隨著無人機技術的快速發展,無人機在軍事偵察、民用航拍、貨物運送等領域的應用日益廣泛。與此同時,無人機違法入侵、隱私侵犯、恐怖襲擊等行為給社會造成了諸多安全隱患。因此,如何有效反制無人機成為一個亟待解決的問題。作為一種新興反無人機手段,網電反無人機技術研究近年深受諸多國家的重視。
網電反無人機技術概述
網電反無人機技術是指可對無人機進行探測、識別、跟蹤、定位、干擾、破壞的通信網絡、電子對抗技術手段,主要包括電子干擾、全球定位系統(GPS)導航信號誘騙、聲波干擾、網絡攻擊等多種手段。
電子干擾技術
通過發射無線電信號,電子干擾裝置覆蓋或者壓制無人機與地面控制站之間的通信頻段,使無人機無法正常接收控制指令。根據工作機理,電子干擾可分為壓制干擾和阻塞式干擾。它包括寬帶干擾、窄帶干擾、連續波干擾和脈沖干擾等技術手段。其中,寬帶干擾是指干擾源發射具有較寬頻率范圍的干擾信號,同時影響多個無人機通信信道;窄帶干擾則是干擾源對無人機使用的特定頻率或窄頻率范圍進行干擾,取得更加精確的干擾效果;連續波干擾是干擾源按a3ed4499ac2cdd87b62bb1e85f3ec058debd4dfba2e0c4ff45e678de3b7c8893照目標頻率發射連續恒定的信號對通信信道產生穩定干擾;脈沖干擾則是干擾源在短時間內間歇性地發射干擾信號,使通信發生間歇性中斷。這種反無人機手段具有操作簡單、反制效果顯著的優勢,但可能對周邊無線電接收設備造成一定影響。數據精準預偵察和無人機通信頻率預分析能夠實現高效的電子干擾。我國某單位研制的電磁干擾系統,能夠利用電磁信號干擾器,有選擇性地對無人機遙控信號、GPS導航信號、圖傳信號進行干擾,切斷無人機遙控器對無人機的控制。
電子欺騙技術
反制無人機常用的電子欺騙技術是基于導航信息的導航誘騙技術。導航誘騙是干擾源向無人機導航系統發送虛假控制信號,然后,無人機按照虛假控制指令飛行,偏離預設航線。常用導航誘騙手段有兩種,一種是干擾源向無人機導航設備發送虛假衛星導航信號,對導航設備進行誘騙;另一種是干擾源在真實衛星導航信號中置入虛假的位置坐標、飛行速度等導航信息,讓導航設備接收錯誤信息。引發廣泛關注的事件是,2011年,伊朗向美軍RQ-170“哨兵”無人機GPS導航系統置入虛假導航信息,成功捕獲RQ-170無人機。后來,美國對GPS導航信息進行加密,增強了無人機系統抗干擾能力。導航誘騙技術具有隱蔽性好、干擾效果顯著等特點,但該技術實施難度較大,需要較高的技術水平和專業設備。
除了導航誘騙手段之外,另一種常用的電子欺騙手段是針對無人機上行鏈路的轉發式干擾。轉發式干擾是干擾源接收、復制、轉發無人機上行鏈路通信信號,讓無人機重復執行某一指令,最終導致無人機失控。
欺騙干擾技術也是一種電子欺騙技術。它具有隱蔽性強、使用靈活、反制效果顯著等特點。例如,俄羅斯研制的“薔薇”電子戰系統兼具干擾欺騙功能,作用距離達10km,可對敵方無人機通信設備進行有效干擾,具備定位精度高、部署快速等優點,是一款經過實戰檢驗的欺騙干擾型反無人機系統。在俄烏沖突中,烏軍無人機因遭受該系統干擾而墜毀。
電子毀傷技術
電子毀傷是指高功率微波武器、電磁脈沖武器等科技手段在短時間內對敵方無人機電子系統或關鍵電子元器件進行精確毀傷,達到反制無人機的目的,是一種在軍事領域廣泛應用的電子對抗手段,具有高精度、高效能、隱蔽性好的特點。據報道,在俄烏沖突期間,俄羅斯軍方采用多種電子毀傷技術繳獲了“彈簧刀”600、“萊萊卡”100(Leleka100)等多型無人機。2017年,英國研發的“電子滅蟲器”在伊拉克和敘利亞地區利用雷達干擾技術,幫助美軍摧毀了極端組織“伊斯蘭國”(ISIS)的無人機。美國陸軍研發的高功率微波武器“戰術高功率微波作戰響應器”(THOR)及其控制系統,專門破壞無人機電子設備,而且能在范圍較廣的空域內起效,非常適合對抗無人機蜂群。
網絡攻擊技術
當前,眾多高智能化無人機系統已接入計算機網絡。然而,部分無人機地面控制站的計算機終端安全防護存在漏洞。針對這種漏洞,反制方利用網絡攻擊技術,重新配置無人機操控指令,進而接管與控制無人機。更進一步,反制方在地面控制站的設備中植入“后門”程序,從而實現無人機的直接操控。在俄烏沖突中,俄羅斯發動人民群眾下載“雷達·人民陣線”手機應用程序,下載程序的人數越多,網絡覆蓋密度越高,俄軍接收有關無人機信息的速度就越快,能對敵方無人機、破壞活動做出快速反應,為及時、快速、準確擊落敵方無人機創造有利條件。自俄烏沖突以來,該手機應用程序已幫助俄羅斯特種部隊擊落多架敵方無人機。
網電反無人機技術面臨的挑戰
探測識別技術難
微小型無人機在現代戰場中廣泛應用,具有飛行高度低、飛行速度慢、雷達截面積小等特征。雷達發現捕獲無人機的距離近,留給防空系統處置無人機的時間短。另外,無人機可在城市建筑群、山區、水域等復雜環境的空域飛行,這些環境中的地雜波、海雜波、電磁干擾等因素都會對探測系統造成影響,增大探測難度。
干擾技術復雜
目前,無人機種類繁多,不同類型無人機采用的通信體制和頻譜千差萬別,而且一些無人機使用了加密通信系統,干擾變得更加困難。在實施干擾和破壞時,反制方需要考慮反無人機裝置對周邊用頻設備、合法無人機產生的影響,避免附帶干擾,這對干擾技術精準性和選擇性提出了更高要求。無人機需要執行多樣化任務,例如,在重要目標附近展開偵察竊密行動,進入重要目標上空后投放傳單、爆炸物、有毒化學品。因此,反制方應采用多種手段,以反制在不同場景執行任務的無人機。同時,基于新的通信體制和抗干擾技術的無人機層出不窮,反無人機技術需要不斷迭代,以適應復雜多變的場景。
自防御技術要求高
無人機可攜帶反輻射導彈、干擾彈等多種載荷執行多種攻擊任務,這對反無人機系統自防御能力提出了挑戰。反無人機系統應具備較廣的探測范圍,支持多片段探測,具備精準識別無人機類型、型號、控制信號的能力以及與其他探測打擊手段協同工作的能力。
網電反無人機技術應用
目前,網電反無人機技術已經在多個領域廣泛應用。在軍事領域,各國軍方紛紛加強反無人機系統研制,利用網電反無人機技術構建多層級防御體系,以應對敵方無人機偵察和打擊。在公共安全領域,公安和安保部門采用網電反無人機技術,對違法入侵的無人機進行干擾和摧毀,保障公共安全和秩序。在民航領域,機場管理部門利用網電反無人機技術,對在機場凈空區域飛行的無人機進行反制,防止無人機干擾航班起降和飛行安全。
俄烏戰場上的電子對抗
烏軍電子戰系統數量較少,大部分系統由北約援助。烏軍配備的“布科韋爾”AD反無人機系統是一種安裝在皮卡車上的電子戰系統,可以切斷GPS、“格洛納斯”等衛星定位系統導航信號,但它的有效作用距離僅為16~20km,因此取得的戰果并不多。另外,烏軍還配備了多種干擾型單兵反無人機系統,例如,烏克蘭克韋托斯技術公司研發的KVSG-6反無人機槍具有干擾功能,有效作用距離3km,可迫使小型無人機降落。在俄烏沖突中,俄羅斯在頓巴斯地區密集部署的各型電子戰系統,成功壓制了在黑海上空抵近克里米亞地區執行偵察任務的美軍RQ-4B“全球鷹”無人機。
反無人機系統在民用領域中的應用
無人機在航拍、植保、物流、應急救援等多個民用領域應用廣泛,同時也帶來了安全隱患,無人機“黑飛”現象尤為突出。我國研制的一種23oJTGfDvPQIG6t03MU9/UA==G無人機反制設備配備了具有20W功放模組的干擾屏蔽模塊,能夠有效干擾無人機。另外,無人機監測長焦一體化機芯具備清晰度高、大變焦范圍以及響應快速等特點,可廣泛應用于機場、火車站、大型活動現場安保工作。
美軍反無人機系統發展
MADIS(Marine Air Defense Integrated System)是美國海軍陸戰隊開發的一種防空綜合系統。該系統具備360°探測、監視能力以及多種反制手段,能夠精確定位無人機,采用射頻干擾器切斷無人機與操控員之間的通信,安裝了“毒刺”導彈和機槍炮塔,達到擊落無人機的目的。從2025財年開始,美國海軍計劃在夏威夷的第3瀕海防空營(LAAB)快速部署MADIS,該系統有望在未來幾年內列裝海軍陸戰隊。
美國陸軍研發的M-LIDS(Mobilelow, slow, small-unmanned aircraft integrated defeat system)移動式反無人機系統(C-UAS)利用兩輛防雷伏擊全地形車(M-ATV)來增強反無人機作戰能力。該系統集成了電子戰裝備,機槍、加農炮等動能打擊裝備,能夠有效探測、跟蹤、摧毀無人機,消除威脅。美國陸軍已在加沙地帶的浮動碼頭附近部署了M-LIDS反無人機系統,以應對該地區的無人機威脅。
美國空軍開發的“雷神之錘”(Mjolnir)系統發射高功率微波束,能有效摧毀大量小型無人機。
由此可見,美軍反無人機系統正在向多維度、全頻譜、高智能化、精確探測、高效打擊等功能深度融合的方向發展。
網電反無人機技術發展趨勢
隨著無人機技術的不斷發展和應用領域的不斷拓展,網電反無人機技術將迎來更多的發展機遇,同時面臨挑戰。未來,網電反無人機技術將朝著智能化、綜合化、無人化等方向發展。
智能化
隨著人工智能技術的不斷進步,網電反無人機技術也將實現智能化發展。機器學習算法、大數據分析等技術可以實現無人機智能識別、智能跟蹤和智能干擾等功能,提高反無人機系統智能化水平和作戰效能。
綜合化
未來的網電反無人機系統將不再局限于單一技術,而是融合多種技術,形成具有綜合能力的系統。這種系統可以根據不同任務需求和戰場環境,選用最適合的技術組合,實現更高效、更精準的反無人機作戰。
無人化
隨著無人系統技術的不斷發展,未來的網電反無人機系統將向無人化方向發展。搭載反無人機裝置的無人系統將具備遠程操控、自主作戰等功能,提高反無人機系統的作戰靈活性和適應能力。
結論
網電反無人機技術具有廣闊的應用前景和巨大的發展潛力。各國政府需加強無人機和反無人機系統監管,制定相應政策、法規、法律,保障無人機應用的合法性和安全性,推動網電反無人機技術的健康發展和應用。