國外無人機反制系統(tǒng)發(fā)展概況

摘要：隨著無人機技術飛速發(fā)展與廣泛應用，由其引發(fā)的各類問題不斷涌現。在保護低空空域重要戰(zhàn)略資源和維護社會公共安全的強烈需求下，無人機反制技術應運而生。鑒于部分無人機應用大國在反無人機技術研發(fā)與系統(tǒng)研制方面技術積累較充分，文章梳理了近年來國外典型反無人機系統(tǒng)，輔以主要反制技術介紹，以期為國內無人機監(jiān)管技術手段發(fā)展提供參考。

關鍵詞：無人機；反無人機系統(tǒng)；反制技術

doi：10.3969/J.ISSN.1672-7274.2023.03.001

中圖分類號：TN 97， V 279+.2" " " " " " " "文獻標示碼：A" " " " " " " "文章編碼：1672-7274（2023）03-000-04

Overview of foreign UAV Countermeasure System Development

ZHANG Xun， TANG Yan， LUO Shiwei

（State Radio Monitoring Center Harbin Station， Harbin 150010， China）

Abstract： With the rapid development and wide application of unmanned aerial vehicle（UAV） technology， the problems caused by drones are continuously emerging. Under the strong demand of protecting important strategic resources of low-altitude airspace and public safety， UAV countermeasure technology came into being. In view of the fact that some countries have sufficient technical accumulation in the area of anti-UAV technology research， this paper summarizes typical anti-UAV system abroad in recent years， in order to provide reference for the development of domestic UAV regulatory technology means.

Key words： UAV; anti-UAV system; UAV countermeasures

0" 引言

近年來，無人機行業(yè)呈現爆發(fā)式增長，相關新型應用與業(yè)務層出不窮。德國調查機構的預測數據顯示，2022年全球無人機市場規(guī)模預計約為306億美元，并將以7.8%的年復合增長率持續(xù)增加，至2030年，該值將達558億美元[1]。

在無人機技術迅速發(fā)展的同時，因其引發(fā)的問題也日益突出，既對社會公共安全構成風險隱患[2]，也給無線電管理帶來新挑戰(zhàn)。一是重要空域、保護地區(qū)及敏感區(qū)域內頻發(fā)的“黑飛”“亂飛”現象，不僅對人員設施造成安全威脅，更可能導致個人隱私或國家秘密的非法泄露傳播，不法分子可利用無人機開展違法犯罪活動，危害公共安全與社會秩序。二是無人機內部設置使用未經型號核準的無線電發(fā)射設備，或因無人機違規(guī)使用頻率而對其他無線電業(yè)務造成干擾，均會破壞空中電波秩序。無人機還可作為信號轉發(fā)平臺，在各類考試中用來傳輸作弊信號，破壞考試的正常秩序與公平公正[3]。

在無人機所引發(fā)威脅不斷涌現的背景下，反無人機研究需求愈發(fā)迫切。包括美國、俄羅斯、以色列等在內的無人機行業(yè)應用大國，作為反無人機技術研發(fā)與系統(tǒng)研制的先行者，在相關領域已擁有較為充分的技術積累，并不斷推進技術升級進步。了解國外無人機反制系統(tǒng)的發(fā)展與應用現狀，對于我國無人機監(jiān)管技術手段的發(fā)展與演進具有一定借鑒意義。

1" 國外無人機反制技術概述

無人機反制是指為保護重要人物、重要區(qū)域、重要空域，對非法入侵的無人機進行控制的技術[4]。根據反制目的和效果差異，可將反制技術歸為以下四類。

（1）物理捕獲類。在盡量避免損害無人機的前提下直接攔截捕獲，主要方式為[2]：“鳥”捕式，利用飛禽動物的捕食本能，培養(yǎng)捕捉意識與能力，使之聽從指揮，快速機動捕獲目標；網捕式，利用捕捉網實施捕獲，從空中或地面發(fā)射捕網彈丸，或使用掛載捕網的無人機進行捕獲。

（2）攻擊摧毀類。采用特定手段直接攻擊目標實體，致其失效、毀壞并墜落。主要手段包括[4]：①常規(guī)火力。使用槍支、高射炮等傳統(tǒng)防空火力進行打擊。②激光武器。使用高能量激光束聚焦、瞄準并燒毀無人機關鍵部件或外殼。③微波武器。利用高能量電磁脈沖，干擾、擊穿并燒毀無人機的電子元器件，造成內部設備毀傷。④特制無人機。無人機以自身為武器，采用追擊撞殺、爆炸破壞等方式打擊目標。

（3）干擾阻斷類。通過切斷無人機和地面控制站間的遙控鏈路、數據鏈路，阻斷無人機對導航信號的接收，使飛控和定位系統(tǒng)無法正常工作，無人機無法執(zhí)行預設任務，從而實現驅逐或打擊目的。

（4）欺騙控制類。采用偽裝欺騙手段誘導無人機接收虛假錯誤信息，致其降低或喪失作業(yè)能力。根據作用對象不同，主要包括[2]：①控制信號欺騙。通過破譯解析無人機數據鏈信號參數，生成虛假控制信號并傳送給目標，以壓制真實信號，獲取目標控制權。②衛(wèi)星定位信號欺騙。發(fā)射攜帶虛假定位信息的衛(wèi)星信號，迷惑并誤導目標的導航模塊，使其對自身位置判斷錯誤。

2" 國外典型無人機反制系統(tǒng)

2.1 物理捕獲類

2.1.1 荷蘭警方訓練老鷹捕捉無人機

通過馴服動物來打擊無人機，最早可追溯到荷蘭警方同鳥類訓練機構合作開展的項目。2016年1月，荷蘭國家警察局設立在海牙的猛禽訓練安保公司GFA（Guard From Above）使用老鷹捕捉無人機。老鷹經訓練后將無人機視作獵物，在空中對其進行攔截，一經捕獲即攜帶目標降落至指定安全地帶。

2.1.2 法國空軍訓練老鷹對抗無人機

2016年，法國軍方訓練了4只金鷹用來攔阻無人機進入敏感地帶。這些老鷹據稱能夠應對裝配武器的無人機，有效反制距離超過千米。

2.1.3 英國車載網捕式系統(tǒng)SkyWall Auto Response

英國OpenWorks Engineering公司于2019年展示了車載網捕式反無人機系統(tǒng)SkyWall Auto Response，其采用AI技術對目標進行自動追蹤，成功鎖定后發(fā)射網彈實施捕獲，并張開降落傘緩慢安全著陸，可對抗快速移動的多旋翼和固定翼無人機，性能已得到軍事領域測試驗證。如圖1所示。

2.1.4 荷蘭無人機Drone Catcher

荷蘭Delft Dynamics公司于2017年推出小型多旋翼無人機Drone Catcher，如同蜘蛛俠可彈射蛛網抓捕壞人，該無人機可發(fā)射捕捉網來阻截無人機[5]。系統(tǒng)采用軌跡跟蹤系統(tǒng)、激光測距等技術來檢測目標威脅性，機身附帶多個用于識別和鎖定目標的傳感器，配備用來瞄準和捕捉的捕網發(fā)射器，成功捕獲后將攜帶目標飛至安全地點。

2.2 攻擊摧毀類

2.2.1 以色列激光防空系統(tǒng)Iron Beam

以色列對防空反導激光武器的研制啟動較早。2010年，以色列Rafael Advanced Defense Systems公司開始研制用于防空反導的激光武器系統(tǒng)，于2014年推出Iron Beam樣機，并在此后持續(xù)測試改進，2022年，該系統(tǒng)進入運行階段。其組成包括空情指示雷達、指揮室和配備激光裝置的戰(zhàn)車，發(fā)射功率可靈活調整。當雷達探測到目標時，先由多個微小激光器合成“疊陣”，再將多“疊陣”發(fā)出的光束進行“合束”，形成高能量激光束疊加于瞄準點上實施殺傷，其主要用于攔截無人機、迫擊炮彈、火箭彈等短程和超短程空中目標。

2.2.2 美國微波作戰(zhàn)響應器THOR

美國空軍于2019年展示了戰(zhàn)術高功率微波響應器THOR，其為用于空軍基地防御的反蜂群電磁武器，目前處于實戰(zhàn)測試階段[6]。THOR可借助卡車進行陸地運輸，也可裝入集裝箱內進行空中運輸，組裝靈活，機動性較強。其利用高功率微波輻射脈沖攻擊小型無人機及其蜂群，破壞目標電子設備，致其失控墜落。如圖2所示。

2.2.3 以色列輕武器火控系統(tǒng)SMASH 3000

以色列SMART SHOOTER公司研制的輕武器火控系統(tǒng)SMASH 3000，將坦克火力控制技術集成到普通突擊步槍上，能自動探測和跟蹤目標，當槍管對準目標并開火后，可迅速擊落空中目標。其可打擊120米范圍內高速移動的微型無人機，在陸地、空中或海上抵御地面和空中威脅，顯著提高了小型武器的殺傷力。

2.2.4 加拿大DroneBullet

加拿大Aerial公司于2019年推出DroneBullet系統(tǒng)，其為微型導彈和四旋翼飛行器的結合體，可垂直起降和平飛，輕巧便攜，價格低廉。該系統(tǒng)配置了運動感知攝像頭和基于神經網絡的電子組件，可通過各種智能終端平臺操控，起飛后可根據預設參數自主完成任務：計算打擊目標路徑，進行鎖定追蹤，再依靠動能撞擊目標，俯沖攻擊時速高達350 km/h。

2.3 干擾阻斷類

2.3.1 俄羅斯手持式系統(tǒng)REX-2

2019年6月，俄羅斯卡拉什尼科夫集團展出新型手持式系統(tǒng)REX-2，其質量為3千克，內置電池可供連續(xù)工作3小時。系統(tǒng)配置了2.4 GHz、5.8 GHz頻段及衛(wèi)星導航系統(tǒng)壓制模塊，可在兩千米范圍內壓制無人機控制和數傳信道，屏蔽衛(wèi)星導航定位信號，使目標失去遙控信號然后緩慢安全降落。

2.3.2 新加坡Orion H+系統(tǒng)

2020年2月，新加坡TRD公司推出輕型反無人機系統(tǒng)Orion H+，其質量約為6千克，可連續(xù)運行1小時以上或待機48小時。配有多個干擾模塊，可單獨或同時干擾包括433 MHz、915 MHz、2.4 GHz、5.8 GHz及衛(wèi)星導航系統(tǒng)在內的頻段，在20秒內中斷無人機通信鏈路，觸發(fā)其自動著陸或返航規(guī)則。Orion H+可用于應對商用無人機、自制無人機，甚至軍用無人機。

2.3.3 以色列Drone Guard系統(tǒng)

2020年6月，以色列IAI與Iron Drone公司合作推出Drone Guard系統(tǒng)，其可攜帶28千克有效載荷，部署在車輛、建筑或地面上，對目標的控制鏈路和導航系統(tǒng)實施干擾，主要用于關鍵基礎設施保護和大型活動安保。Drone Guard曾多次在歐洲、拉丁美洲以及東南亞等地成功測試，并為2018年布宜諾斯艾利斯G20峰會等活動提供了安全保護。

2.4 欺騙控制類

2.4.1 以色列EnforceAir系統(tǒng)

以色列D-Fend Solutions公司于2020年展出EnforceAir系統(tǒng)，其結構簡單緊湊，攜帶使用方便，使用場景多樣。當探測到目標非法入侵后，系統(tǒng)即刻發(fā)出警報并開始檢測跟蹤，對無人機及其控制站精準定位；隨后執(zhí)行網絡控制程序，在數秒鐘內破壞目標的控制鏈路并接管控制權，使其按照指定航線飛行并落于指定區(qū)域。EnforceAir可對抗無人機蜂群，應對威脅性較強的大中型無人機。

2.4.2 美國反無系統(tǒng)Titan

由美國Citadel Defense公司設計開發(fā)的Titan反無人機系統(tǒng)，具有便攜和快速部署特性，探測半徑為3千米，反制半徑為1.5千米。利用人工智能和機器學習技術，能夠自主檢測目標并進行識別、分類、跟蹤，通過精準選用對抗措施，誘使無人機降落或返回起飛位置。與EnforceAir類似，Titan也具有無人機蜂群對抗能力。

2.5 復合型系統(tǒng)

除上述四類特征鮮明、特性“單一”的反無系統(tǒng)外，有些系統(tǒng)為采用多種反制技術的復合型系統(tǒng)，下文對該類系統(tǒng)進行闡述。

2.5.1 以色列Drone Dome系統(tǒng)

以色列Rafael Advanced Defense Systems公司于2020年推出Drone Dome系統(tǒng)，其兼具電子干擾軟殺傷與激光摧毀硬殺傷能力，可在數千米外探測到目標，完成識別和跟蹤后，發(fā)射信號干擾無人機的控制鏈路，或借助高功率激光束進行摧毀性攔截。其主要用于應對小型無人機威脅，也可打擊蜂群無人機，可有效保護機動部隊、軍事設施和機場等重要目標。

2.5.2 俄羅斯Karnivora無人機

俄羅斯Mikran公司于2018年研制出輕小型察打一體無人機Karnivora，其兼具物理捕獲和攻擊摧毀能力，可向目標發(fā)射高爆彈藥進行毀滅性打擊，當鎖定目標后，計算轟炸所需飛行角度和投彈位置，隨后在最佳位置投彈；也可使用網兜攔截微小型四軸飛行器，釋放預置于貨艙的捕捉網，借助降落傘完成空降。Karnivora主要用于保護核電站、機場、軍事基地等重要基礎設施。

2.5.3 以色列反無人機系統(tǒng)Pitbull-3

2019年，以色列General Robotics公司展出超輕型反無人機遙控武器站Pitbull-3。當探測到目標后，首先使用預測算法進行實時跟蹤，隨后選擇反制手段予以打擊：一是發(fā)射干擾信號以中斷無人機數據鏈路，干擾其接收導航定位信號，進而迫降或返航；二是采用高精度、高可靠的點射技術擊落目標，可打擊500米內的移動無人機或800米內的懸停無人機。

3" 總結與展望

綜合前文，整體來看，國外無人機大國反無人機技術發(fā)展呈如下特點[7，8]。一是美國高度重視研發(fā)各類反無人機系統(tǒng)，反無人機能力始終處于國際領先水平。早在2012年即開始制定反無人機戰(zhàn)略，謀劃建設能夠迅速有效應對敵軍無人機威脅的防空體系，意在利用技術優(yōu)勢搶占反無人機領域制高點。二是俄羅斯注重反無人機作戰(zhàn)力量建設和新型武器研發(fā)，于2017年成立全球首支反無人機電子戰(zhàn)部隊。為維護自身傳統(tǒng)軍事強國地位、鞏固軍事威懾能力，將大量軍費預算用于軍用無人機與反無人機技術研發(fā)，著力構建無人機技術作戰(zhàn)體系。三是以色列依靠強大而發(fā)達的國防工業(yè)科技，其無人機反制技術及系統(tǒng)的研發(fā)實力一直處于世界前列，近年來不斷推出各類先進反無人機系統(tǒng)，以確保自身國防和社會各領域安全。四是英國注重研發(fā)反無人機防御系統(tǒng)，曾在2016年公布無人系統(tǒng)戰(zhàn)略，將反無人機技術作為戰(zhàn)略重要組成部分，已研制系統(tǒng)主要應用于社會安全領域。

在技術應用方面，根據美國巴德學院的研究報告[9]：干擾阻斷類技術為當前反無人機系統(tǒng)采用的主流反制手段，其在調查統(tǒng)計的全部系統(tǒng)產品中應用比例超七成（259/362）；物理捕獲類和欺騙控制類技術均約占10%，攻擊摧毀類約占5%。干擾阻斷型系統(tǒng)因易攜帶、低成本、操作簡單等優(yōu)勢，在無人機的實際管理工作中也得到廣泛應用，不過，該類手段易污染周邊電磁環(huán)境，影響重要無線電業(yè)務正常開展。從無線電管理部門角度看，在保證這類系統(tǒng)獲得設備核準的前提下，需加強對相關頻率的監(jiān)管，避免產生大范圍、廣頻段的電磁干擾及造成非必要損失，從而切實維護電磁頻譜安全。

4" 結束語

無人機的迅猛發(fā)展，引發(fā)了反無人機技術的迎頭跟進。目前，許多國家將反無人機技術視作戰(zhàn)略重點，爭相研發(fā)相關技術與裝備，反無人機技術由最初的傳統(tǒng)武器打擊方式發(fā)展至有針對性的多種反制策略，反無人機系統(tǒng)在軍事、安保、邊防、民用等領域發(fā)揮著越加重要的作用，相關產品呈現小型化、智能化、集成化、體系化、多維化的演變趨勢。隨著無人機技術日新月異的發(fā)展，反無人機技術研發(fā)難度也相應持續(xù)提升，二者間的矛盾與斗爭，在當前及未來較長時期，仍將推動著彼此共同發(fā)展和進步?！?/p>

參考文獻

[1] Industry Leading Drone Market Analysis 2022-2030 | Droneii[EB/OL]. 2022-09-20. https：//droneii.com/drone-market-analysis-2022-2030.

[2] 黃璇，沈鴻平，彭琦．低慢小無人機監(jiān)測與反制技術對比分析[J]．飛航導彈，2020（09）： 96-99+105.

[3] 許楓林．淺談民用無人機管控原理及無線電管理部門的作用[J]．中國無線電，2017（05）： 47-50.

[4] 程擎，伍瀚宇，吉鵬，等．民用無人機反制技術及應用場景分析[J]．電訊技術，2022， 62（03）： 389-398.

[5] DroneCatcher， Controlled drone Interception[EB/OL]. DroneCatcher. https：//dronecatcher.nl/.

[6] THOR’s Hammer： AFRL’s drone killer - iHLS[EB/OL]. https：//i-hls.com/archives/113649.

[7] 馬雯，叱干小玄．反無人機技術發(fā)展研究[J]．航空兵器，2020， 27（06）： 19–24.

[8] 羅斌，黃宇超，周昊．國外反無人機系統(tǒng)發(fā)展現狀綜述[J]．飛航導彈，2017（09）： 24-28.

[9] Counter-Drone Systems 2nd Edition[EB/OL]. 2019-12-12. https：//dronecenter.bard.edu/projects/counter-drone-systems-project/counter-drone-systems-2nd-edition/.