国外反微小型无人机电子装备发展分析

2019-09-05国家工业和信息安全发展研究中心

军民两用技术与产品 2019年8期

● 国家工业和信息安全发展研究中心李方

近年来，无人机快速发展。特别是民用无人机产量、性能都大幅提升。据统计，2014—2017年全球无人机销量由39万架增至300万架，4年来实现了近8倍增长。与此同时，微小型无人机的性能也较之前有了很大的提升，除续航能力增强外，还具备了预先设定路径飞行、失控后自动返航、围绕悬停、自主躲避障碍、智能跟随、主动追踪等新功能。无人机可执行情报收集、监视与侦察任务，还可携带各种空空或空地武器及其他爆炸物或危险品执行攻击任务。低成本微小型无人机的日趋普及，也为军事防御带来了新的挑战。

一、发展背景

目前，传统防空系统和手段可应对大型无人机，而应对微小型无人机则较为乏力。这主要有以下几个原因。

（一）微小型无人机更加灵活机动，传统防空雷达难以探测

微小型无人机系统易于扩散、飞行速度慢、高度低、探测和交战窗口时间短，现役一体化防空系统应对效果不佳。按照美国国防部标准，微小型无人机指质量不超过25kg、最大飞行高度2km左右、飞行速度不超过460km/h的无人机。其飞行空域低，故可借助城区杂乱的地面环境和大量反射面来掩护，加之雷达信号弱，因此难以被探测。2017年7月，美国空中作战司令部司令詹姆斯·霍尔姆斯上将透露小型无人机曾飞过美国空军飞行航线，甚至险些与F-22“猛禽”战斗机相撞。

（二）微小型无人机携带武器，对地面部队构成严重威胁

恐怖分子和反政府武装已具备通过改装微小型无人机将其作为常规武器的能力。因此，近年来微小型无人机携带爆炸装置对地面部队、基地发动攻击事件的频次和规模都显著提升。2016年11～12月，在夺回摩苏尔的军事行动中，美国盟军地面部队遭受“伊斯兰国”组织商用无人机携带40mm榴弹袭击。2018年1月，俄罗斯在叙利亚境内的赫迈米姆基地和塔尔图斯海军基地遭到大规模无人机袭击。2018年8月，委内瑞拉总统马杜罗在进行电视演讲时，遭到十几架无人机投掷炸弹袭击。

（三）新型无人机群体作战快速发展，传统防空系统难以应对

新型无人机群体作战，特别是以微小型无人机“蜂群”式协同作战为代表的智能分布式作战快速发展，传统防空系统尚不具备应对能力。近年来，美军采取多项措施促进有人机/无人机协同作战、无人机蜂群作战等新型无人机群体作战的发展。2016年10月，美军用3架F/A-18“超级大黄蜂”战斗机发射了103架“山鹑”微小型无人机组成集群。通过大量无人机发动集群攻击，可使当前任何防空反导系统的探测、跟踪和拦截能力迅速饱和，且少量无人机的损失不会影响无人机群的整体作战能力。因此，迫切需要研发相应的反无人机蜂群作战技术和装备。

二、反微小型无人机电子装备发展现状

新型雷达、电子战系统、激光武器、高能微波武器等电子装备在针对微小型无人机的跟踪探测、干扰诱骗和压制摧毁等各个方面都起到了至关重要的作用，备受世界主要军事强国重视。他们通过改造升级原有防空系统中负责探测瞄准的电子装备、升级电子战系统、研发列装新型电子装备等手段，实现反微小型无人机能力。

（一）改造传统防空系统雷达和装备，拓展探测瞄准微小型无人机能力

传统防空导弹、高炮等低空近程防空系统雷达通过拓展功能，可以对中型和微小型无人机实施探测和瞄准，其优点是技术成熟度高，不足是在应对廉价的微小型无人机时效费比较低。

俄罗斯通过升级改造原有防空系统雷达，增强对小型无人机的探测能力和瞄准打击的精准性；俄罗斯的“铠甲”-S1防空系统，拥有1个热成像系统、1个光学跟踪器、1个目标截获雷达，经过改造，具备拦截飞行速度不超过500m/s的无人机的能力。美国积极改进原有防空导弹系统和区域防护系统；美国海军在2016年12月成功利用“销钉”微小型导弹拦截了无人机。英国通过增加激光制导部件，为轻型多用途导弹增加反无人机能力；英国泰勒斯公司2018年交付了陆射型激光驾束制导轻型多用途导弹，英国陆军未来将使用该导弹执行反无人机任务。以色列升级了其“铁穹”系统；2015年7月，拉法尔公司公布“铁穹”系统击落一架无人机的视频，表明该系统已完成升级，具备了反无人能力。

（二）升级电子战系统，增强应对无人机能力

无人机系统飞行控制采用远程遥控或基于GPS的自导航，因此传统电子战系统具备对无人机进行干扰、诱骗攻击的基础能力。美俄等军事强国通过对其电子战系统进行升级，增强系统对无人机信号特征的识别能力，细化应对措施，提升原有电子战系统应对无人机的能力。

美国在《电子战战略》的指引下开展了一系列电子战系统升级。美国陆军对陆上车载电子战系统情报侦察传感设备进行了更新，同时加大了对直升机、无人机电子侦察系统的改进力度，其中包括“阿帕奇”武装直升机的电子侦察系统。美国空军加快改进E-10系列电子侦察机、RC-135侦察机和“全球鹰”无人机、MQ-1无人侦察机等主力侦察监视装备的电子侦察系统，满足对包含无人机在内的多种目标的识别和跟踪等功能要求。美国海军则通过水面电子战改进项目，对AN/SLQ-32（V）电子战支援系统进行一系列升级改造，其中包含威胁源数据库升级，旨在加快识别以无人机为代表的新型威胁。

俄罗斯不断升级电子战系统，展现出惊人的反无人机能力。在应对2018年1月的无人机大规模袭击时，俄军迅速对来袭无人机发动电子攻击，其电子战部队成功拦截并控制了6架无人机，其中3架降落在基地外受控区域，另外3架在降落时爆炸受损。近年来，俄罗斯不断加强电子战演习和应用试验，具有丰富的反无人机经验。

（三）研发列装一体化反无人机电子战系统，提升反无人机的机动性

一体化反无人机电子战系统利用光电探测、跟踪与识别装置来探测无人机，并用射频干扰等非动能效应使无人机失效，最大有效距离从数百米到数十千米不等，便携性好，大幅提升装备的机动性，安全性高、附带毁伤小，技术成熟。

表1 典型一体化反无人机电子战系统

例如，以色列的“无人机穹”一体化反无人机系统（图1）利用RPS-42战术空中监视雷达和光电传感器来360°探测无人机（探测距离可达30km，可在3.2km外探测最小尺寸为20cm2的目标，探测高度为9～9000m），并在数秒内拦截和压制远距离威胁。

（四）应用激光武器毁伤微小型无人机，具有高性价比、高精度等优点

美欧战术激光武器受到功率水平和技术成熟度等因素的限制，当前主要对抗目标是微小型无人机。激光武器在应对微小型无人机方面具有精度高、成本低、可软硬杀伤等优点。

美国在激光武器方面处于领先地位，已研制出舰载型、车载型、便携型等多种系统，并积极开展反无人机试验。英国于2017年9月披露“龙火”激光武器系统（图2），现已通过关键设计评审。德国主要有莱茵金属公司和MBDA德国公司在研究激光武器。以色列拉法尔公司研制了“铁束”车载激光武器系统。俄罗斯研制了车载激光武器系统，将其安装在“山毛榉”防空导弹发射车底盘上，能够360°全方位射击，并能对抗10km距离的军用级、有屏蔽的电子设备。

（五）研发高功率微波武器、网络空间反无人机技术，旨在应对集群无人机

高功率微波武器具有面杀伤能力，以病毒为代表的网络空间技术易于扩散形成群杀伤，在对抗集群无人机时具有巨大优势，因此各国积极开展相关装备技术的研发工作。

图1 “无人机穹”一体化反无人机系统

图2 全尺寸“龙火”激光武器演示样机

美国正在试验用雷声公司的“相位器”高功率微波武器应对无人机。俄罗斯已研制出反无人机微波武器系统，并计划利用该武器应对集群无人机目标，该系统安装在“山毛榉”防空导弹系统上，通过发射超高频微波，使800m范围内所有无人机的通信装置失效，从而导致无人机失去控制。德国迪尔防务公司开发出一种高能电磁（HEPM）反无人机系统，使用电磁脉冲代替无线电信号干扰或GPS欺骗手段，作用于小型无人机的电子控制装置，使其失去控制而中止任务，并自动触发失效保护功能。澳大利亚D13公司的MESMER无人机捕捉装置采用“协议处理”开放软件技术，可捕捉并解码原始遥感数据，进而定位无人机，获知无人机基站或控制器，甚至获取视频、加速度计、磁力计，以及其他机载系统的数据。

三、反微小型无人机电子装备发展未来趋势

近年来，军用、民用无人机技术快速发展，特别是侦/攻一体无人机研制成功，无人机集群攻击模式得到发展，使得传统导弹、炮弹反无人机的效率和效费比问题越来越突出，综合化、多功能化的反微小型无人机电子装备的优势将逐步凸显。

（一）采用多种技术手段综合探测，提升识别跟踪效果

采用单一的雷达探测较为局限，对低空飞行的微小型无人机识别效果欠佳，因此未来结合雷达、光电、声学等多种探测技术的系统将成为主流。通过多种探测技术取得的无人机特征信号数据，可通过计算机系统进行信息融合，对目标型号进行精准判断，提升识别跟踪效果。目前各国采取改造升级现有雷达，实现对微小型无人机的探测预警，但这仅能满足现阶段需求，未来多技术融合一体化探测装备将逐步取而代之。

（二）一体化反无人电子战系统将更加多功能化和易于部署

目前各国研发的一体化反无人机电子战系统重点为营级以下单位提供反无人机能力。其主要运输方式是车载和单兵携带，为了降低负担，其便携性和易于部署已成为研发重点。此外，为了更好地保护单兵，对无人机的预警、探测、干扰、诱骗等功能也将集成至一体化反无人机电子战系统。

（三）技术手段更加综合，实现从非致命到致命的可调性打击

面对日益增长的无人机威胁，单一技术手段并不足以适应复杂多变的作战场景，以及提供能完全对付无人机的杀伤概率。因此，通过综合多种手段，在作战效能上形成互补，面对不同小微型无人机威胁适应性地予以对抗，将使反无人机作战更灵活、有效。以色列正研究将非动能干扰模块与激光硬杀伤拦截模块进行综合，在不明确无人机是否构成威胁时可先进行非动能干扰，在明确无人机携带武器构成威胁后则将目标移交给激光模块，针对无人机载荷或机身进行硬杀伤。