可由航空兵地面部队和海军舰艇防空兵力共同反击，严密协同，合理安排打击次序，给来袭无人机以毁灭性打击。针对无人机的空中截击早已发生过多次,如伊拉克飞机击落“捕食者”无人机、F-16击落真主党游击队无人机、“米格”-29战斗机击落“赫尔墨斯”-450无人机等。然而，小型无人机空中目标特征较小，战斗机难以发现目标；掠地飞行不易被地面人员瞄准，因此独立的火力打击手段存在局限性。

2)通信/导航系统干扰

无人机在侦察作战使用中要依靠传感器等机载电子设备进行非实时和实时信息情报的收集，并通过视距/卫通测控链路与地面控制站交换信息。若实施电子干扰，将使无人机机载探测设备及数据传输与处理受到影响甚至失灵，特别是小型侦察无人机要通过地面控制站采用无线电传输实时遥控和获取战场信息，对其实施电子干扰更有望达到作战效果。如：伊朗俘获RQ-170、“扫描鹰”等无人机。

3)信号入侵

高度智能化的无人系统往往接入计算机网络中，为破解其关键密码或协议创造了机会。视距或卫通链路信号很容易被接收，只要截获的数据样本足够大，在一段时间后总能够被破解。此外，无人机的控制站计算机往往防护不严密，使用键盘记录器之类的木马软件就可以截获无人机操作规律，分析出有用的信息。如：2009年12月，伊拉克的一些什叶派武装分子使用一些诸如Sky Grabber的网络售价约26美元的软件侵入了“掠夺者”无人机的视频系统，提前掌握美军可能攻击目标的重要情报。

然而，针对“蜂群”无人机作战模式的发展，采用常规的反无人机方法是不可行的。这是因为采用蜂群战术的编队无人机群来袭时，留给作战人员及系统的反应时间极短。目前，除了采用传统方法外，还大力开展通过电子战、网络战、无人机、激光武器等技术执行反无人机任务的研究。通过电子战反无人机的最常用方法是GPS干扰；通过网络战手段可以使无人机丧失执行任务的能力，甚至可以反制无人机；通过无人机携带的武器系统在雷达探测并定位对手无人机后对其实施攻击；激光武器具有快速、灵活、抗电磁干扰以及成本低廉等优点，可摧毁小型无人机。反无人机作战过程如图1所示。

2 国外反无人机系统发展动态

当前全球反无人机市场上主要研制商有：美国的波音公司和洛·马公司、诺·格公司、荷兰的空客集团、瑞典的萨博公司、英国的Blighter监视系统公司等。不少反无人机系统已经投入使用，还有更多的先进的反无人机系统正在研制当中。

1)美国

2007年，美国阿连特技术系统(ATK)公司展示了两种新颖的新概念反无人机武器：①无人机快速捕捉与失能系统(RAP-CAP：Rapid Capture and Disablement of UAVs)是一种通过枪炮发射的弹药，采用红外制导，在接近无人机时就会爆炸，抛射出高性能的网和快速膨胀的泡沫。泡沫会将无人机包裹起来，同时电离分裂出的导电碳粒子使无人机的通信设备失效，从而达到不采用物理破坏手段就能对付无人机的目的。据介绍，RAP-CAP系统在非致命能力方面有突破性进展，可使美军能准确地捕获敌方无人机及其载荷，从而获取敌方的相关情报。同时，当泡沫包裹的无人机坠落地面时，造成间接损伤的可能性很小。这一点对于在平民聚集的城市区域作战时尤为重要。②新

概念反无人机武器，使用类似于“星球大战”计划中的光子“鱼雷”的高能激光去击落无人机。据称，这种武器与传统的高能激光发射器的工作方式不同。

美军2012年开始提出制定反无人机战略，计划设计和建立一个可迅速应对无人机的有效防空体系。美军每年都要进行反无人机演习(如“黑色标枪”，F-22和“捕食者”无人机参演)。

2015年，洛·马公司公布了一台用于探测和对抗无人机的新型地基系统——ICARUS，旨在通过一系列的传感器和赛博工具探测、识别和截获无人机。该系统通过无源成像、声呐、射频传感器，根据型号和模型识别目标，跟踪无人机轨迹。据称，该系统可部署非动能赛博有效载荷，摧毁无人机的机载照相机，将无人机驱逐出相关空域，或使无人机失控。该系统已经进行试验和演示。洛·马公司还计划改进陆军TPQ-53火力对抗雷达，2018年部署，以提供反无人机能力。

2015年7月，诺·格公司开发的“毒液”(Venom)反无人机系统进行了验证。在验证期间，Venom接收“转换提示”信息并锁定和追踪低空飞行的无人机，为火力支援提供了精确的目标坐标，展示了其确认并追踪小型无人机系统的能力。

波音公司研制了多款反无人机激光武器。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，利用激光束照射无人机，将其击落。波音Silent Strike激光反无人机系统如图2 所示。

DARPA新启动了“反无人机系统与兵力防护”(CFP)项目，该项目2017财年预算为900万美元。CFP项目将审查对小型无人机、火箭推进榴弹、反坦克弹药和其他威胁的探测、跟踪与摧毁能力。为了克服在城市区域监视小型无人机的技术难题，DARPA还启动了“空中搜索网”项目(Aerial Dragnet program)。

巴特勒公司正在研发第三代DroneDefender反无人机系统，如图3所示，据称在2016年年底完成研制。该系统通过干扰对手无人机的C2或GPS信号，从而阻止飞行中的无人机。

美陆军启动了基于反火箭、火炮和迫击炮(C-RAM)的“扩展区域防御与生存能力”(EAPS)项目，推进反无人机系统研究，于2015年成功进行了两次试验，表明EAPS项目所采用的火炮技术已经具备反无人机能力。据称，该系统使用一部作为传感器的精密跟踪雷达干涉仪、一部火控计算机以及一部射频发射机和接收机，将射弹射入目标“球篮”。这一区域防护系统可以追踪来袭威胁和拦截器，然后对拦截器进行恰当的弹道修正，最大限度地提高任务成功率。拦截器/射弹上的推进器负责轨迹修正；地面站在上传机动和引爆指令的同时，接收下传的评估数据；拦截器接收指令，并计算滚转姿态方位、执行推进器和战斗部引爆所需的时间；战斗部拥有一个钽钨合金衬垫，能形成向前推进的侵彻弹丸，用于击落目标，战斗部还拥有对抗无人机的钢体破片。2016年3月23日，美陆军演示了用“赛博步枪”击落一架无人机。该步枪利用现有信息和商用技术，采用一副天线、Wi-fi无线电和一台廉价的“树莓派”(Raspberry Pi)电脑组成。据报道，美陆军正致力于开发一种能够以低成本方式有效对抗商用无人机的“改变游戏规则的”能力，称为反无人机移动集成能力(CMIC)。

为了应对日益增长的无人系统威胁，美海军持续关注本土研制的“长钉”(Spike)导弹项目，从十多年前的首次试射，到2015年的尾翼折叠演示验证试验，目前该项目有了新的进展。2016年12月，美海军空战中心武器分布(NAWCWD)在加利福尼亚中国湖试验了Spike微型轻量级精确制导导弹拦截空中无人机的能力。在试验过程中，Spike导弹项目团队两次验证了这种导弹击中非法无人机的能力。Spike导弹是一个多任务系统，可从地面、空中发射、肩射，质量为2.26kg，可应对其他武器无法解决的新兴威胁，如蜂群式无人系统威胁。

美空军也在寻求反无人机技术。根据美空军2016年1月发布的信息征集公告，美空军正在寻求三类系统以打击小型无人机，包括探测、识别和打击系统，尤其强调摧毁飞机。

2)欧洲国家

英国在反无人机系统研发方面的进展卓有成效。2015年，英国布莱特监视系统公司、象棋动力公司和恩特普赖斯控制系统公司三家英国公司联合开发出一种强大高效的、全集成反无人机防御系统(AUDS)，如图4所示，旨在在城市或偏僻的边境地区执行反无人

机任务，以应对日益增加的微型、小型及更大型恶意无人机的威胁。该系统由A400系列Ku波段电子扫描雷达、电光控制器、红外日光摄像机和目标跟踪软件以及定向射频抑制/干扰系统组成，在固定地点和移动平台中均能操作，可探测、跟踪、分类和破坏8 km范围内的无人机，还能压制无人机或使无人机失效。2015年3月，该反无人机防御系统成功探测并使各类微型固定翼和旋翼紧凑型标准无人机丧失功能。2015年5月，在英国苏格兰的西弗鲁赫举办的“布里斯托15”反无人机测试中采用创新方法对反无人机系统进行了测试，对传感器系统探测、跟踪、识别和确定小型无人机数量等一系列功能进行了评估，同时对反无人机技术的效用也开展测试评估。

欧洲导弹集团(MBDA)德国公司将激光武器视为对抗微小型无人机的最好方式。激光武器功率可调，既可以对无人机发出警告，也可以将其直接击毁。MBDA德国公司已经设计了一种激光武器系统，针对类似于以色列宇航公司在巴黎航展上展出的所谓的“自杀无人机”——“轨道器-IK”迷你无人机，该无人机可以携带2.2kg的炸药以及摄像机，在发现目标后可以引爆。此外，德国莱茵金属公司也在研发类似于MBDA的激光系统。

空客防务与航天公司在2015年英国国际防务展(DSEI 2015)展出新型无人机对抗系统，用于探测和攻击无人机。该系统采用不同来源的传感器数据，结合最新的数据融合、信号分析和干扰技术来探测并攻击5～10 km距离内的无人机。系统采用SPEXER 500有源电扫阵列雷达、Z:NightOwl红外照相机、MRD7测向仪对无人机进行识别并评估其威胁潜力，VPJ-R6干扰机采用超快速可升级多用途宇航雷达技术(SMART)响应式干扰对无人机进行干扰和攻击。

意大利Selex ES公司(现Finmeccanica)在DSEI 2015防务展上展出了其“猎鹰盾牌”(Falcon Shield C-UAV)无人机对抗系统，如图5所示，用于探测和攻击微型/小型无人机。系统采用可升级的模块化架构，便携式或车载型号可以为任何规模的车队及大型关键基础设施和军事基地提供保护。系统的传感器可能包括Nerio系列先进远程光电/红外转台、“观察员”(Observer)100组合雷达和光电/红外可升降台式感知系统、优势架构(Vantage Framework)指控系统及人机接口、“地平线”(Horizon)高清热成像照相机。

德国Dedrone公司在2016年3月22日披露，其下一代无人机预警系统DroneTracker2.0版能通过WLAN信号探测无人机。该系统采用了相机、声波和超声波传感器，并升级了无线网络传感器，使其成为市场上最有效的无人机探测系统。

法国泰利斯公司正在推出一种由雷达、声像探测器、定向仪、射频和视频定位器和激光扫描装置组成的组合设备。对非法无人机的压制任务由动能杀伤武器(高炮或狙击步枪)完成，也可通过激光干扰、选择性干扰、GPS 电子欺骗、电磁脉冲来完成，还可用另外一架装备干扰设备的无人机进行拦截。泰利斯公司已针对四旋翼无人机和其他小型无人机进行过反无人机的技术试验。

2015年，瑞典的萨伯公司进行了“长颈鹿”灵敏多波束地基监视、指挥控制和防空雷达的反无人机能力验证。验证结果表明，如图6所示，该雷达具有“增强的低、慢、小”(ELSS)目标探测跟踪功能，可发现超过100个、RCS小到0.001m2的空中目标，可将无人机从周围的地面杂波中识别出来。虽然该雷达系统并不能清除威胁目标，但可与任意多个具备清除能力的武器系统链接。

以色列拉法尔先进防御系统公司在巴西里约国际军警及防务展(LAAD)上披露了“无人机穹”(Drone Dome)无人机探测、跟踪和压制系统。该系统采用“端对端”系统设计，可提供有效空域防御，对抗敌微小型无人机，防止恐怖分子使用其进行空中攻击、情报收集及其他恐怖行动。 该系统包括RADA公司的RPS-42战术空中监视雷达和光电传感器，可360°探测无人机，并对探测到的目标进行跟踪和分类。系统可将收集到的数据进行综合和相干分析，并对敌无人机操作员发出警告，还可根据预定义的C4I规则自动实施干扰或由操控人员手动操作。系统通过干扰全球导航卫星系统和射频信号来对无人机实施干扰。IAI公司的ELTA系统采用3D AESA 雷达执行反无人机任务，如图7 所示。

3)俄罗斯

据俄罗斯国防部网站公布，2020年前，俄在无人机领域的军费预算高达130亿美元，主要用于无人机作战体系建设、加强军用无人机和反无人机技术研发。

俄罗斯2015、2016年列装超强单兵防空导弹系统——“柳树”便携式防空导弹系统，可对付无人机。该系统配备了全新的光学瞄准及自动制导弹头，能同时且独立在紫外线、近红外线和中红外线三种波段条件下工作，能迅速识别单个及多个空中目标，能向6km以内、高度在1～3500m不等的目标发起攻击。整个发射装置的质量为17.25kg。俄正在研发一种反无人机雷达，该雷达将能够在3～8km范围内探测100～300m高度飞行的无人机，对小型低速无人机的探测距离保障未来防空系统及时开火攻击，反应时间仅需数秒。还正在研发用无线电技术侦察站探测小型无人机的手段。

俄研发的新型微波武器——超高频微波炮对无人机的有效摧毁范围为10km，能360°发射，主要通过摧毁或干扰无人机的无线电电子设备，使其无法定位。

为了应对微型无人机集群作战模式，俄罗斯研制出了专门干扰、压制微型无人机通信频道的“驱蚊剂”电子战系统。据称，该系统质量为20t，安装在军用卡车上。

3 反无人机系统/技术发展趋势分析

新型反无人机技术不断涌现，如智能响应式干扰技术、多谱威胁感知与攻击能力等。从上述发展现状可以看出，反无人机系统/技术的发展趋势为：

1)反无人机定向能武器

在“ 黑色飞镖” 试验中，1个功率为30kW的激光武器系统加装到“庞塞”号船坞型两栖运输舰的舷侧，击落了1架“歹徒”无人机。此举证明激光武器系统可以用来对付无人机和其他威胁。美国国防部正在推进几个战术激光武器项目，旨在利用其对抗无人机、炮弹、火箭弹和导弹。高能激光项目正在开发功率超过100kW的战术激光器。据报道，印度很快将能研制出功率达10kW的军用激光器，用来对付无人机和无人装备。日前，印度在海得拉巴试验场进行了10kW激光器测试，摧毁了800m以内的目标。预计将在这种激光器基础上研制打击无人机和轻型装甲车辆的便携式武器。2016年4月，美国陆军演示了激光武器反无人机能力。

2)反无人机导弹

QinetiQ 和Sula系统公司的COUGAR (反无人机陆基防空附加模块化要求) 研究项目，欲开发一种动能武器，可与未来陆基防空系统中的现代化超声速导弹互补。低成本不冷却长波红外导引头搜索并识别目标，然后制导导弹直接命中目标。尽管这种拦截导弹比较小, 长度为1.2m，翼展为1.1m，质量不到14kg，但其接近目标时的速度足以使其遭受严重的结构破坏，给予显而易见的硬杀伤。由于没有战斗部、引信和保险系统，导弹的成本可降低到4.5万美元。

在“ 黑色飞镖” 试验中，波音公司的1架AH-64“阿帕奇”攻击直升机用1 枚加装了近炸引信的AGM-114“ 海尔法” 导弹击落了1 架“ 歹徒”(Outlaw)无人机。“歹徒”是一款民用无人机，翼展为4.1m。雷声公司研制了FIM-92“毒刺”(Stinger)肩射地空导弹，以对抗目前的无人机威胁。

3)反无人机防御体系

以色列拉斐尔公司“铁穹”反导系统2015年验证了拦截无人机的能力。通过试验“铁穹”证明了其作为超近程防空系统的能力，“铁穹”利用其雷达探测和跟踪有人驾驶和无人驾驶飞机目标。该系统的Tamir拦截弹通过直接碰撞杀伤的方式，连续拦截高海拔和低海拔目标。系统设计者拉斐尔公司称，近期系列试验的亮点是拦截多个无人机目标。拉斐尔公司研制的Spyder防空系统是一种点/区域防空系统，使用了拉斐尔公司研制的“怪蛇”5(Python)近距空空导弹和“德比”(Derby)超视距空空导弹，也可对付无人机。

4)通信链路/GPS导航信号干扰

针对敌无人机电子设备的工作频率、波长等实施电子干扰，将使其在复杂的环境下的使用受到极大限制，其机载探测设备及数据传输与处理也会受到影响，甚至失灵，从而达到切断敌信息情报链，破坏甚至瘫痪其指挥、协调引导之目的。以色列拉斐尔公司的“无人机穹”反无人机系统可干扰全球导航卫星系统信号，使无人机无法知道自身位置，从而在失去控制后无法返回到起飞地点。

5)反无人机雷达

据2016年4月25日参考消息报道，俄罗斯已经研制出新型的全景监控雷达，可用于拦截无人机。这套系统包括“前哨”全景雷达站和“飞行-1”光电组件，可发现20km内的地面、水面和低空飞行的目标。

2015 年的“ 黑色飞镖”试验更多地强调尺寸比较小的无人机，即美国国防部所称的“低慢小无人机”(LSSUAS)，也就是质量少于9kg、速度低于185km/h、飞行高度低于4570m的无人机。“黑色飞镖”试验表明，最有希望的反无人机方法就是使用组合式系统，也就是由雷达、光电传感器、红外传感器、音响传感器和其他探测器构成的警戒网。“黑色飞镖”试验不仅试验过枪、炮、导弹和激光器，还试验过高功率微波装置以及GPS和无线电干扰装置。不过，要击落小型无人机需要及时发现，对付成群的无人机则是更为困难的问题。美海军陆战队研发低成本机器人群以对抗无人机群攻击。

韩国正在研究利用声波反无人机新技术。已经对无人机中的一个关键组件——陀螺仪进行共振测试，输出错误信息，从而导致无人机坠落。

4 结束语

反无人机作战是未来战场的重要作战任务之一。反无人机技术是战场反无人机作战任务需求牵引下的必然产物，构建反无人机技术体系也是反无人机武器装备体系发展的必然要求。当前，国内外都积极展开了对用于反无人机作战的探测跟踪和预警、直接利用火力对无人机实施硬毁伤、采用干扰技术对无人机实施软毁伤等的武器装备的相关研究。这些关于反无人机作战的理论和技术研究虽然还比较零散，不成体系，但却从理论上和技术上,为开辟与拓展反无人机专业技术领域，进而较快地形成反无人机技术体系打下了良好的基础。■

[1] Huw W. Find and fix: counter-UAV solutions emerge to tackle latest challenges[J]． HIS Jane’s international defence review, 2016，49.

[2] 李建华.激光反无人机作战需求分析[J].飞航导弹,2010(12):13-17.

[3] 杨勇，王诚，吴洋.反无人机策略及武器装备现状与发展动向[J].飞航导弹，2013(8)：27-31.

Development status and trend analysis of counter UAV systems

Cai Yamei1, Jiang Yuhang2， Zhao Shuang1

(1．No.8511 Research Institute of CASIC, Nanjing 210007,Jiangsu,China； 2．School of Telecommunications Engineering, Xidian University, Xi′an 710126, Shanxi, China)

With rapid development of UAV technologies, stealthy UAVs with high velocity, high-altitude, long-endurance,hypersonic UCAVs and small UAVs are playing more and more important role in current or future campaigns, resulting in great challenge to the former national air defence systems. The challenge has been realized. Counter-UAV (C-UAV) demands and programs have been proposed successively by many countries. Relative industrial departments and military departments have actively taken part in study of C-UAV technologies and systems. Development status of C-UAV technologies and systems are introduced. Development trend of C-UAV technologies is proposed.

UAV；C-UAV；air-defence system

2016-07-03；2016-08-16修回。

蔡亚梅(1971-)，女，高工，主要研究方向为电子对抗。

TN975

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