■ 文/ 公安部第一研究所 孫非 何昌見 曲一

中國電子科技集團公司第二十七研究所 朱宇東 黃偉

摘 要：隨著“低小慢”無人飛行器濫飛、黑飛等現象頻發，國內外多家單位或機構研制了針對“低慢小”無人飛行器的目標探測和目標攔截打擊等裝備，本文對相應的技術手段分別進行了論述。重點闡述了雷達探測、光學探測、聲學探測和無線電頻譜監測等“低慢小”目標探測手段，火力攔截、直升機空中攔截迫降、拋網捕捉、電子干擾和強激光毀傷等攔截打擊手段，并就各種技術手段的特點進行了分析，就國內目前技術水平，歸納總結了構建“低慢小”無人飛行器反制系統的技術思路。

關鍵字：無人飛行器 目標探測 攔截打擊

1 引言

近些年，以民用無人機、孔明燈、氣球、風箏等為代表的具有“低慢小”特征的飛行器的不受控生產、使用和擴散，使得這類“低慢小”目標市場面臨失控風險，并已成為國家、民生安全，特別是民航機場等重要交通樞紐公共安全的潛在非傳統空中威脅，嚴重影響著人們正常的出行安全。

據航空事故分析權威網站Avherald.com統計，從2014年開始，一共發生數十起無人機與大型客機接近的危險事件。其中，2014年1起，2015年9起，2016年13起，發生率逐年攀升。例如，2016年5月28日，成都雙流機場東跑道航班起降空域因發生無人機阻礙航班正常起降事件，導致機場東跑道停航關閉1小時20分鐘，直接造成55起航班不能正常起降，大量旅客滯留機場。

2 國內外發展情況

為了應對這一問題，國內多家單位和技術機構基于已有的技術條件，研制了多種針對以無人機為典型代表的“低慢小”目標的目標探測和目標攔截打擊等技術。中科院上海天文臺基于低空全景圖像的“低慢小”目標的檢測算法，研制出了用于空中“低慢小”目標的光電搜索系統，并取得了較好的效果。張少峰通過研究發現，雷達綜合使用高分辨率技術、精細化處理和頻率捷變等技術，可實現對“低慢小”目標的探測。郭豹等人基于激光光束空間合成體制對以大疆精靈3為代表的“低慢小”目標進行了激光打擊試驗，并取得了很好的效果。

國外在“低慢小”目標探測和目標攔截方面取得了很大的成果。由瑞典薩博公司研制的長頸鹿AMB雷達能夠實現對“低慢小”目標的探測和跟蹤。美國諾格公司研制的“毒液”無人機定位系統，能夠在晝夜條件及模糊可視環境下對“低慢小”目標進行識別、鎖定和跟蹤?；?0kW光纖激光器，美國一家公司研制一款名為ADAM的可移動要地防御系統，此系統主要應對包括小型無人機、艦艇、火箭彈等目標的近距威脅，它對目標的探測能力大于5km、摧毀能力大于2km。

目前，對于“低慢小”目標，探測手段主要有：雷達探測、光學探測、聲學探測和無線電頻譜監測等；攔截打擊手段主要有：火力攔截、直升機空中攔截迫降、拋網捕捉、電子干擾、微波毀傷、強激光毀傷等，將在下文分別進行介紹。

3 目標探測技術

3.1 雷達探測

典型的雷達探測裝置如圖1所示。

目前，雷達探測是基于多普勒效應，根據反射回波能夠對目標進行精確測距；結合雷達本身的方位、俯仰角和GPS信息，能夠獲取目標的三坐標值。雷達在白天或晚上均能夠探測目標，不受風、云、雨、霧等惡劣天氣的影響，具備全天候探測的能力。然而，雷達只會對超出速度探測閾值的移動目標做出反應，而對速度低于探測閾值的慢目標，雷達往往會做出“無視”的反應，達不到探測的目的?，F代“低慢小”目標一般都是由復合材料、塑料泡沫等構成，這些材料具有透波特性，使目標具有低可探測性；而且“低慢小”目標的電機、發動機、電池、導線等金屬材料體積較小，大大降低了目標自身的雷達反射截面，降低了被雷達探測的距離和發現概率，也縮短了后續處置的反應時間。此外，通常“低慢小”目標飛行高度較低，地雜波的影響也將給地面雷達的搜索探測增添了一些難度。

圖1 典型雷達裝置

3.2 光電探測

光電探測通過接受“低慢小”目標反射或輻射出的可見光和紅外波，進而達到探測目標的目的，如圖2所示。相比于其它探測方式，它能夠直觀反映目標的輪廓特征，能夠辨別目標的形態和種類。然而，作為“低慢小”目標，體積小，其可見光和紅外輻射特征較低，使得通過可見光、紅外探測的發現距離大大縮短，同樣激光雷達探測目標反射回波更弱，這些都使光電探測更加困難。此外，光電探測受天氣的影響較大，其中光線、能見度、云層、雨、霧等均會影響光電探測的探測距離和對目標的探測概率。

圖2 典型雷達裝置

3.3 聲學探測

聲學探測主要通過檢測目標內機械部件運動所帶來的聲波信號，進而達到探測目標的目的?！暗吐　憋w行器目標的噪聲主要是發動機噪聲和飛行過程中產生的空氣擾動噪聲，然而目前“低慢小”目標的飛行速度較慢，飛行動力很大比例上依靠電動力，這些均使得目標噪聲水平很低，給聲學探測帶來很大的困難。再者，通過專門設計，在周邊環境噪聲的干擾下，可以使其噪聲達到難以探測的地步。

3.4 無線電頻譜監測

火力攔截是指采用常規低空防御武器裝備進行攔截、摧毀，如輕型防空導彈、高炮、機q或狙擊q等。然而，運用導彈、高炮等武器系統對付這類小目標成本過高，且效率低下。再者，此方法不適于在城市背景應用，因為它使用所帶來巨大的聲光現象極易引發恐慌，同時會帶來傷及人員及城市建筑的危險。

綜上，幾種探測手段的特點總結如表1：

表1 探測手段匯總

綜上，任何一種針對“低慢小”目標的探測手段均具有一定的局限性，具體應用時需要根據目標地的環境條件（氣候條件、地勢起伏、周圍建筑物等）采用合適的探測手段。通常，為達到更好的探測效果，采用兩種或更多種探測手段相結合，進行優勢互補。

4 目標攔截技術

4.1 火力攔截

“低慢小”目標與地面站（或地面遙控器）之間的測控信號可通過無線電頻譜監測手段探測，無線電頻譜監測正是基于這種原理。利用這種探測手段能夠獲取遙控無人飛行器的遙控頻率和方位信息進行目標的三坐標定向定位，進而定位飛手位置。若已知目標信號型號和初始信號發射強度，能夠計算出目標的距離信息；亦可以無人機為載體，搭建空中監測平臺，對目標實施空中監測。然而，無線電頻譜監測不能對非遙控無人飛行器（如：熱氣球、孔明燈、滑翔機等）進行探測，探測目標種類的能力需要建立數據庫。

4.2 直升機空中攔截迫降

直升機空中攔截“低慢小”無人機攔截具有攔截概率低、應對多目標能力差的特點。例如在應對飛行速度相對較快的固定翼無人機時，直升機很難穩定跟蹤和鎖定，很大程度上降低了攔截成功的概率。此外，在應對攜帶危險品或戰斗部的恐襲型無人機時，易對機組人員和裝備造成危險。

4.3 拋網捕捉

拋網捕捉是采用從直升機、大型無人機或地面發射捕捉網的方法對無人機等目標實施捕捉，以達到對無人機等“低慢小”目標進行攔截的目的，對目標損傷較小。然而，拋網捕捉也存在明顯的缺點：作用距離近，應對多目標和快速運動的目標能力弱。

4.4 電子干擾

電子干擾是針對無人機導航信息或通訊鏈路進行擾亂、欺騙，使其不能正確定位或接收指令，從而不能完成預定的任務和使命。電子干擾可以通過大角度大面積進行實施，能夠同時應對多批、多類型目標，作用距離較遠。但是由于干擾屬于軟對抗，其干擾有效性無法直觀判斷，在無人機降落前需持續實施干擾，特定干擾頻率范圍內影響較大，對無需導航的目標作用小。圖3是國內一種典型的電子干擾設備。

圖3 電子干擾器

4.5 微波毀傷

微波毀傷是利用高功率微波武器對無人飛行器電子元件進行摧毀的一種打擊手段，它利用高增益天線定向發射高功率微波，并使得能量聚集在極窄的波束內，形成具有方向性的高能量、高集中度的微波束。它對無人機等“低慢小”目標的毀傷可表現為：造成無人機節點、部件或回路間擊穿；無人機器件燒毀或不能正常工作；敏感元件損壞等。微波毀傷能夠實現全天候作戰，光速作用目標，作用距離遠；無需精確跟瞄，處置“蜂群”目標能力強。然而，它不適于城市中運用，可能對電力設施、交通設施造成誤傷；靈活性較差，對多方向多目標處置能力較弱。

4.6 強激光毀傷

圖4顯示了國內一款典型的激光打擊系統。

強激光毀傷技術是采用高能高定向激光束，對無人機機體或其關鍵部位進行毀傷，使其墜毀或喪失飛行、作戰能力。強激光毀傷攔截概率及使用效費比較高，持續作戰能力強，遠距離可對其光電探測器進行干擾、毀傷，近距離對其實施摧毀。缺點是受大氣影響較大。

綜上，對無人飛行器實施攔截打擊的手段特點統計如表2。同樣發現，對于“低慢小”目標的攔截打擊手段各有優缺點；對于給定的防御要地，通常需要兩種或多種手段結合，以獲取較好的攔截打擊效果。對于城市近地防御，可采取“電子干擾+強激光打擊”的兩種手段組合，或“電子干擾+強激光打擊+拋網捕捉”三種手段組合；對于郊區或野外環境下的要地防御，需根據實際需求并結合各種攔截打擊手段的特點綜合考慮。

圖4 激光打擊系統

表2 攔截打擊手段匯總

5 結語

采用單一技術手段對“低慢小”特征飛行器進行探測、攔截和打擊，將在不同程度上受到自身或目標狀態、距離、天氣等因素的限制。實際應用時，也需綜合考慮背景因素、目標特效、設備成本、防范效果等，采取一種或多種手段結合進行“低慢小”無人飛行器的防范和處置。

參考文獻

[1]奚玉鼎,于涌等.一種基于低空全景圖像的低慢小目標檢測方法[J].工業控制計算機,2018,05：66-68.

[2]張少峰. 低慢小目標雷達探測技術研究[J].現代導航,2017,06：436-440.

[3]郭豹,張兵等.一種基于偏轉鏡的激光空間合束方法研究[J].電工與控制,2018,25(5)：96-99.

[4]石紅梅,譚晃.國外無人機監管及反制技術最新發展概況.中國安防,2016( 4).

[5]諾格公司的“毒液”系統利用激光對抗無人機.http：//www.dsti.net,2015-12-15.

[6]約翰·安塔爾.定向能武器的現狀與未來[J].國外坦克，2014( 6).

[7]許道明,張宏偉.雷達低慢小目標檢測技術綜述[J].現代防御技術, 2018,46(1)：148-155.

[8]張金耀,周章旺等.無人機技術在無線電頻譜監測中的應用初探[J].技術前沿,2015,11：35-37,70.

[9]呂冰,王愛舉等.無線電技術在民用無人機管控中的應用[J].無線技術, 2017,8：19-21.

[10]吳瑞,張厚等.高功率微波武器抗擊無人機研究[J].攻防系統,2015,11：36-39.

[11]韓曉飛,蒙文等.激光輻照低慢小運動目標功率密度分析[J].空軍工程大學學報,2013,14(5)：67-70.

<完>

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