反无人机作战研究

王艺超，邓春雨，孟祥宇，王苗

95894部队

本文分别介绍反无人机作战中的几种常见对策，包括利用射频分析仪、声波传感器、光学传感器、雷达等设备对无人机进行探测；利用射频干扰器、GPS导航诱骗器、高功率微波武器对无人机进行干扰；利用火力打击、防御型无人机和高能激光武器对无人机进行毁伤。同时，分析各种反无人机对策的优缺点，为反无人机作战研究提供有益参考。

在过去二十年中，无人机在军事中的使用急剧增加，其任务范围涉及情报收集、监视、侦察、打击、战斗支持等多种任务，而随着战争形态加速向智能化方向演进，无人机凭借抗毁性强、成本低、作战效费比高等优势，对传统防御系统提出了极大的挑战。为了消除无人机威胁，目前军方主要采取探测、干扰、毁伤三种措施对无人机进行反制。未来，军方如何开展反无人机作战，亟须深入研究和探讨，并拿出切实有效的对策。

反无人机作战的对策

探测

目前，无人机蜂群的防护能力不强，作战半径有限，须要由运载平台输送到打击范围的上空，然后发射或投放。因此，可以充分利用多源探测手段，尽早发现无人机蜂群的运载平台，从源头上阻止无人机蜂群战斗力的释放。但是，无人机探测是一项富有挑战性的任务，由于大多数无人机尺寸小，其雷达信号特征与鸟类相似，加之有些无人机具有隐形性或涂覆了隐身涂料，减小了雷达特征。因此，仅依靠雷达探测并不是一个可行的选择，因此必须设计有效的解决方案来探测正在接近的无人机。

（1）射频分析仪

图1 无人机射频分析仪。

射频(RF)分析仪由一个或多个接收无线电波的天线和分析射频频谱的处理器组成，用于探测无人机和控制器之间的无线电通信信号。一些射频系统能识别常见的无人机型号，甚至可以识别无人机和控制器的MAC地址。射频分析仪的优点是成本低，可以探测和识别多架无人机和控制器，并定位无人机和控制器的位置。但是，在拥挤的射频区域，其探测效率较低，不能长时间定位和跟踪无人机。

（2）声学传感器

在飞行过程中，无人机会产生噪声。声学传感器能发现微小型无人机的存在，并根据无人机特有的声学信号特性对目标进行分类。通常声学传感器中的一个麦克风或麦克风阵列，可检测无人机发出的声音，并计算无人机的飞行方向。

与雷达相比，声学传感器能探测近场范围内的所有无人机，而其他技术却难以实现。同时，声学传感器拥有高机动性和快速部署的特点，可以填补其他传感器的盲区。然而，一些重要因素限制了传感器对无人机产生的声音进行检测，声学传感器单向测量直线距离只有几百米，而无人机产生的噪声通常具有非常低的信噪比，在嘈杂的环境中探测无人机相当困难，在较远的距离，无人机发出的声音会在背景噪声中丢失。

（3）光学传感器

图2 麦克风阵列声学传感器。

图3 无人机探测光学传感器。

光学传感器本质上是一台摄像机。除可见光相机外，光学传感器也可以是红外热成像仪，可在低能见度条件下和夜间使用。由于光学传感器能定位由电机或发动机产生的热源，而且热源位于无人机结构中的固定位置，光学传感器利用红外影像参考库中的信息，有助于自动识别物体外形。但是这种方式在黑暗、雾等环境下表现不佳。

（4）无人机探测雷达系统

大多数雷达以脉冲形式发送无线电信号，然后监听“回声”，但是几乎所有雷达均为大型目标跟踪而设计，比如客机，很难捕捉小目标。

“埃尔维拉”（ELVIRA）是荷兰罗宾雷达系统公司研制的一种专用无人机探测雷达系统。该系统以追求高性价比为设计原则，将智能化软件与雷达硬件完美结合，实现了极强的探测能力，其先进调频连续波技术，实现了极强的抗干扰能力。

“埃尔维拉”探测雷达系统拥有360°全方位覆盖能力，能够进行多雷达系统组网探测、持续跟踪、高精度定位，可同时处理数百个目标，并能克服黑夜，雾等因素带来的影响，从而实现无限制性探测。

干扰

另一个反无人机对策是，利用干扰系统及无人机固有的通信和导航系统，对无人机蜂群进行干扰甚至控制。即使自主性较高的无人机，也须要获取外部信号如GPS信号进行导航。无人机利用GPS、无线电波等通信和导航系统执行任务，因此每一个通信通道都可能成为干扰设备进入无人机内部系统的潜在入口，即使没有军用技术，人们也很容易利用传输协议以及无人机硬件/软件的漏洞，对无人机实施GPS导航诱骗、干扰、和无线网络对抗。

（1）射频干扰器

射频干扰器是一种移动式或手持设备，可向无人机传输大量射频能量，掩盖控制器信号。优点是成本较低，使用灵活，但是有可能影响和干扰其他无线电通信，并导致无人机产生不可预测的行为，在无意中会将无人机驱赶到其他区域。

（2）GPS导航诱骗器

从基地起飞后，无人机须要高度依赖GPS导航，才能到达目标区域。因此，无人机GPS导航信号很容易受到干扰技术的影响，特别是GPS导航诱骗。

图4 “埃尔维拉”无人机专用探测雷达系统。

图5 手持射频干扰器可干扰无人机信号。

图6 GPS诱骗器诱骗无人机。

GPS导航诱骗器向无人机发送新的诱骗信号，取代了无人机原有的GPS导航信号，使无人机被“诱骗”，而通过实时改变GPS导航坐标，诱骗器可以控制无人机的航线，从而诱导无人机到达一个“安全区”。但事实上，随着传感器和导航技术的发展，一些反诱骗技术越来越成熟，诸如军用“选择性可用反诱骗模块”（SAASM)可以减小美国军方GPS导航诱骗干扰器的影响。此外，有些无人机一旦发现GPS导航诱骗或干扰，可以使用视觉、红外、雷达、声纳、电子/电磁探测等传感器，在没有GPS导航信号的环境中也能完成导航。

（3）高功率微波武器

高功率微波(HPM)武器产生的电磁脉冲(EMP)能够干扰电子设备。由于电磁脉冲产生的破坏性电压和电流会干扰无线电通信链路，这种干扰甚至可以破坏无人机周边的其他设备通信链路。高功率微波武器包含一个天线，可将电磁脉冲聚焦在某个方向，减少潜在的附带损害。但其成本较高，并存在无意中干扰通信系统或破坏其他电子设备的风险。

无人机功能的发挥依赖于传感器、自动处理系统等机载系统的工作，而摧毁机载电子设备，就相当于毁伤了无人机，微波武器能实现对无人机的毁伤。

毁伤

反无人机蜂群可采用电子干扰等“软杀伤”方式，破坏无人机蜂群和控制系统之间的信号联结，使无人机蜂群直接失控坠毁或者自动返回基地。但是，如果无人机蜂群采用自组网执行攻击任务，脱离远程信息交互，蜂群内部信息交互得到防护，“软杀伤”方式可能难以奏效。所以，为击败敌方的威胁，部队将采用火力攻击、无人机“自杀式”拦截、激光武器系统和导弹拦截等“硬杀伤”方式来消除威胁。

（1）火力攻击

火力攻击通常是打击无人机的主要手段。值得注意的是，火力攻击可以由人员或防空系统实施。不过，这种解决方案受几个因素限制，首先，无人机尺寸可能较小，给攻击技术带来很大的挑战；第二，昼夜、低能见度等条件会阻碍火力攻击；第三，对无人机蜂群实施火力攻击，效果欠佳。

（2）无人机反无人机

图7 高功率微波武器产生的电磁脉冲可干扰无人机。

防御型无人机猎杀敌方无人机的主要优势是，第一，防御者通常在距离无人机发射点非常近的地方操控无人机，防御型无人机的稳定性不是问题，而相比之下，敌方无人机在到达目标区域之前，反而要飞行更长的距离，这使敌方无人机在飞行过程中产生了更多的不稳定性因素；第二，防御型无人机如果装备适当的武器，可以作为飞行攻击平台或使用“自杀”模式，直接碰撞摧毁敌方无人机，不过这种对策仍存在一定局限性，无人机通常也有弱点，如机载系统容易被破坏或导航系统被诱骗；第三，部署防御型无人机须要时间，当敌方无人机突然发起袭击时，防御型无人机可能不会快速响应。

（3）导弹攻击

导弹的飞行速度和命中精度足以摧毁无人机，但在某些反无人机作战场景中使用导弹并不是一种经济有效的解决方案。虽然某些无人机的价格非常低，但它与导弹的成本毫无关系。导弹是一次性武器，其价格过于昂贵，无法大规模部署。

（4）激光武器攻击

激光武器系统是一种基于高能氟化氘化学激光器的定向能量武器。该系统以窄光束形式发射电磁辐射光，当激光束击中目标时，将把相当多的能量聚集在目标上，使目标燃烧，或以其他方式触发严重毁伤。此外，激光武器系统还可以跟踪目标的运动，并让激光束在目标的聚焦区域达到最大强度，因此激光武器非常适合攻击小型移动目标，比如无人机蜂群。然而，由于激光武器采用激光束攻击无人机，其对大气条件和烟幕非常敏感。此外，如果激光束被反射，偏离目标，激光武器的攻击效果将大幅降低。所以，使用耐烧蚀材料覆盖无人机，或用镜子覆盖无人机，可以有效对抗大多数激光武器，至少能降低激光武器的攻击效率。

无人机现在已经广泛使用，其在作战中的运用只会不断增加。随着无人机技术的不断进步，无人机的性能越来越优异，反无人机作战面临巨大的挑战。目前，反无人机作战没有一个近乎完美的解决方案，但是人类正处于技术引发大规模变革的时代，无人机技术将改变战争形态。因此，多种反无人机技术的综合使用也许是最好的解决方案。

图8 洛克希德马丁公司“阿拉丁”(ALADIN)激光武器。