美军反无人机技术装备发展解析

刘 丽，魏雁飞，张宇涵

(中国洛阳电子装备试验中心，河南 洛阳 471003)

美军反无人机技术装备发展解析

刘 丽，魏雁飞，张宇涵

(中国洛阳电子装备试验中心，河南 洛阳 471003)

美军认为在可以预见的未来冲突及战争中，以无人机为典型代表的无人作战平台势将成为美军必须应对的主要挑战。在此背景下，美军以其作战使命的未来调整为核心着眼点，有效依托美国防工业界的技术研发力量，加快推动反无人机武器系统的研制、测试与升级，逐渐探索出了一条独具特色的反无人机技术装备发展之路。首先阐释了美军对无人机威胁的基本认识，其后对美军反无人机技术装备发展现状加以归纳梳理，最后分析总结了美军反无人机技术装备发展的主要特点。

美军；反无人机；技术装备；发展

0 引言

现代无人机能够在多种恶劣战场环境中长航时执行高空目标侦察和信号探测、远程精确打击、实时毁伤评估、空中电子对抗等复杂任务，已成为信息时代战场上一种集“侦、打、评、扰”于一体的高端武器系统。随着无人机技术的快速发展及其作战效能的显著提升，无人机已成为未来战争中最为重要的作战平台之一。美军认为，在可以预见的未来冲突及战争中，以无人机为典型代表的无人作战平台势将成为美军必须应对的主要挑战。在此背景下，美军以其作战使命的未来调整为核心着眼点，有效依托美国防工业界的技术研发力量，加快推动反无人机武器系统的研制、测试与升级，逐渐探索出了一条独具特色的反无人机技术装备发展之路。

1 美军对无人机威胁的基本认识

美国蒂尔集团在其最新的市场分析报告中称，近年来，无人机持续表现强劲，一直是全球航空业最具活力的部门。目前，使用无人机数量最多、技术装备最先进、操纵时间最长的当属美军，一直以来，无人机都是美国军事技术领先的标志。一方面，美军不惜投入巨资持续用于军用无人机的研发，先后研制出具有世界顶尖水平的“全球鹰”、“哨兵”以及X-47B等多款无人机，构建了全球规模最为庞大的无人机力量体系。另一方面，美军对无人机的使用也最为频繁，涵盖军事运用的各个领域。

然而，由于普通无人机技术并不复杂，开发费用也相对低廉，许多技术资料和设备都可以通过商业渠道购买，无人机已经不再是大国的专利。反过来技术的无国界性使得无人机开始威胁美国自身的安全，美军多年来建立的技术优势转眼间成为挑战自己的工具。美国陆军将无人机列为“五大威胁平台”(固定翼飞机、无人机、弹道导弹、巡航导弹和直升机)中最具有破坏力的空中威胁之一，认为无人机将对作战全过程构成威胁。

具体来讲，美军认为敌人在战时可能将无人机集中用于监视、骚扰或者进行小规模定向攻击。其中，低端敌人可能会将无人机用于骚扰基地或地面部队，高端敌人可能会使用无人机实施“蜂群”攻击，专门打击诸如海军航母战斗群等高级别目标。除此之外，随着恐怖组织可购买无人机的种类越来越多，渠道越来越广，这对在全球范围内进行反恐战争的美军也是极大的威胁。美军认为，美国的一些“劲敌”正逐渐成为无人机技术方面的高手，因此，做好未来“反无人机大战”的准备非常重要。

2 美军反无人机技术装备发展现状

2.1 陆军

2.1.1 “增强区域防护与生存能力”项目

美陆军的工程人员一直试图推进有关反无人机系统的研究。2010年10月，美陆军启动了“增强区域防护与生存能力”(EAPS)项目，虽然这项研究刚开始时瞄准的是反火箭、火炮和迫击炮，但后来考虑到无人机的快速扩张，陆军将反无人机也纳入了目标之中。

EAPS项目由位于皮卡汀尼兵工厂的陆军研究、开发与工程中心(ARDEC)负责开发，研发与试验资金则由陆军研究、开发与工程中心下属的技术办公室提供。2015年8月19日，在亚利桑那州尤马试验场进行的最终试验中，工程师通过指令制导与定点引爆成功击落了两架无人机。此次试验成功验证了50mm火炮型区域防护系统通过发送指令制导拦截器击落无人机的技术，表明EAPS项目所开发的火炮技术已经具备了反无人机能力。陆军研究、开发与工程中心研制的这种用于EAPS区域防护的火炮备选型系统，使用一部精密跟踪雷达干涉仪作为传感器、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。

2.1.2 新型电磁赛博武器“赛博步枪”

2016年3月23日，美国陆军在西点军校向美国国防部长演示了使用“赛博步枪”击落一架无人机，通过让无人机关闭其功能从而导致其坠毁。该枪的正式名称是“具有赛博能力的步枪”，由一根天线、wifi无线电和一个价廉的“树莓派”(Raspberry Pi)电脑组成。据推测，该步枪可用于对抗多个频段的无人机。

“赛博步枪”由位于西点军校内的美国陆军赛博研究所发明，2015年秋在美国陆军协会的展示会上进行了首次演示。该枪的部件成本只有150美元，远比大多数商用无人机和反无人机武器便宜，而且在10 h内就能组装完成，使用时不需要弹药。美国陆军赛博研究所指出，赛博步枪是利用现有信息和商用技术，根据美国国防高级研究计划局的倡议研制而成，展示了一种战术制造或现场制造能力，在未来，美军士兵根据现场特定需求，很容易就能够组装起实用的赛博武器，而不需要后方提供装备。而之所以造成步枪的形式，主要是其“瞄准、射击、击落”方式更容易被认可。

2.1.3 “相位器”高功率微波武器

美陆军于2016年11月测试了一种名为“相位器”(Phaser)的高功率微波武器，其可以击落空中飞行的无人机集群。

“相位器”系统由雷声公司开发，以柴油为动力，可安装于拖车上。该系统能够利用自身雷达或第三方传感器的提示，探测并追踪威胁，其参数可设置为“干扰”或“摧毁”，可有效对抗大范围内的无人机集群，甚至可摆脱电子制导导弹的威胁。“相位器”系统已验证能在目标区域内通过单次射击杀伤多个目标的能力，与必须聚焦于一个目标直到将其摧毁的激光武器相比，在“相位器”系统光束中飞行的任何目标都可被摧毁。

2.2 海军

美海军方面，已经有激光系统安装在各种各样的海军军舰上。如2014年8月，美海军将33kW光纤激光武器样机部署在波斯湾的“庞塞”号军舰上，这是美国海军部署的第一台作战激光武器，主要用于对付无人机和小型快艇的威胁。

这台改进型的舰载激光武器系统(LaWS)被装在驾驶台甲板的顶部，口径为0.5m的光束定向器则装进了一个带保险装置的舱面船室内，平时关闭，作战前打开。这台激光武器样机在海上试验了一年，在2014年9—11 月的初期调试试验中，击落了一架“扫描鹰”无人机和摧毁了一些其他的海上运动目标。从试验中得到的有关跟瞄精度、杀伤力和其它一些数据，为海军研究办公室研发作战能力更强的激光武器提供了指导。海军计划在2016年演示一台100～150kW的先进激光武器样机，以便确定为DDG 51“阿利·伯克”级驱逐舰集成高能激光武器最有效的方法。

2.3 空军

美空军也在寻求反无人机技术，以打击由小型无人机投送的具有潜在危险性的一次性航空炸弹。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。

空军要求系统采用便携式设计，将其描述为小型手持组件，尺寸不超过(1.37×0.3×0.15) m，可由一名操作人员操纵，质量不超过18.2kg。公告还概括说明了来袭无人机应该如何被摧毁。公告称，这需要破坏无人机与操控人员之间的控制链路，使无人机进入预先编制的“丢失链接”协议。此外，反无人机系统还应具备破坏无人机接收并使用卫星导航信号的能力，其应能够破坏在2.4GHz和5.8GHz ISM频段上的通信，并阻止自主航路飞行。

2.4 海军陆战队

鉴于现有的近程防空系统难以可靠地击落无人机、火箭弹、炮弹和迫击炮弹，美海军研究办公室启动了“移动式陆基防空定向能”(GBAD)项目，旨在开发适用于海军陆战队轻型战术车辆的30kW激光武器，以替代传统的地面防空武器系统，在行进中打击敌方无人机。美国海军希望研制出的激光器质量不超过907kg，可发射功率最小25kW、持续时间120s的激光束，且激光器仅需20min便可充电至80%。系统计划装备在一些轻型战术车辆，比如“悍马”或者其它联合轻型战术车辆中，有组织、可持续跟随海军陆战队远征部队执行任务。

2014年，研究人员已经对该系统的部分部件进行了测试，主要测试其在探测、跟踪各型无人机方面的表现。当年年底，研究人员使用10kW级的激光器测试了整个系统对抗目标的能力，这也是为下一步使用30kW级激光器打下基础。30kW级的激光器计划在2016年开始装备并测试，届时整个试验项目将会更加复杂，移动战术车辆将会针对目标无缝地完成探测、跟踪和攻击。项目的最终目标是5年内交付部队使用。

2.5 国防工业界

2.5.1 基于安卓手机的反无人机技术

在2016年美国防部举行的“黑色飞镖”反无人机军演中，诺·格公司研制的“无人机标识移动应用”(MAUI)软件和“基于已知电子战技术的无人机访问限制”(DRAKE)系统在演习中进行了演示。

MAUI软件可运行在安卓手机上，利用手机自带的麦克风来探测一类无人机，即质量小于9kg、飞行高度低于360m、飞行速度不超出185km/h的无人机。MAUI系统软件可利用现成的商用移动设备，实现在视距范围之外的高噪声环境中探测识别无人机威胁。

DRAKE系统是一种射频拦截系统，可为美军应对小型无人机提供非动能的、选择性的电子攻击手段。DRAKE系统已经展示了反简易爆炸装置互操作能力，以及执行反无人机和保护友军通信的可行性。

2.5.2 新型反无人机干扰枪

DroneShield公司设计了一款新型反无人机便携式电子枪，也称反无人机干扰抢，以防止无人机在禁飞区活动。该型反无人机干扰枪通过一系列天线来干扰或压制操控者对无人机的控制，其电源由使用者背负。这款干扰枪质量约6kg，续航时间2h，能够有效干扰2.4 GHz 和5.8 GHz频段，并影响无人机对GPS以及GLONASS系统的信号接收。不同于其他反无人机技术，它不会将无人机击毁至地面，而是让其垂直着陆或返航。

2.5.3 紧凑型反无人机激光武器系统

激光武器被认为是拦截、击落无人机的最佳解决方案之一。2015年8月27日，波音公司发布了其最新研制的“紧凑型激光武器系统”(CLWS)击落无人机的录像视频。与其他定向能武器类似，激光束聚焦将目标烧穿。在此次演示中，激光武器在“战术范围内”使无人机的尾部烧毁而坠落。

CLWS外观看起来像是一个架设在三脚架上的摄像头。系统可以拆分为4个组成部分，每个部分可由1～2名陆战队员携带。这4个部分分别为：电池(电源)、水冷装置、商用光纤激光器、升级版光束指向器(比上一代减重40%)。该系统总质量约295kg，可由一个8～12人的陆战分队运输携带。CLWS各部分可在15min内组装完毕，输出功率最高可达10kW，并能够根据任务需要调节输出功率，从而实现获取、跟踪、识别或摧毁目标的功能。

2.5.4 “无人机防御者”无线电射线步枪

美国巴特勒国家安全研究与发展公司于2015年推出了一款名为“无人机防御者”(DroneDefender)的反无人机设备。该设备外形酷似步枪，设备前端上部安装了一根白色的杆状天线。这种设备采用非破坏性技术，是首款能移动，精准、快速阻止可疑无人机靠近的专用设备。

目前，“无人机防御者”系统通过背包携带、电缆连接的电源供电。装有电源的背包质量约4.5kg，加上塑料制成的发射器，系统总质量约7.2kg。由该系统天线发出的无线电波束能够以30°角的圆锥轮廓“扫荡”，对可疑无人机的控制信号以及GPS导航信号实施干扰。系统的有效作用距离为400m，冷启动时间为0.1s，反应十分迅速。2016年5月16日，在美国马里兰州国家港口举行的海军联盟海空年会上，巴特勒公司表示其计划在2016年年底推出目前在研的“无人机防御者”反无人机步枪的第三个版本。最新版本将集成包括电池在内的所有外部部件，所有的电子器件和电源都将封装在枪托内，不再需要背包。截至2016年5月，美国国防部和国土安全部门已经订购了约100套“无人机防御者”系统。

2.5.5 陆基高功率微波武器

自2013年以来，雷声公司就持续进行陆基高功率微波(HPM)武器的演示验证。HPM以高功率磁控管为基础，能在一次脉冲中发射充足的微波能量，可清除数千平米区域内的无人机。HPM是为美陆军设计开发的，配备了用于目标跟踪与引导提示的火控雷达，以实现空中全覆盖，可跟踪无人机并确定是否向目标发射高功率微波。比起激光武器，高功率微波武器能更有效地消除无人机，因为它能以几毫秒的时间间隔发射，并能在一次打击中消除无人机蜂群，而激光武器通常需要在几秒内集中照射一个目标才能消除目标。

目前，雷声公司已经验证了HPM能在一次脉冲中消除数千平米范围内的多个目标。雷声公司的高功率微波演示样机虽为陆军开发，但也可用于完成其他任务。各军种都可以使用这项技术，只是应用程序不同，系统能力也不同。当前样机的长约6m，公司正在研制体积更小、功能更强的装置，以供未来使用。

2.5.6 “毒液”反无人机系统

诺·格公司研制的“毒液”(Venom)反无人机系统是一种地面定位系统，该系统不仅可识别和跟踪小型无人机，还可在行进中提供精确定位数据，这种定位能力可帮助体系作战中的其他作战平台对抗无人机。“毒液”反无人机系统将诺·格公司的轻型激光指示器测距仪(LLDR)集成到一个通用的稳定万向架上，可为精确制导弹药提供目标指示。LLDR是“毒液”系统的核心，其能在白天/夜晚/模糊条件下识别目标，在人眼安全波长确定与目标之间的距离，利用自身的GPS/仰角/方位角等信息计算出方格坐标。

2015年7月，美陆军在俄克拉荷马州锡尔堡举行的“机动火”集成试验(MFIX)中，验证了“毒液”反无人机系统。在MFIX试验中，由两辆车搭载的“毒液”系统为火力支援提供精确的目标坐标，实现了反无人机功能。“毒液”系统接收“旋转-提示”传感器信息，并锁定、跟踪低飞的小型无人机。由于采用“平台不相关性”设计，“毒液”系统可安装在多种平台上，其反无人机和移动目标指示能力将在任务规划和任务执行过程中，给作战人员提供更大的灵活性。

3 美军反无人机技术装备发展的主要特点

3.1 重点强化对小型无人机对抗技术的全面攻研

近年来，随着载荷小型化的不断发展，合成孔径雷达、信号情报载荷、干扰机、通信中继载荷等已经可以搭载到小型无人机上，使得其任务范围得到了极大的扩展。自主组网、任务动态调整、自动化技术也为小型无人机集群作战打下了坚实的基础。因此，美军将小型无人机视为未来战场上的重大威胁，积极发展小型无人机对抗技术。例如，美陆军2016年6月在亚利桑那州的试验中验证了一系列反无人机方案，以对抗最大起飞质量不超过9.07kg的小型无人机。

3.2 高度重视对“以无人机反无人机”的深入探索

在美军看来，未来战场很可能会出现以无人机对抗无人机的情景，无人机依靠空对空雷达探测并定位敌方无人机，之后利用携带的武器系统击落或使目标瘫痪。因此，研制具备空中格斗能力的无人机来对抗无人机成为近年美军重点关注的反无人机手段。在2013年国际无人系统协会年度会展上，美国通用原子航空系统公司的战略发展主管曾透露，该公司正与美国雷声公司合作，计划将AIM-9X近程空空导弹、AIM-120先进中程空空导弹和AGM-88高速反辐射导弹加装到MQ-9“死神”无人机上。此外，通用原子航空系统公司还制造出一种可装备在“死神”上的有源相控阵雷达，这一系列升级可以使“死神”无人机拥有反无人机能力。随着美军无人机系统，尤其是武器系统和传感器技术的进步，未来无人机势必成为对抗无人机的重要武器。

3.3 全面加强对定向能武器的开发利用

在研究考察了无人机日益增长的威胁后，美空军科学顾问委员会认为，没有单一的武器系统能够完全对付无人机的威胁，单层武器防御不能适应多种作战场景和提供足够的杀伤概率，因此建议研发定向能防空武器。其实早在2007年，波音公司开发的“复仇者”激光武器系统就采用1kW的光纤激光器摧毁了两架小型无人机。2016年4月，美国陆军在汤普森山靶场分别对安装有10kW激光器的高能激光机动型测试车(HELMTT)，以及安装有2kW激光器的“斯特赖克”车辆进行了反无人机能力试验。激光武器拥有诸多优势，不仅能够提供更高的精度和更快的速度，而且比传统武器操作更安全，因为激光不依赖危险推进剂和火药，只要有电源就能发射。同时，激光武器比传统动能武器的性价比更高。因此，美军将激光武器、微波武器、粒子束武器等定向能武器的开发与测试视为反无人机技术装备研发方面的“制高点”。

3.4 注重发挥实战化军事演习的有效作用

美军认为，当前无人机的军事威胁发展迅速，因此军方需要掌握新技术并部署新系统予以对抗。从2002年开始，美军每年举行一次专门的反无人机演习演练，即“黑色飞镖”军演，以测试反无人机系统的实战效能，并寻求新技术以应对无人机威胁。2016年度“黑色飞镖”演习于9月11—23日在埃格林空军基地举行，演习区域进一步扩大，涵盖了沿海和海洋环境。此次演习共有25家政府机构、1200人参与，使用超过20种不同类型的无人机系统，并且演示验证了包括用于探测、识别和跟踪系统以及击溃或者使无人机系统失效的超过50个反无人机系统。

4 结束语

美军认为，随着信息技术的迅速发展与作战理念的不断演变，无人机正在成为融火力摧毁、电子对抗与信息攻防为一体的综合化武器平台。面对无人机威胁的不断加剧，美军对反无人机技术装备发展策略及发展路径的选择，必将对其未来战斗力生成模式的演进与优化产生深远的影响。不难预见，美军在今后相当长的一段时间内仍将沿着 “攻”与“防”并举、“战”与“研”同步的道路，继续推动其反无人机技术装备的建设与发展。■

[1] 马权. 无人机的威胁[J]. 中国空军，2015(3)：72.

[2] US army engineers demonstrate EAPS’ capability to counter UAS threats[EB/OL].http://www.army-technology.com/news/newsus-army-engineers-demonstrate-eaps-capability-to-counter-uas-threats-4688379, 2015-10-08.

[3] Kelly-ann mills. US army unveils state-of-the-art silent CYBER GUN to bring down enemy drones[EB/OL].http://www.mirror.co.uk/news/world-news/army-unveils-state-art-silent-7629996, 2016-03-25.

[4] Mark pomerleau. Air force wants a portable system to counter small drones[EB/OL].https://defensesystems.com/articles/2016/01/06/air-force-counter-small-uas.aspx, 2016-01-06.

[5] 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)：27-30.

[6] 郑大壮. 反无人机进行时——美国巴特勒“无人机防御者”步枪[J]. 环球军事，2016(1)：48-49.

The development of anti-UAV technical equipment of the U.S. armed forces

Liu Li，Wei Yanfei，Zhang Yuhan

(Luoyang Electronic Equipment Test Center，Luoyang 471003，Henan，China)

The U.S. Armed Forces believe that the unmanned combat platforms represented by the UAV will definitely pose a real challenge in those predictable conflicts and warfare in the near future. Under such circumstances, the U.S. Armed Forces focus on the future adjustment of its combat mission, rely on the technology research and development power of U.S. defense industry and accelerate the researching, testing and upgrading of anti-UAV weaponry systems, carving out a new way of unique features to develop anti-UAV technical equipment gradually. On the basis of expounding the awareness of the U.S. Armed Forces about the threats posed by UAV, the status quo of U.S. anti-UAV technical equipment is analyzed, then the characteristics of the development of U.S. anti-UAV technical equipment are summarized.

U.S. armed forces；anti-UAV；technical equipment；development

2016-06-10；2016-11-20修回。

刘丽(1983-)，女，助理研究员，硕士，主要从事情报研究工作。

TN975

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