國(guó)外反微小型無(wú)人機(jī)電子裝備發(fā)展分析

● 國(guó)家工業(yè)和信息安全發(fā)展研究中心 李 方

近年來(lái)，無(wú)人機(jī)快速發(fā)展。特別是民用無(wú)人機(jī)產(chǎn)量、性能都大幅提升。據(jù)統(tǒng)計(jì)，2014—2017年全球無(wú)人機(jī)銷量由39萬(wàn)架增至300萬(wàn)架，4年來(lái)實(shí)現(xiàn)了近8倍增長(zhǎng)。與此同時(shí)，微小型無(wú)人機(jī)的性能也較之前有了很大的提升，除續(xù)航能力增強(qiáng)外，還具備了預(yù)先設(shè)定路徑飛行、失控后自動(dòng)返航、圍繞懸停、自主躲避障礙、智能跟隨、主動(dòng)追蹤等新功能。無(wú)人機(jī)可執(zhí)行情報(bào)收集、監(jiān)視與偵察任務(wù)，還可攜帶各種空空或空地武器及其他爆炸物或危險(xiǎn)品執(zhí)行攻擊任務(wù)。低成本微小型無(wú)人機(jī)的日趨普及，也為軍事防御帶來(lái)了新的挑戰(zhàn)。

一、發(fā)展背景

目前，傳統(tǒng)防空系統(tǒng)和手段可應(yīng)對(duì)大型無(wú)人機(jī)，而應(yīng)對(duì)微小型無(wú)人機(jī)則較為乏力。這主要有以下幾個(gè)原因。

（一 ）微小型無(wú)人機(jī)更加靈活機(jī)動(dòng)，傳統(tǒng)防空雷達(dá)難以探測(cè)

微小型無(wú)人機(jī)系統(tǒng)易于擴(kuò)散、飛行速度慢、高度低、探測(cè)和交戰(zhàn)窗口時(shí)間短，現(xiàn)役一體化防空系統(tǒng)應(yīng)對(duì)效果不佳。按照美國(guó)國(guó)防部標(biāo)準(zhǔn)，微小型無(wú)人機(jī)指質(zhì)量不超過(guò)25kg、最大飛行高度2km左右、飛行速度不超過(guò)460km/h的無(wú)人機(jī)。其飛行空域低，故可借助城區(qū)雜亂的地面環(huán)境和大量反射面來(lái)掩護(hù)，加之雷達(dá)信號(hào)弱，因此難以被探測(cè)。2017年7月，美國(guó)空中作戰(zhàn)司令部司令詹姆斯·霍爾姆斯上將透露小型無(wú)人機(jī)曾飛過(guò)美國(guó)空軍飛行航線，甚至險(xiǎn)些與F-22“猛禽”戰(zhàn)斗機(jī)相撞。

（二 ）微小型無(wú)人機(jī)攜帶武器，對(duì)地面部隊(duì)構(gòu)成嚴(yán)重威脅

恐怖分子和反政府武裝已具備通過(guò)改裝微小型無(wú)人機(jī)將其作為常規(guī)武器的能力。因此，近年來(lái)微小型無(wú)人機(jī)攜帶爆炸裝置對(duì)地面部隊(duì)、基地發(fā)動(dòng)攻擊事件的頻次和規(guī)模都顯著提升。2016年11～12月，在奪回摩蘇爾的軍事行動(dòng)中，美國(guó)盟軍地面部隊(duì)遭受“伊斯蘭國(guó)”組織商用無(wú)人機(jī)攜帶40mm榴彈襲擊。2018年1月，俄羅斯在敘利亞境內(nèi)的赫邁米姆基地和塔爾圖斯海軍基地遭到大規(guī)模無(wú)人機(jī)襲擊。2018年8月，委內(nèi)瑞拉總統(tǒng)馬杜羅在進(jìn)行電視演講時(shí)，遭到十幾架無(wú)人機(jī)投擲炸彈襲擊。

（三 ）新型無(wú)人機(jī)群體作戰(zhàn)快速發(fā)展，傳統(tǒng)防空系統(tǒng)難以應(yīng)對(duì)

新型無(wú)人機(jī)群體作戰(zhàn)，特別是以微小型無(wú)人機(jī)“蜂群”式協(xié)同作戰(zhàn)為代表的智能分布式作戰(zhàn)快速發(fā)展，傳統(tǒng)防空系統(tǒng)尚不具備應(yīng)對(duì)能力。近年來(lái)，美軍采取多項(xiàng)措施促進(jìn)有人機(jī)/無(wú)人機(jī)協(xié)同作戰(zhàn)、無(wú)人機(jī)蜂群作戰(zhàn)等新型無(wú)人機(jī)群體作戰(zhàn)的發(fā)展。2016年10月，美軍用3架F/A-18“超級(jí)大黃蜂”戰(zhàn)斗機(jī)發(fā)射了103架“山鶉”微小型無(wú)人機(jī)組成集群。通過(guò)大量無(wú)人機(jī)發(fā)動(dòng)集群攻擊，可使當(dāng)前任何防空反導(dǎo)系統(tǒng)的探測(cè)、跟蹤和攔截能力迅速飽和，且少量無(wú)人機(jī)的損失不會(huì)影響無(wú)人機(jī)群的整體作戰(zhàn)能力。因此，迫切需要研發(fā)相應(yīng)的反無(wú)人機(jī)蜂群作戰(zhàn)技術(shù)和裝備。

二、反微小型無(wú)人機(jī)電子裝備發(fā)展現(xiàn)狀

新型雷達(dá)、電子戰(zhàn)系統(tǒng)、激光武器、高能微波武器等電子裝備在針對(duì)微小型無(wú)人機(jī)的跟蹤探測(cè)、干擾誘騙和壓制摧毀等各個(gè)方面都起到了至關(guān)重要的作用，備受世界主要軍事強(qiáng)國(guó)重視。他們通過(guò)改造升級(jí)原有防空系統(tǒng)中負(fù)責(zé)探測(cè)瞄準(zhǔn)的電子裝備、升級(jí)電子戰(zhàn)系統(tǒng)、研發(fā)列裝新型電子裝備等手段，實(shí)現(xiàn)反微小型無(wú)人機(jī)能力。

（一 ）改造傳統(tǒng)防空系統(tǒng)雷達(dá)和裝備，拓展探測(cè)瞄準(zhǔn)微小型無(wú)人機(jī)能力

傳統(tǒng)防空導(dǎo)彈、高炮等低空近程防空系統(tǒng)雷達(dá)通過(guò)拓展功能，可以對(duì)中型和微小型無(wú)人機(jī)實(shí)施探測(cè)和瞄準(zhǔn)，其優(yōu)點(diǎn)是技術(shù)成熟度高，不足是在應(yīng)對(duì)廉價(jià)的微小型無(wú)人機(jī)時(shí)效費(fèi)比較低。

俄羅斯通過(guò)升級(jí)改造原有防空系統(tǒng)雷達(dá)，增強(qiáng)對(duì)小型無(wú)人機(jī)的探測(cè)能力和瞄準(zhǔn)打擊的精準(zhǔn)性；俄羅斯的“鎧甲”-S1防空系統(tǒng)，擁有1個(gè)熱成像系統(tǒng)、1個(gè)光學(xué)跟蹤器、1個(gè)目標(biāo)截獲雷達(dá)，經(jīng)過(guò)改造，具備攔截飛行速度不超過(guò)500m/s的無(wú)人機(jī)的能力。美國(guó)積極改進(jìn)原有防空導(dǎo)彈系統(tǒng)和區(qū)域防護(hù)系統(tǒng)；美國(guó)海軍在2016年12月成功利用“銷釘”微小型導(dǎo)彈攔截了無(wú)人機(jī)。英國(guó)通過(guò)增加激光制導(dǎo)部件，為輕型多用途導(dǎo)彈增加反無(wú)人機(jī)能力；英國(guó)泰勒斯公司2018年交付了陸射型激光駕束制導(dǎo)輕型多用途導(dǎo)彈，英國(guó)陸軍未來(lái)將使用該導(dǎo)彈執(zhí)行反無(wú)人機(jī)任務(wù)。以色列升級(jí)了其“鐵穹”系統(tǒng)；2015年7月，拉法爾公司公布“鐵穹”系統(tǒng)擊落一架無(wú)人機(jī)的視頻，表明該系統(tǒng)已完成升級(jí)，具備了反無(wú)人能力。

（二 ）升級(jí)電子戰(zhàn)系統(tǒng)，增強(qiáng)應(yīng)對(duì)無(wú)人機(jī)能力

無(wú)人機(jī)系統(tǒng)飛行控制采用遠(yuǎn)程遙控或基于GPS的自導(dǎo)航，因此傳統(tǒng)電子戰(zhàn)系統(tǒng)具備對(duì)無(wú)人機(jī)進(jìn)行干擾、誘騙攻擊的基礎(chǔ)能力。美俄等軍事強(qiáng)國(guó)通過(guò)對(duì)其電子戰(zhàn)系統(tǒng)進(jìn)行升級(jí)，增強(qiáng)系統(tǒng)對(duì)無(wú)人機(jī)信號(hào)特征的識(shí)別能力，細(xì)化應(yīng)對(duì)措施，提升原有電子戰(zhàn)系統(tǒng)應(yīng)對(duì)無(wú)人機(jī)的能力。

美國(guó)在《電子戰(zhàn)戰(zhàn)略》的指引下開展了一系列電子戰(zhàn)系統(tǒng)升級(jí)。美國(guó)陸軍對(duì)陸上車載電子戰(zhàn)系統(tǒng)情報(bào)偵察傳感設(shè)備進(jìn)行了更新，同時(shí)加大了對(duì)直升機(jī)、無(wú)人機(jī)電子偵察系統(tǒng)的改進(jìn)力度，其中包括“阿帕奇”武裝直升機(jī)的電子偵察系統(tǒng)。美國(guó)空軍加快改進(jìn)E-10系列電子偵察機(jī)、RC-135偵察機(jī)和“全球鷹”無(wú)人機(jī)、MQ-1無(wú)人偵察機(jī)等主力偵察監(jiān)視裝備的電子偵察系統(tǒng)，滿足對(duì)包含無(wú)人機(jī)在內(nèi)的多種目標(biāo)的識(shí)別和跟蹤等功能要求。美國(guó)海軍則通過(guò)水面電子戰(zhàn)改進(jìn)項(xiàng)目，對(duì)AN/SLQ-32（V）電子戰(zhàn)支援系統(tǒng)進(jìn)行一系列升級(jí)改造，其中包含威脅源數(shù)據(jù)庫(kù)升級(jí)，旨在加快識(shí)別以無(wú)人機(jī)為代表的新型威脅。

俄羅斯不斷升級(jí)電子戰(zhàn)系統(tǒng)，展現(xiàn)出驚人的反無(wú)人機(jī)能力。在應(yīng)對(duì)2018年1月的無(wú)人機(jī)大規(guī)模襲擊時(shí)，俄軍迅速對(duì)來(lái)襲無(wú)人機(jī)發(fā)動(dòng)電子攻擊，其電子戰(zhàn)部隊(duì)成功攔截并控制了6架無(wú)人機(jī)，其中3架降落在基地外受控區(qū)域，另外3架在降落時(shí)爆炸受損。近年來(lái)，俄羅斯不斷加強(qiáng)電子戰(zhàn)演習(xí)和應(yīng)用試驗(yàn)，具有豐富的反無(wú)人機(jī)經(jīng)驗(yàn)。

（三 ）研發(fā)列裝一體化反無(wú)人機(jī)電子戰(zhàn)系統(tǒng)，提升反無(wú)人機(jī)的機(jī)動(dòng)性

一體化反無(wú)人機(jī)電子戰(zhàn)系統(tǒng)利用光電探測(cè)、跟蹤與識(shí)別裝置來(lái)探測(cè)無(wú)人機(jī)，并用射頻干擾等非動(dòng)能效應(yīng)使無(wú)人機(jī)失效，最大有效距離從數(shù)百米到數(shù)十千米不等，便攜性好，大幅提升裝備的機(jī)動(dòng)性，安全性高、附帶毀傷小，技術(shù)成熟。

表1 典型一體化反無(wú)人機(jī)電子戰(zhàn)系統(tǒng)

例如，以色列的“無(wú)人機(jī)穹”一體化反無(wú)人機(jī)系統(tǒng)（圖1）利用RPS-42戰(zhàn)術(shù)空中監(jiān)視雷達(dá)和光電傳感器來(lái)360°探測(cè)無(wú)人機(jī)（探測(cè)距離可達(dá)30km，可在3.2km外探測(cè)最小尺寸為20cm2的目標(biāo)，探測(cè)高度為9～9000m），并在數(shù)秒內(nèi)攔截和壓制遠(yuǎn)距離威脅。

（四 ）應(yīng)用激光武器毀傷微小型無(wú)人機(jī)，具有高性價(jià)比、高精度等優(yōu)點(diǎn)

美歐戰(zhàn)術(shù)激光武器受到功率水平和技術(shù)成熟度等因素的限制，當(dāng)前主要對(duì)抗目標(biāo)是微小型無(wú)人機(jī)。激光武器在應(yīng)對(duì)微小型無(wú)人機(jī)方面具有精度高、成本低、可軟硬殺傷等優(yōu)點(diǎn)。

美國(guó)在激光武器方面處于領(lǐng)先地位，已研制出艦載型、車載型、便攜型等多種系統(tǒng)，并積極開展反無(wú)人機(jī)試驗(yàn)。英國(guó)于2017年9月披露“龍火”激光武器系統(tǒng)（圖2），現(xiàn)已通過(guò)關(guān)鍵設(shè)計(jì)評(píng)審。德國(guó)主要有萊茵金屬公司和MBDA德國(guó)公司在研究激光武器。以色列拉法爾公司研制了“鐵束”車載激光武器系統(tǒng)。俄羅斯研制了車載激光武器系統(tǒng)，將其安裝在“山毛櫸”防空導(dǎo)彈發(fā)射車底盤上，能夠360°全方位射擊，并能對(duì)抗10km距離的軍用級(jí)、有屏蔽的電子設(shè)備。

（五 ）研發(fā)高功率微波武器、網(wǎng)絡(luò)空間反無(wú)人機(jī)技術(shù)，旨在應(yīng)對(duì)集群無(wú)人機(jī)

高功率微波武器具有面殺傷能力，以病毒為代表的網(wǎng)絡(luò)空間技術(shù)易于擴(kuò)散形成群殺傷，在對(duì)抗集群無(wú)人機(jī)時(shí)具有巨大優(yōu)勢(shì)，因此各國(guó)積極開展相關(guān)裝備技術(shù)的研發(fā)工作。

圖1 “無(wú)人機(jī)穹”一體化反無(wú)人機(jī)系統(tǒng)

圖2 全尺寸“龍火”激光武器演示樣機(jī)

美國(guó)正在試驗(yàn)用雷聲公司的“相位器”高功率微波武器應(yīng)對(duì)無(wú)人機(jī)。俄羅斯已研制出反無(wú)人機(jī)微波武器系統(tǒng)，并計(jì)劃利用該武器應(yīng)對(duì)集群無(wú)人機(jī)目標(biāo)，該系統(tǒng)安裝在“山毛櫸”防空導(dǎo)彈系統(tǒng)上，通過(guò)發(fā)射超高頻微波，使800m范圍內(nèi)所有無(wú)人機(jī)的通信裝置失效，從而導(dǎo)致無(wú)人機(jī)失去控制。德國(guó)迪爾防務(wù)公司開發(fā)出一種高能電磁（HEPM）反無(wú)人機(jī)系統(tǒng)，使用電磁脈沖代替無(wú)線電信號(hào)干擾或GPS欺騙手段，作用于小型無(wú)人機(jī)的電子控制裝置，使其失去控制而中止任務(wù)，并自動(dòng)觸發(fā)失效保護(hù)功能。澳大利亞D13公司的MESMER無(wú)人機(jī)捕捉裝置采用“協(xié)議處理”開放軟件技術(shù)，可捕捉并解碼原始遙感數(shù)據(jù)，進(jìn)而定位無(wú)人機(jī)，獲知無(wú)人機(jī)基站或控制器，甚至獲取視頻、加速度計(jì)、磁力計(jì)，以及其他機(jī)載系統(tǒng)的數(shù)據(jù)。

三、反微小型無(wú)人機(jī)電子裝備發(fā)展未來(lái)趨勢(shì)

近年來(lái)，軍用、民用無(wú)人機(jī)技術(shù)快速發(fā)展，特別是偵/攻一體無(wú)人機(jī)研制成功，無(wú)人機(jī)集群攻擊模式得到發(fā)展，使得傳統(tǒng)導(dǎo)彈、炮彈反無(wú)人機(jī)的效率和效費(fèi)比問(wèn)題越來(lái)越突出，綜合化、多功能化的反微小型無(wú)人機(jī)電子裝備的優(yōu)勢(shì)將逐步凸顯。

（一 ）采用多種技術(shù)手段綜合探測(cè)，提升識(shí)別跟蹤效果

采用單一的雷達(dá)探測(cè)較為局限，對(duì)低空飛行的微小型無(wú)人機(jī)識(shí)別效果欠佳，因此未來(lái)結(jié)合雷達(dá)、光電、聲學(xué)等多種探測(cè)技術(shù)的系統(tǒng)將成為主流。通過(guò)多種探測(cè)技術(shù)取得的無(wú)人機(jī)特征信號(hào)數(shù)據(jù)，可通過(guò)計(jì)算機(jī)系統(tǒng)進(jìn)行信息融合，對(duì)目標(biāo)型號(hào)進(jìn)行精準(zhǔn)判斷，提升識(shí)別跟蹤效果。目前各國(guó)采取改造升級(jí)現(xiàn)有雷達(dá)，實(shí)現(xiàn)對(duì)微小型無(wú)人機(jī)的探測(cè)預(yù)警，但這僅能滿足現(xiàn)階段需求，未來(lái)多技術(shù)融合一體化探測(cè)裝備將逐步取而代之。

（二 ）一體化反無(wú)人電子戰(zhàn)系統(tǒng)將更加多功能化和易于部署

目前各國(guó)研發(fā)的一體化反無(wú)人機(jī)電子戰(zhàn)系統(tǒng)重點(diǎn)為營(yíng)級(jí)以下單位提供反無(wú)人機(jī)能力。其主要運(yùn)輸方式是車載和單兵攜帶，為了降低負(fù)擔(dān)，其便攜性和易于部署已成為研發(fā)重點(diǎn)。此外，為了更好地保護(hù)單兵，對(duì)無(wú)人機(jī)的預(yù)警、探測(cè)、干擾、誘騙等功能也將集成至一體化反無(wú)人機(jī)電子戰(zhàn)系統(tǒng)。

（三 ）技術(shù)手段更加綜合，實(shí)現(xiàn)從非致命到致命的可調(diào)性打擊

面對(duì)日益增長(zhǎng)的無(wú)人機(jī)威脅，單一技術(shù)手段并不足以適應(yīng)復(fù)雜多變的作戰(zhàn)場(chǎng)景，以及提供能完全對(duì)付無(wú)人機(jī)的殺傷概率。因此，通過(guò)綜合多種手段，在作戰(zhàn)效能上形成互補(bǔ)，面對(duì)不同小微型無(wú)人機(jī)威脅適應(yīng)性地予以對(duì)抗，將使反無(wú)人機(jī)作戰(zhàn)更靈活、有效。以色列正研究將非動(dòng)能干擾模塊與激光硬殺傷攔截模塊進(jìn)行綜合，在不明確無(wú)人機(jī)是否構(gòu)成威脅時(shí)可先進(jìn)行非動(dòng)能干擾，在明確無(wú)人機(jī)攜帶武器構(gòu)成威脅后則將目標(biāo)移交給激光模塊，針對(duì)無(wú)人機(jī)載荷或機(jī)身進(jìn)行硬殺傷。

四、結(jié)語(yǔ)

隨著微小型無(wú)人機(jī)在作戰(zhàn)行動(dòng)中的應(yīng)用越來(lái)越多，反微小型無(wú)人機(jī)的重要性日益突出。電子裝備作為反制微小型無(wú)人機(jī)的重要裝備，作用和地位將得到進(jìn)一步提升。