多种对抗无人机的技术
2021-06-16
中国电源产业网
导语：在反无人机领域可用的对抗和规避方案包括“软杀伤”和“硬杀伤”两种解决方案。“软杀伤”的解决方案涉及的方法不会故意损坏无人机。
软杀伤方法可能包括频率干扰技术或无人机“黑客攻击”。“硬杀伤”的解决方案包括物理方法，有可能用另一个物体或炮弹击中无人机，这种解决方案需要从寻找无人机到激光或弹药等动力学整个流程。
软杀伤由于是非动力学，通常具有较少的附带损害风险，并且在操作时更加微妙和谨慎。因此，硬杀伤和动能方法只供政府使用，几乎只供军事使用，很少有例外。虽然使用更广泛的非动力方法也会遇到不同级别的操作权限，即使是在政府机构中。
▼ 射频干扰技术
射频干扰机的工作原理是采用UAS用来与控制器或操作员通信相同频率的发射信号。当UAS处的干扰信号比控制器发送给无人机的信号“更强”时，UAS将失去连接，迫使其进入预设的紧急协议，导致UAS飞回起始点、悬停或着陆。
Group1和Group2在已知的、未分配的频带内通信，例如2.4GHz和5.8GHz。这些频率既用于UAS和控制器之间的通信，也用于第一人称视角或FPV的视频传输。UAS制造商需要在未分配的频谱内进行，商业上使用的其他不太常见的射频频段包括433 MHz和915 MHz的 ISM频段。
干扰机有定向和全向（360度）两种解决方案。全向可能提供更多的覆盖范围，但是定向或基于扇区的解决方案可以提供更精准的覆盖并减少对其他设备的意外干扰。
图 1 干扰机准备装运
▼ 全球导航卫星系统（GNSS）干扰
全球定位系统（GPS）可能是最常见和已知的导航系统，但是世界范围内还使用了其他流行的全球导航卫星系统，如GLONASS（俄罗斯）、伽利略（欧洲）和北斗（中国）系统。商用和消费型无人机通常具有多种全球导航卫星系统功能。
如果干扰了无人机的射频频率，它仍然可能利用GNSS飞回原点，或者沿着预先编好的导航路径继续飞行。通过干扰RF和GNSS，导致UAS与通信和导航链路均断开，无人机才无法正常或继续飞行。基于无人机的能力，一旦被干扰，它可能会试图着陆，也可能只是悬停在被干扰的地方。
▼ 电子欺骗
欺骗或“黑客”涉及的是协议操纵，这种方法包括模拟控制器并获得对无人机的控制，同时充当控制器。这种对抗方法成功后，允许系统的控制者重新编程UAS，特别是在某些案例中。电子欺骗包括欺骗GNSS信号，有效地误导无人机的航向。
这种方法的一个限制是，同样或类似的欺骗技术并不对所有的UAS均有效。因此在保护系统中总是有一个“漏洞”，即使是有效的技术也容易受到UAS制造商或成熟的UAS运营商所做的软件更改的影响。
▼ 定向能
定向能对抗方法包括激光和高功率微波系统，这些方法虽然仍然不常见，但正在变得越来越频繁。由Group1和Group2无人机构成的威胁，利用定向能对抗无人机仍处于起步阶段，目前正在开发和评估军事应用。
图 2 定向能武器
▼ 对抗无人机
神风无人机和无人机搜索无人机展示了各种对抗方法。神风无人机的商业用途是有限的，因为它们基本上是通过物理破坏无人机来禁用非法无人机。其他无人机搜索无人机需要尽快用网络或改装弹等来攻击无人机。
图3 神风无人机
使用无人机来捕获或对抗无人机很难扩大规模，并且对多个或一群无人机则会失去防御。而神风式方法有这个问题，同时附带损害或伤害的风险很高。
图 4 无人机捕获无人机
▼ 其他动力学解决方案
其他成熟的具有无人机对抗能力的方案，已经成为比早期弹道和爆破更理想的选择。干扰的精确性、效率和最小的附带损害为对抗无人机提供了更安全、更经济的方法。然而，下一代武器的出现，如激光武器系统，似乎在战场上也可成为更极端的威胁武器。
图 5 反无人机远程武器站（RWS）
传统的动能解决方案在对抗无人机中仍有一席之地，它们一般是作为军事用途。
▼ 分层对抗
就像反无人机探测方法一样，如果可能的话，分层方法提供了更多的能力。分层方法可以包括软杀伤和硬杀伤选项，也可以包括多种方法，因此用户可以根据作战环境或目标的变化采用理想的对抗措施。
分层对抗解决方案对于成本考虑或商业组织可能不可行，因为许多方法涉及成本限制的技术。
▼ 部署方案
C-UAS系统通常有三种方式部署：
徒步手持
搭载在车、船、飞机上
固定场地、基地防护
选择合适类型的设备来完成这项工作非常重要，因为一个方面并不适合所有——例如，紧凑的外形是徒步手持优先考虑因素，而远程性能是固定场地系统优先考虑的因素。
▼“反反无人机”
随着无人机在军事应用中的不断崛起以及旨在对抗它们的C-UAS系统，人们越来越关注能够抵抗对抗的隐身无人机。
射频域的隐身通常可以通过双向射频静默的无人机实现，既不接收飞行员的指令，也不发回任何信息（例如其位置或传感器反馈）。这是不常见的，因为有一个巨大的成本（如无法共享记录的数据，或控制有效负载释放）。
在系统的雷达部分，UAS可能需要既不能移动（因为雷达是一个运动跟踪器），也不能有转动的叶片（因为雷达能检测出叶片的微多普勒），这就使得“雷达隐身”在普通价格范围内对无人机来说非常具有挑战性。
在对抗的前线，抗干扰的无人机是具有挑战性的，因为需要飞行员或通过卫星/GNSS进行控制，如果两者都被干扰，无人机将需要依赖其他技术，如惯导，这些技术对于无人机飞行需求来说还处于早期阶段。
编辑：中国电源产业网
来源：测控技术
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