無人機蜂群防御與反制手段分析

胡雷剛/陸軍航空兵學院無人機中心 邱占奎 禹 航/空軍西安飛行學院理論訓練系

針對無人機蜂群低可探測性、集群智能、攻擊性強等特點帶來的防御問題，從無人機蜂群的預警探測、跟蹤、打擊、評估環節，梳理分析了預警探測、干擾打擊、輔助防御三方面防御與反制手段，并結合反無人機裝備發展情況分析了反制方法。

由于具有數量多、靈活編隊、協同作戰、低可探測性、低成本、易生產等特點，無人機蜂群在作戰中具有很強的隱蔽性、攻擊性和強健性，具有顯著的作戰優勢。隨著外軍對無人機蜂群的大量研究、試驗和演示驗證，技術日趨成熟，逐步從概念走向現實，如何應對無人機蜂群的進攻成為現實問題，本文梳理分析無人機蜂群的防御與反制方法、手段，為防御與反制無人機蜂群提供參考。

無人機蜂群防御與反制

無人機蜂群作為無人機微型化、集群化的應用方式，隱蔽性、攻擊性不斷提高，網絡化、智能化不斷發展，逐步走向實戰化。防御無人機本來就存在“預警探測難、指揮控制難、打擊毀傷難”的問題，防御和反制無人機蜂群更復雜，應該在現有防空體系中，針對無人機蜂群隱蔽性強、分布式突防、飽和攻擊的特點，進一步完善反無人機系統中對集群式微小型目標的預警探測、搜索跟蹤、打擊和評估。

無人機蜂群的防御與反制主要包括預警探測、跟蹤、打擊、評估四個環節。預警探測是反無人機的前提，打擊手段主要是在無人機飛行過程中對其實施干擾、入侵、攻擊，根據無人機蜂群控制和任務特點，還可對其發射/控制端、目標端進行輔助防御反制，具體手段為對發射/控制平臺的驅趕和打擊和目標的偽裝和誘騙。因此，防御與反制無人機蜂群的手段主要分為預警探測、干擾打擊、輔助防御三類，具體手段如右圖所示。

無人機蜂群的預警探測

多小目標探測

無人機蜂群的防御與反制要求探測系統能夠對各類空中目標區搜索、跟蹤、定位，對低空、多目標、小目標探測提出了更高要求。美國諾斯羅普·格魯門公司的“無人機標識移動應用”（MAUI）軟件，在安卓手機上運行，利用手機麥克風可探測重量小于9kg、高度低于360m、速度不超過185km/h的微小型無人機。瑞典薩博公司的“AMB多波束雷達系統”可識別地面雜波中的無人機目標，具有較強的“低、慢、小”目標探測能力，能發現雷達反射截面（RCS）小至0.001m2的空中目標，具備針對無人機蜂群的多目標識別能力，能夠同時探測超過100個目標。

無人機蜂群防御與反制手段

組合預警探測

由于體積小、RCS小、低空/超低空飛行等特點，傳統的單一手段難以全方位探測各種類型的微小型無人機群，需要組合雷達探測、光電探測、紅外探測、聲音探測及其他探測等多種探測，建立空中探測與地面傳感器探測相結合的預警探測體系。

美國國防情報局自2002年每年舉行“黑色飛鏢”（Black Dart）反無人機試驗，也突顯了及時探測發現微小型目標的重要性，表明組合式探測是預警探測無人機蜂群的有效手段。2016年以色列阿波羅盾公司公開其“阿波羅盾”反無人機系統，利用聲、光和無線傳感器探測無人機，可迫使無人機降落，也可集成到其他無人機探測裝置中。

伊朗成功俘獲一架RQ-170

巴特爾公司研制的“無人機防御者”電磁槍

DARPA研究的反蜂群技術

無人機蜂群的干擾打擊

電磁干擾

（1）通信干擾

無人機蜂群尚未實現完全自主偵察、攻擊，主要采取“人工指揮+蜂群無人機”方式控制，且其偵察情報信息也需要傳送回敵方接收平臺，因此測控與信息傳輸的通信鏈路仍是無人機蜂群的關鍵環節。通過干擾其通信鏈路，可壓制無人機使其失去敵方控制、無法回傳情報信息，甚至可致無人機失控、電池耗盡墜毀。

俄羅斯“驅蚊劑”電子戰系統可干擾、壓制微型無人機通信頻道，專門應對無人機蜂群，該系統重20t，可安裝在軍用卡車上機動。此外俄羅斯“薔薇航空”電子戰系統可同時對多種型號無人機實施電磁壓制和指令欺騙。

（2）導航干擾

無人機偵察、攻擊通常需要精確定位，且自主飛行微小型無人機都依賴導航系統，目前導航定位主要采取全球定位系統（GPS）導航或全球定位系統導航與慣性導航結合的方式。通過干擾導航信號使無人機無法獲得精確導航數據，可擾亂其基于全球定位系統導航的飛行規劃，無法自主飛行至預定目標，失去精確坐標信息也可使其偵察情報價值減弱或喪失。

美國巴特爾（Battelle）公司的Drone Defender反無人機設備外形似步槍，可干擾全球定位系統導航，有效范圍400m，能快速阻止依靠全球定位系統導航或實時遙控的無人機。澳大利亞Drone Shield公司的Drone Gun反無人機電磁槍，重量達5.9kg，充電時間2h，有效射程2km，可干擾2.4GHz和5.8GHz通信鏈路以及全球定位系統和GLONASS導航信號，切斷無人機與遙控器之間的通信，迫使無人機降落或返回。

電磁攻擊

（1）導航誘騙

無人機蜂群大都依賴全球定位系統導航，而全球定位系統導航信號微弱、易于偽造，在切斷無人機蜂群與敵方通信鏈路后，可以利用信號更強的偽全球定位系統信號重構蜂群坐標，誘騙其降落或偏離己方重要目標，再實施捕獲或打擊。

2011年12月，伊朗通過切斷指控通信、偽造全球定位系統信號誘騙俘獲一架美軍RQ-170“哨兵”無人機，2010年12月，伊朗采取同樣方法又俘獲一架美軍“掃描鷹”無人機，累計俘獲4架無人機。

（2）入侵控制

通過截獲、破譯大量通信數據，可以入侵無人機蜂群指控鏈路，或者入侵商用無人機的開放遙控鏈路，獲得無人機控制權，實施降落消除我方威脅，或者回傳虛假、偽裝偵察情報信息欺騙敵方，甚至反向攻擊對敵方造成毀傷。破解敵方專用指控通信鏈路較困難，但對商用無人機入侵控制是實施反制的有效途徑。2009年伊拉克什葉派武裝分子曾利用網絡入侵“掠奪者”無人機視頻系統。

攔截捕獲

（1）空中攔截捕獲

可通過空中載機向無人機蜂群發射空中捕獲裝置，對無人機群進行空中攔截捕獲。俄羅斯“捕蟲網”攔截器可安裝在飛機、直升機或大型無人機的外部，可發射由尼龍材料制成的高強度攔截網，展開后約16m2，載機跟蹤靠近微小型無人機后，在有效射程內發射，可捕獲無人機并將其帶回。

（2）地面攔截捕獲

可利用地理圍欄對重點目標、關鍵區域或關鍵防御路徑實施防護，或由地面裝置向無人機蜂群發射捕獲裝置，對微小型無人機蜂群進行地面攔截捕獲。美國阿連特技術公司的“無人機快速捕捉和使能系統”，是一種槍彈發射的彈藥，采用紅外制導接近無人機，爆炸時拋射出網罩或泡沫，快速膨脹的泡沫可包裹無人機，且其中導電碳粒子可致通信設備失效，使無人機墜落。俄羅斯SkyWall100肩扛式反無人機裝置利用壓縮氣體驅動發射網狀捕捉器，捕捉器內置降落傘和磁力裝置，捕獲無人機后能使其立即喪失移動能力，并利用降落傘安全著地，便于后續反偵察。

火力打擊

（1）地面火力打擊

地面火力是打擊無人機的傳統方式，防空導彈能夠精確打擊一定飛行高度范圍的單一微小型無人機，機槍甚至步槍等也能對飛行速度較慢的微小型無人機造成物理毀傷，如美國陸軍開展基于反火箭、火炮和迫擊炮的“擴展區域防御與生存能力”項目，采用袖珍導彈攔截殺傷無人機，已于2015年進行技術試驗；美國陸軍“復仇者”系統配備了“毒刺”導彈和高射機槍，以打擊微小型無人機；伊拉克和阿富汗武裝分子曾用步槍擊落飛行高度較低的微小型無人機；俄羅斯新一代“柳樹”便攜式單兵防空導彈系統，采用光學瞄準和自動制導，具備紫外、近紅外和中紅外三種獨立探測能力且能同時探測，能迅速識別空中多目標，攻擊6km范圍內、高度為1～3500m的無人機。

體積小、數量多的無人機蜂群突襲性強，留給傳統地面火力系統的反應時間短，通常將防空導彈、機槍等地面火力作為防御反制無人機的最后防線。地面火力打擊無人機蜂群存在的缺陷是：第一，防空導彈、機槍、步槍對單體數量多的無人機群毀傷效率較低；第二，對于掠地飛行的無人機或體積極小的微型無人機，地面防空系統難以識別、鎖定，地面火力打擊效果有限；第三，使用防空導彈等武器價值成本較高，一枚導彈的成本約是一架微小型無人機的數倍到數百倍，用于打擊低成本無人機效費比低，得不償失，不利于持續作戰；第四，較早消耗精準武器不利于后續防御，不適于使用高價值武器打擊無人機蜂群。

（2）載機火力打擊

可由戰斗機、直升機或無人機實施空中火力打擊。蜂群無人機多為微小型無人機，目標特征小，特別當其超低空飛行、掠地飛行時，戰斗機、直升機、大中型無人機等載機火力不易跟蹤、鎖定，中高空飛行的載機火力打擊有很大局限性；微小型無人機飛行高度相近，可靠近火力打擊，但在微小型無人機數量少、攻擊能力有限時，對具有規模優勢的蜂群殺傷仍然有限。

（3）蜂群反制蜂群

可用己方蜂群的“數量優勢+高能彈藥”抵消敵方蜂群的數量優勢，發射己方蜂群進入敵方蜂群，利用高能彈藥自爆高效毀傷敵方無人機，甚至通過物理碰撞抵消敵方的數量優勢。

定向能毀傷

（1）微波武器毀傷

電磁脈沖、高功率微波等微波武器可使無人機機上電子設備或電子元件暫時失效或燒毀，使無人機失去工作能力或墜落，可高效毀傷無人機群。微波武器波束較寬，作用距離遠，受天氣因素影響小，大致指向目標即可攻擊無人機，便于火力控制。隨著微波武器的實用化，移動式微波武器可能是對付無人機蜂群的最佳手段。

美國雷聲公司微波武器“相位器”（Phaser），利用搜索雷達引導跟蹤無人機，通過碟形天線發射高能微波燒毀機載電子元器件，可高效毀傷集群無人機，“相位器”安裝在拖車上，機動性較強。

（2）激光武器毀傷

激光武器系統具有高速、高殺傷性，以及快速、靈活、抗電磁干擾等優點，是毀傷無人機蜂群的有效手段，隨著激光武器技術的不斷成熟，靈活移動、實戰化的激光武器定向掃射將是未來摧毀無人機蜂群的重要手段。

美海軍在“密集陣”防空系統上加裝激光武器，2010年6月驗證擊落時速為480km/h的無人機。2015年8月，美國波音公司對外演示了“緊湊型激光武器系統”（CLWS），總重約295kg，可在40km范圍內精準識別和追蹤無人機，能用2kW激光束照射擊落無人機，該小型激光武器可安裝到卡車上，具有較強機動性，并將繼續升級激光功率增強殺傷能力。

除了微波、激光武器，韓國還在研究聲波反無人機，利用聲波共振陀螺儀輸出錯誤信息使無人機墜落，通過定向聲波可規模性毀傷無人機蜂群。

無人機蜂群的輔助防御

（1）平臺驅趕

對于由平臺接收偵察情報信息或受指控平臺實時控制的無人機蜂群，可以利用空中火力或電磁干擾將其驅離到對蜂群有效控制范圍之外，使蜂群失去指揮控制而墜落，或者失去偵察監視價值。

（2）平臺打擊

可對無人機蜂群發射平臺、信息接收平臺或實時指控平臺進行火力打擊或定向能毀傷，使蜂群失去指揮控制墜落，或孤立蜂群后更便于打擊。俄羅斯“薔薇航空”電子戰系統除能對多種型號無人機進行電磁壓制和指令欺騙外，還能通過無人機通信定位后方控制系統，引導己方火力對無人機地面控制平臺實施火力打擊。

（3）目標偽裝

對重要目標偽裝防護，或跟蹤無人機蜂群飛行路徑，對其欲偵察、攻擊的目標進行無線電靜默或偽裝防護，進行被動防御。

（4）目標誘騙

模擬雷達信號、紅外信號或用其他手段偽裝假目標，誘騙無人機蜂群攻擊假目標或偵察假情報，同樣屬于被動防御手段，但使用效果具有較大不確定性。

美國海軍研究辦公室研發的“蝗蟲”

“小精靈”

無人機蜂群的綜合反制

無人機蜂群遠距探測困難、跟蹤要求高、目標數量多、打擊時間窗口短，為應對其威脅，應建立預警探測區域全、控制指揮效率高、空地網電多維度、打擊毀傷多層次、評估反饋閉環的無人機蜂群防御與反制體系，各級嚴密劃分探測空域、實時共享偵察信息，合理分配目標、安排打擊次序，協同防御反制。

無人機蜂群防御與反制流程如圖2所示，應形成效果評估的閉環反饋。由于無人機蜂群攜帶任務載荷多為微小型電子設備，部分電子設備在未完全毀傷、有電源或有電池供電條件下仍可以偵察、監視或釋放干擾信號，如“蟬”無人機即使落地仍能正常偵察情報，因此相比有人機、大中型無人機及其他傳統目標的毀傷評估，無人機蜂群的效果評估應更深入，不僅要評估對無人機機體的打擊效果，還應評估任務載荷毀傷情況，判斷其是否仍處于工作狀態，是否需要進一步打擊。

在上述單一防御與反制方法基礎上，綜合反制將上述探測跟蹤、電磁干擾、電磁攻擊、火力打擊、定向能毀傷等部分或全部功能集成到一個系統中，對無人機蜂群進行綜合性反制。英國的“反無人機防御系統” （AUDS）號稱世界首個完全集成式無人機防御系統，微多普勒雷達探測半徑為10km，光電/紅外相機追蹤，利用4W定向波束阻斷無人機指控信號抑制無人機，單人即可操作，反制過程約15s，還備有光學干擾器可干擾無人機偵察設備自動調焦。升級版AUDS系統采用智能多波段射頻抑制器干擾不同類型指控鏈路，已累計擊落2000架次約60多型固定翼或旋翼無人機，驗證了有效對抗無人機集群的能力，未來可部署到軍用及商用車輛上，已裝備英國、美國、西班牙等國軍方。以色列的“阿波羅盾”反無人機系統可集成其他反制無人機手段，即集成信號阻斷器實施干擾，集成捕獲網發射裝置實施物理捕獲。

結束語

無人機蜂群的威脅逐步成為現實，本文從預警探測、跟蹤、打擊、評估四個環節分析了無人機蜂群的防御與反制，梳理分析預警探測、干擾打擊、輔助防御三類防御與反制手段，并結合反無人機裝備發展情況詳細分析了具體反制方法，為防御與反制無人機蜂群提供參考。■

（參考文獻：略。如有需要，請聯系編輯部。編輯：李悅霖）