产品
摘 要：
随着“低小慢”无人飞行器滥飞、黑飞等现象频发，国内外多家单位或机构研制了针对“低慢小”无人飞行器的目标探测和目标拦截打击等装备，本文对相应的技术手段分别进行了论述。重点阐述了雷达探测、光学探测、声学探测和无线电频谱监测等“低慢小”目标探测手段，火力拦截、直升机空中拦截迫降、抛网捕捉、电子干扰和强激光毁伤等拦截打击手段，并就各种技术手段的特点进行了分析，就国内目前技术水平，归纳总结了构建“低慢小”无人飞行器反制系统的技术思路。
关键字：无人飞行器 目标探测 拦截打击
近些年，以民用无人机、孔明灯、气球、风筝等为代表的具有“低慢小”特征的飞行器的不受控生产、使用和扩散，使得这类“低慢小”目标市场面临失控风险，并已成为国家、民生安全，特别是民航机场等重要交通枢纽公共安全的潜在非传统空中威胁，严重影响着人们正常的出行安全。
据航空事故分析权威网站Avherald.com统计，从2014年开始，一共发生数十起无人机与大型客机接近的危险事件。其中，2014年1起，2015年9起，2016年13起，发生率逐年攀升。例如，2016年5月28日，成都双流机场东跑道航班起降空域因发生无人机阻碍航班正常起降事件，导致机场东跑道停航关闭1小时20分钟，直接造成55起航班不能正常起降，大量旅客滞留机场。
为了应对这一问题，国内多家单位和技术机构基于已有的技术条件，研制了多种针对以无人机为典型代表的“低慢小”目标的目标探测和目标拦截打击等技术。中科院上海天文台基于低空全景图像的“低慢小”目标的检测算法，研制出了用于空中“低慢小”目标的光电搜索系统，并取得了较好的效果。张少峰通过研究发现，雷达综合使用高分辨率技术、精细化处理和频率捷变等技术，可实现对“低慢小”目标的探测。郭豹等人基于激光光束空间合成体制对以大疆精灵3为代表的“低慢小”目标进行了激光打击试验，并取得了很好的效果。
国外在“低慢小”目标探测和目标拦截方面取得了很大的成果。由瑞典萨博公司研制的长颈鹿AMB雷达能够实现对“低慢小”目标的探测和跟踪。美国诺格公司研制的“毒液”无人机定位系统，能够在昼夜条件及模糊可视环境下对“低慢小”目标进行识别、锁定和跟踪。基于10kW光纤激光器，美国一家公司研制一款名为ADAM的可移动要地防御系统，此系统主要应对包括小型无人机、舰艇、火箭弹等目标的近距威胁，它对目标的探测能力大于5km、摧毁能力大于2km。
目前，对于“低慢小”目标，探测手段主要有：雷达探测、光学探测、声学探测和无线电频谱监测等；拦截打击手段主要有：火力拦截、直升机空中拦截迫降、抛网捕捉、电子干扰、微波毁伤、强激光毁伤等，将在下文分别进行介绍。
典型的雷达探测装置如图1所示。
目前，雷达探测是基于多普勒效应，根据反射回波能够对目标进行精确测距；结合雷达本身的方位、俯仰角和GPS信息，能够获取目标的三坐标值。雷达在白天或晚上均能够探测目标，不受风、云、雨、雾等恶劣天气的影响，具备全天候探测的能力。然而，雷达只会对超出速度探测阈值的移动目标做出反应，而对速度低于探测阈值的慢目标，雷达往往会做出“无视”的反应，达不到探测的目的。现代“低慢小”目标一般都是由复合材料、塑料泡沫等构成，这些材料具有透波特性，使目标具有低可探测性；而且“低慢小”目标的电机、发动机、电池、导线等金属材料体积较小，大大降低了目标自身的雷达反射截面，降低了被雷达探测的距离和发现概率，也缩短了后续处置的反应时间。此外，通常“低慢小”目标飞行高度较低，地杂波的影响也将给地面雷达的搜索探测增添了一些难度。
图1 典型雷达装置
光电探测通过接受“低慢小”目标反射或辐射出的可见光和红外波，进而达到探测目标的目的，如图2所示。相比于其它探测方式，它能够直观反映目标的轮廓特征，能够辨别目标的形态和种类。然而，作为“低慢小”目标，体积小，其可见光和红外辐射特征较低，使得通过可见光、红外探测的发现距离大大缩短，同样激光雷达探测目标反射回波更弱，这些都使光电探测更加困难。此外，光电探测受天气的影响较大，其中光线、能见度、云层、雨、雾等均会影响光电探测的探测距离和对目标的探测概率。
图2 典型雷达装置
声学探测主要通过检测目标内机械部件运动所带来的声波信号，进而达到探测目标的目的。“低慢小”飞行器目标的噪声主要是发动机噪声和飞行过程中产生的空气扰动噪声，然而目前“低慢小”目标的飞行速度较慢，飞行动力很大比例上依靠电动力，这些均使得目标噪声水平很低，给声学探测带来很大的困难。再者，通过专门设计，在周边环境噪声的干扰下，可以使其噪声达到难以探测的地步。
火力拦截是指采用常规低空防御武器装备进行拦截、摧毁，如轻型防空导弹、高炮、机q或狙击q等。然而，运用导弹、高炮等武器系统对付这类小目标成本过高，且效率低下。再者，此方法不适于在城市背景应用，因为它使用所带来巨大的声光现象极易引发恐慌，同时会带来伤及人员及城市建筑的危险。
综上，几种探测手段的特点总结如表1：
表1 探测手段汇总
综上，任何一种针对“低慢小”目标的探测手段均具有一定的局限性，具体应用时需要根据目标地的环境条件（气候条件、地势起伏、周围建筑物等）采用合适的探测手段。通常，为达到更好的探测效果，采用两种或更多种探测手段相结合，进行优势互补。
“低慢小”目标与地面站（或地面遥控器）之间的测控信号可通过无线电频谱监测手段探测，无线电频谱监测正是基于这种原理。利用这种探测手段能够获取遥控无人飞行器的遥控频率和方位信息进行目标的三坐标定向定位，进而定位飞手位置。若已知目标信号型号和初始信号发射强度，能够计算出目标的距离信息；亦可以无人机为载体，搭建空中监测平台，对目标实施空中监测。然而，无线电频谱监测不能对非遥控无人飞行器（如：热气球、孔明灯、滑翔机等）进行探测，探测目标种类的能力需要建立数据库。
直升机空中拦截“低慢小”无人机拦截具有拦截概率低、应对多目标能力差的特点。例如在应对飞行速度相对较快的固定翼无人机时，直升机很难稳定跟踪和锁定，很大程度上降低了拦截成功的概率。此外，在应对携带危险品或战斗部的恐袭型无人机时，易对机组人员和装备造成危险。
抛网捕捉是采用从直升机、大型无人机或地面发射捕捉网的方法对无人机等目标实施捕捉，以达到对无人机等“低慢小”目标进行拦截的目的，对目标损伤较小。然而，抛网捕捉也存在明显的缺点：作用距离近，应对多目标和快速运动的目标能力弱。
电子干扰是针对无人机导航信息或通讯链路进行扰乱、欺骗，使其不能正确定位或接收指令，从而不能完成预定的任务和使命。电子干扰可以通过大角度大面积进行实施，能够同时应对多批、多类型目标，作用距离较远。但是由于干扰属于软对抗，其干扰有效性无法直观判断，在无人机降落前需持续实施干扰，特定干扰频率范围内影响较大，对无需导航的目标作用小。图3是国内一种典型的电子干扰设备。
图3 电子干扰器
微波毁伤是利用高功率微波武器对无人飞行器电子元件进行摧毁的一种打击手段，它利用高增益天线定向发射高功率微波，并使得能量聚集在极窄的波束内，形成具有方向性的高能量、高集中度的微波束。它对无人机等“低慢小”目标的毁伤可表现为：造成无人机节点、部件或回路间击穿；无人机器件烧毁或不能正常工作；敏感元件损坏等。微波毁伤能够实现全天候作战，光速作用目标，作用距离远；无需精确跟瞄，处置“蜂群”目标能力强。然而，它不适于城市中运用，可能对电力设施、交通设施造成误伤；灵活性较差，对多方向多目标处置能力较弱。
图4显示了国内一款典型的激光打击系统。
强激光毁伤技术是采用高能高定向激光束，对无人机机体或其关键部位进行毁伤，使其坠毁或丧失飞行、作战能力。强激光毁伤拦截概率及使用效费比较高，持续作战能力强，远距离可对其光电探测器进行干扰、毁伤，近距离对其实施摧毁。缺点是受大气影响较大。
综上，对无人飞行器实施拦截打击的手段特点统计如表2。同样发现，对于“低慢小”目标的拦截打击手段各有优缺点；对于给定的防御要地，通常需要两种或多种手段结合，以获取较好的拦截打击效果。对于城市近地防御，可采取“电子干扰+强激光打击”的两种手段组合，或“电子干扰+强激光打击+抛网捕捉”三种手段组合；对于郊区或野外环境下的要地防御，需根据实际需求并结合各种拦截打击手段的特点综合考虑。
图4 激光打击系统
表2 拦截打击手段汇总
采用单一技术手段对“低慢小”特征飞行器进行探测、拦截和打击，将在不同程度上受到自身或目标状态、距离、天气等因素的限制。实际应用时，也需综合考虑背景因素、目标特效、设备成本、防范效果等，采取一种或多种手段结合进行“低慢小”无人飞行器的防范和处置。
免责声明：本文系网络转载或改编，未找到原创作者，版权归原作者所有。如涉及版权，请联系删
155-2731-8020
