反无人机及蜂群类目标系统综述

反无人机及蜂群类目标系统综述

发表时间：2019-07-22T16:32:02.407Z 来源：《科技新时代》2019年5期作者：汪再如

[导读] 在军事、反恐、安保以及民用等领域，反无人机系统正发挥出越来越重要的作用，而这也会相应地促使反无人机系统的迅速发展（王云龙，燕俊，王雪，晋超琼，邸庆勋）

（北方自动控制技术研究所山西太原 030006）

摘要：无人机及蜂群类目标快速发展成为政府、机场、军事区域等地的主要威胁，根据当前反无人机及蜂群类目标系统采用的不同技术手段对反无人机系统进行了分类，对反无人机技术的发展现状进行了分析，对现有反无人机技术体系的组成及相关系统的优缺点进行了综述。

关键词：反无人机，蜂群，防空

一、引言

近几年来，无人技术及平台已经延伸到陆、海、空、天等多个领域，其中无人机无疑是众多无人平台发展最迅速的[1]。随着信息技术的不断发展成熟，使得无人机具有成本低、体积小、重量轻、易操纵、灵活性好、适应性强、稳定性高等优点，带动了无人机产业的整体飞速发展，促使消费级和工业级无人机的使用门槛逐渐降低，在民用及军事领域都得到了广泛应用[2]。随着无人机的广泛应用以及国家政策对低空空域的逐步开放，以“大疆”为代表的商业级无人机造价低廉，而且能携带爆炸物、危险物、高分辨率摄像头等，此类“低慢小”目标具有较强的突发性，对于政府、机场、军事区域等地的安全带来严峻的挑战，对国家和人民的安全构成了严重的威胁[3]。因此，加强这些区域的安全警戒，及时探测发现可疑目标，通过适当手段进行驱离、防范控制，确保此类重要场所和设施的安全成为了重中之重[4]。

二、反无人机及蜂群类目标系统分类

反无人机系统是指利用技术手段对无人机进行监测、干扰、诱骗、控制、摧毁的一种装置。

2.1 干扰类

2.1.1 反无人机枪

其主要工作原理是向目标无人机发射定向大功率干扰射频信号，从而切断无人机与遥控器之间的通讯链路，迫使其自行降落或者受控返航。

图1 反无人机枪示意图

2.1.2 GPS干扰

另由于绝大部分无人机的飞行控制均采用GPS卫星导航系统与惯性导航系统相结合的方式，该类系统也可以只干扰无人机的GPS信号接收机，导致无人机只能依靠基于陀螺仪的惯性导航系统，从而失去作业精度。

切断无人机与地面控制中心的数据联系并迫使其进入自动导航状态后，通过使用转发式诱骗干扰技术，向无人机发送含有错误信息的GPS诱骗信号，可以无需破解无人机远程控制指令与通信信号而使其降落在指定地点。

2.1.3 声波干扰

声波干扰技术就是利用声波使陀螺仪发生共振，输出错误信息，从而导致无人机坠落。研究人员发现，如果声音足够强（例如达到140分贝），声波可以击落40米外的无人机

2.2 软杀伤类

2.2.1 激光武器

激光武器的聚能毁伤激光武器是一种利用定向发射的激光束直接毁伤目标或使之丧失效能的定向能武器，可专门用于瘫痪和破坏无人侦察机的机载光电侦察系统。战术型的激光武器既可用于抗击巡航导弹和摧毁飞机的高能激光武器，又可用于瘫痪破坏无人机的机载电子设备和光电传感器的低能激光武器。

2014年，中物院组织研发了“低空卫士”激光拦截系统，可实现对“低慢小”目标的有效拦截。

图3 激光武器毁伤目标图

2.2.2 微波射频武器

微波射频武器是靠定向辐射电磁波来对目标进行毁伤的。按其工作频率范围可分为：高功率微波（HPM）武器和电磁脉冲（EMP）武器两类。高功率微波（HPM）武器能将电磁脉冲能量集中于单一频率的窄带内，通过天线直接进入无人机的机载电子设备中，对设备内部的电子元器件产生物理破坏作用。而电磁脉冲（EMP）武器能够将电磁能量分散在一个较宽的频带内，主要用于干扰无人机的机载数据通信链路设备。

2.3 硬杀伤类

2.3.1 导弹

航天科工推出的“天网”拦截系统能够对进入防控区域的航空模型、动力三角翼、动力伞等低空慢速小型飞行器进行预警、探测、跟踪定位，并在指控系统协调下对目标进行抛网拦截。

图4 实战部署中“天网”拦截系统

2.3.2 防空火箭预制破片弹

预制破片战斗部的破片预先加工成型，嵌埋在壳体基体材料中或粘接在炸药周围的薄蒙皮上，火箭弹战斗部爆炸后，炸药爆炸将其抛射出去，在无人机蜂群类目标前形成一个强大的、密集的破片“网”，驱动破片高速飞散以毁伤目标，对无人机群造成高效杀伤。

三、反无人机及蜂群类目标系统技术分析

干扰类反无人机系统虽然操作简单、成本较低，且部分系统便于携带，但其主要采用电磁干扰手段，对环境要求相对较高，在城市或居民密集区域使用容易对无线电信号的正常使用环境造成不良影响。特别地，对于存在爆炸物等涉及恐怖活动的非合作无人机防护而言，其发生风险的系数相对较高。

杀伤类反无人机系统虽然打击效果好，适用于电磁环境复杂且易受干扰的环境，防护作战的风险指数极低，但其缺点也十分突出，即系统价格相对昂贵且配套系统较为复杂。在实际使用时，容易造成对地面的次生安全危害。此外，对于警方等执法机关而言，该类系统会对打击目标造成永久性损毁，导致获取所需情报数据的可能性也大幅降低，不利于后续执法工作的调查取证。

目前来看，激光武器相对而言更有优势。一是激光武器的照射速度极快，无须计算提前量，因而命中率极高；二是辐射强度高，摧毁威力大；三是无污染，不易受电子干扰，属于比较干净的一种新概念武器。其特有的毁伤机理和作战效能，具备软硬多重的毁伤效应，能够有效地应对无人机的现实威胁。

综上所述，现有国内外市场上的主流反无人机系统均只能在单一或某些特定环境下具备低空反无人机任务所需要的功能，因此具有不同程度的局限性。目前，而能够全面有效进行非合作无人机防护与压制的全要素反无人机系统尚未投入到实际应用当中。

四、结束语

随着无人机技术和产品的快速发展，反无人机问题越来越突出，需求越来越强烈，世界各国都加紧制定和推出了反无人机战略，有力推动了反无人机技术和装备的飞速发展，反无人机系统发展呈现出多样化、专业化、智能化和低成本化的特点。同时，在军事、反恐、安保以及民用等领域，反无人机系统正发挥出越来越重要的作用，而这也会相应地促使反无人机系统的迅速发展

参考文献：

[1] 杨勇，王烨.基于高斯改进模型的防空火箭弹对无人机毁伤概率评估研究[J].自动化技术与应用，2017，36（1）：15-19.

[2] 胡波.一种新型破片式防空反导火箭弹[D].南京：南京理工大学，2011.