反無人機技術動向及發(fā)展趨勢

秦荀

無人機的快速發(fā)展及其作戰(zhàn)效能的顯著提升，使世界各國的防空體系都面臨極大挑戰(zhàn)和威脅，反無人機技術也隨之迅猛發(fā)展，當前已經表現(xiàn)出集成化、體系化、小型化、智能化和多維化的發(fā)展趨勢。其中，多傳感器數(shù)據(jù)融合、反無人機蜂群作戰(zhàn)和人工智能是重點發(fā)展方向。

多傳感器數(shù)據(jù)融合技術

反無人機數(shù)據(jù)融合將整合多個數(shù)據(jù)源，這樣就能提供比單個數(shù)據(jù)源更豐富的信息，并且提供的信息更一致、更準確、更有利用價值，它有可能生成比原始輸入信息更豐富、更綜合的融合數(shù)據(jù)。對于反無人機而言，多傳感器數(shù)據(jù)融合能提高無人機檢測系統(tǒng)的性能，以克服單一傳感器在某些特定場景中存在的缺點。深度學習提供了管理復雜和多樣數(shù)據(jù)的能力，將深度學習技術應用于多傳感器學習任務中，顯示出了很大的優(yōu)勢。

Anduril工業(yè)公司的反無人機系統(tǒng)方案已被美國海軍陸戰(zhàn)隊采用，其基于Lattice人工智能軟件框架，綜合了計算機視覺、機器學習和網狀網技術，將數(shù)據(jù)融合到一個單一的自主操作圖中，用于探測、跟蹤和擊落無人機。

反無人機蜂群技術

傳統(tǒng)防空系統(tǒng)無法應對無人機蜂群飽和攻擊的短板，已成為各國面臨的最大威脅。為應對無人機蜂群帶來的顛覆性作戰(zhàn)模式，各國都在開展探測和處置技術研究。目前已研發(fā)的對抗方式有電子干擾、通信干擾、定向能武器等。

美國

美軍的反無人機蜂群系統(tǒng)和設備主要有以下幾種。

（1）相位器（Phaser）系統(tǒng)

Phaser系統(tǒng)是雷神公司為美空軍研制的產品，系統(tǒng)發(fā)射電磁高能脈沖，只需要1毫秒就可以破壞無人機的電子系統(tǒng)。Phaser系統(tǒng)采用陸基發(fā)射平臺，主要有兩種作戰(zhàn)模式：中斷和破壞。在雷達、電光和紅外熱像儀瞄準和鎖定目標后，通過發(fā)射的微波能量破壞無人機的電子組件使其墜毀，或是通過預定編程的緊急程序迫使無人機著陸。Phaser系統(tǒng)于2016年完成了實彈試驗，能夠同時擊毀多架無人機。2020年，美空軍又投入1500萬美元開展研發(fā)和測試，使Phaser系統(tǒng)具備可實際部署的能力。

（2）戰(zhàn)術高功率微波作戰(zhàn)響應器（THOR）系統(tǒng)

THOR系統(tǒng)由美國空軍研究實驗室（AFRL）開發(fā)，全稱是戰(zhàn)術大功率作戰(zhàn)響應器（THOR）。THOR能以圓錐形波束照射空中，所有覆蓋范圍內的無人機都會被擊落，最多可一次擊落50多架無人機。THOR可以儲存在集裝箱內，由C-130運輸機空運；可由2-3人在數(shù)小時內完成組裝或拆除，發(fā)射機構和整個系統(tǒng)都由筆記本電腦操控。THOR于2019年9月完成全能力驗證。2021年，美國空軍從性能、可靠性和批生產能力等方面對THOR進行改進，命名為“雷神之錘”項目。2023年4月，AFRL在科特蘭空軍基地成功進行THOR反大規(guī)模無人機蜂群攻擊試驗，表明THOR系統(tǒng)已初步具備反無人機蜂群實戰(zhàn)能力。

（3）“毒液”反無人機系統(tǒng)

諾斯羅普·格魯曼公司研發(fā)的“毒液”反無人機系統(tǒng)，針對無人機蜂群目標具有較強的識別、跟蹤能力，其魯棒性強，可以通過網絡控制多臺武器系統(tǒng)對抗無人機蜂群目標。該系統(tǒng)可搭載于各類移動裝備上，實施機動控制。

（4）ATHENA

洛克希德·馬丁公司開發(fā)的“雅典娜”（Athena）是一種30kw激光武器系統(tǒng)，由多個光纖激光模塊組成，具有極大的功率和殺傷力。同時，“雅典娜”可與作戰(zhàn)人員的作戰(zhàn)系統(tǒng)網絡無縫集成，提供成本低廉、效果顯著的反無人機能力?！把诺淠取痹蜋C2019年6月交付美海軍陸戰(zhàn)隊，同年11月，該機在西爾堡試驗場的測試中擊毀了多架無人機。

（5）M-LIDS“郊狼”Block2和反無人機武器站

M-LIDS系統(tǒng)即“低慢小”目標綜合防御系統(tǒng)，可部署在兩輛裝甲車上。2018年7月，美國雷神公司首次推出“郊狼”無人機系統(tǒng)和先進雷達組合成的M-LIDS系統(tǒng)。該系統(tǒng)具有四聯(lián)裝的固定式托盤發(fā)射系統(tǒng)和M-ATV車載發(fā)射系統(tǒng)兩種部署方式，配備武器站，啟用“郊狼”Block2+攔截器變體與KuRFS精確瞄準雷達和Ku-720移動傳感雷達，可擊敗無人機蜂群目標。系統(tǒng)采用開放式系統(tǒng)架構、模塊化組件式開發(fā)以便應對逐漸變化的無人機威脅，還配備了一系列紅外攝像機、測向傳感器等在內的防御組件以及槍炮等打擊組件，使用綜合網絡進行通信，允許操作人員執(zhí)行適當?shù)娜蝿?，從電子?zhàn)到全面的物理攔截。2021年7月，“郊狼”無人機采用非動能手段，空對空擊敗了由10架異構無人機組成的集群。

（6）升級版Leonidas系統(tǒng)

Leonidas是美國Epirus公司推出的高功率微波系統(tǒng)，通過定向輻射高功率電磁脈沖毀傷目標。升級版 Leonidas系統(tǒng)是將Leonidas定向能系統(tǒng)和高功率微波技術集成到美陸軍的Stryker裝甲車上，以增強美國陸軍的機動近程防空能力，抵御無人機蜂群和其他電子威脅。該系統(tǒng)與美國陸軍“前沿區(qū)域防空指揮與控制”（FAAD C2）系統(tǒng)集成，共享并利用FAAD C2網絡中傳感器和預警系統(tǒng)的信息，毀傷300m范圍內無人機搭載的電子設備。

（7）智能反無人機空中制導交戰(zhàn)系統(tǒng)

2020年11月，美國初創(chuàng)公司推出了一種專門用于對抗蜂群無人機的導彈——“智能反無人機空中制導交戰(zhàn)系統(tǒng)”。該導彈由碳纖維、鋁和3D打印部件制成，成本較低，重量不到0.9kg。其有效射程可達到5km，能夠準確擊中空中快速移動小目標。

俄羅斯

（1）“9K35箭-10”武器系統(tǒng)

從2017年起，俄羅斯不斷對“9K35箭-10”和“道爾”等低空近程防空導彈系統(tǒng)進行升級，使其具備對低慢小無人機目標進行打擊的能力?！?K35箭-10”武器系統(tǒng)采用光學傳感器瞄準鎖定無人機目標，使用紅外制導導彈進行打擊，可裝載于機動平臺，具有高機動能力，可協(xié)同控制多型近程防空導彈進行火力打擊，最大射程在5-6.9km。

（2）“道爾”反無人機防空系統(tǒng)

“道爾”反無人機防空系統(tǒng)具有自主打擊能力，可執(zhí)行自主預警探測、鎖定跟蹤、威脅評估、火力分配等任務，可以控制8枚導彈垂直發(fā)射，對12km范圍內的無人機實施有力打擊，該系統(tǒng)反應速度快，打擊精度高。

（3）“鎧甲-S1”防空武器系統(tǒng)

“鎧甲-S1”防空武器系統(tǒng)是打擊無人機的高效武器系統(tǒng)。該系統(tǒng)由炮塔、高炮、低空導彈、發(fā)射筒、雷達、光電以及火控系統(tǒng)組成，可發(fā)現(xiàn)30多個目標，并同時對24個目標進行跟蹤，是目前世界唯一一款彈、炮可同時發(fā)射的防空武器系統(tǒng)，可對無人機進行有效攔截。

（4）“克拉蘇哈-4”電子站系統(tǒng)

“克拉蘇哈-4”電子站系統(tǒng)是俄羅斯電子站系統(tǒng)的一部分，該系統(tǒng)能夠同時跟蹤80多個空中輻射源，并可以控制6種不同類型的干擾機，對遠程、中程、近程無人機進行電子干擾，甚至對電子元器件進行硬毀傷。

（5）“驅蚊劑”電子站系統(tǒng)

“驅蚊劑”電子站系統(tǒng)可以快速掃描定位無人機位置，利用網電對抗系統(tǒng)對無人機蜂群通信鏈路進行干擾壓制。

以色列

（1）EnforceAir

EnforceAir反無人機系統(tǒng)由以色列D-Fend Solutions公司研發(fā)。該系統(tǒng)以射頻網絡接管技術為核心，能夠自動探測、定位和識別未經授權的無人機并接管其控制權。其原理是通過執(zhí)行網絡控制程序，破壞無人機控制鏈路，切斷無人機與其控制終端的聯(lián)系后，接管其后續(xù)飛行活動。

在應對無人機蜂群作戰(zhàn)時，EnforceAir能夠找出敵方無人機中的威脅較大者并消滅，提高反無人機蜂群作戰(zhàn)的效率。EnforceAir攜帶和使用方便，質量僅54kg，包括三腳架、接收處理系統(tǒng)和偵測天線，可由一人在幾分鐘內完成安裝和調校。目前，EnforceAir反無人機系統(tǒng)已在各大洲被數(shù)百次部署。

（2）無人機穹頂

“無人機穹頂”（Drone Dome）反無人機系統(tǒng)由以色列拉斐爾先進防務系統(tǒng)公司研制。系統(tǒng)配備有PRS-42空中戰(zhàn)術監(jiān)視雷達、MEOS光電傳感器以及一個C-GUARD寬帶信號干擾機，能夠對可疑無人機發(fā)出警告，并阻止其實施空襲和情報搜集等活動。在探測到可疑目標后，無人機穹頂系統(tǒng)可以轉入跟蹤鎖定，即使目標實施機動，十字線也能始終對準目標。無人機穹頂反無人機系統(tǒng)不僅能夠使用電子干擾實施軟殺傷，還可以用激光實施硬殺傷。系統(tǒng)只需一人就能完成操作，主要用于應對小型無人機的威脅。

2017年7月，拉斐爾公司為“無人機穹頂”的微型及迷你型無人機檢測和反制系統(tǒng)引入了激光硬殺傷攔截功能。該系統(tǒng)可采用軟殺傷或硬殺傷兩種方式。采用軟殺傷時，C-Guard RD干擾器通過主動干擾技術（總射頻輸出功率高達400W）阻擋極高和超高頻無人機信道。采用硬殺傷時，Lite Beam激光器會發(fā)射高能激光，每幾秒鐘即可擊落多架無人機。

（3）無人機警衛(wèi)

無人機警衛(wèi)系統(tǒng)最早于2016年推出，配備有光電傳感器、自適應3D雷達和專用電子攻擊干擾系統(tǒng)，可對小型無人機進行探測、識別和干擾。該系統(tǒng)可使用三種不同探測范圍的雷達：探測范圍為3km的ELTAELM-2180M便攜式雷達、探測范圍為4.5km的ELM-2026B雷達以及探測范圍為6km的ELM2026雷達，因此，可以探測到不同的短、中、長距離無人機。在特殊的偵察和跟蹤算法幫助下，無人機警衛(wèi)還可以使用光電傳感器來識別目標。2020年6月，以色列航空工業(yè)公司（IAI）與Iron Drone公司建立合作伙伴關系，為其無人機警衛(wèi)反無人機系統(tǒng)集成動能攔截能力。

其他國家

（1）英國

英國反無人機防御系統(tǒng)（AUDS）由布萊特監(jiān)控系統(tǒng)公司等三家公司聯(lián)合研制，號稱世界首個集“探測、跟蹤、干擾”于一身的反無人機系統(tǒng)，該系統(tǒng)可以在8km范圍內發(fā)現(xiàn)并干擾各類小型無人機，甚至有能力接管其控制權。2017年9月，布萊特監(jiān)控系統(tǒng)公司宣布，升級版AUDS已具備對抗無人機蜂群及可移動部署的能力。AUDS系統(tǒng)采用觸控式界面，由單人即可操作，通過微多普勒雷達可探測10km范圍內無人機，并利用光電/紅外相機進行追蹤，然后采用無線電技術阻斷無人機指控信號從而迫使無人機降落，整個過程僅需約15s。升級后的AUDS系統(tǒng)采用智能多波段射頻抑制器干擾無人機蜂群所使用的不同類型指控鏈路。

（2）法國

法國海軍的新型中口徑艦炮RapidFire系統(tǒng)由法國最大的軍工電子企業(yè)泰雷茲集團（THALES）開發(fā)。其主炮部分采用40mm中口徑火炮，設計方面除了考慮傳統(tǒng)目標之外，主要考慮低慢小和隱身空中目標，射程達到4km。光電火控可與艦上作戰(zhàn)管理系統(tǒng)共享威脅分析信息，對不同類型的目標提供5個彈種供選擇，系統(tǒng)采用防空空爆彈提高對無人機蜂群的防御能力和效率。2020年10月，法國海軍選定Rapidfire系統(tǒng)作為其水面艦艇未來的新一代近防武器系統(tǒng)。

（3）德國

德國Skynex防空系統(tǒng)由萊茵金屬公司于2021年開發(fā)，是一種將指揮、偵查與火炮系統(tǒng)模塊化設計的防空系統(tǒng)，其中包括“X-TAR3D”多波段雷達與“MSU”感知搜索集成系統(tǒng)，最遠可探測到50km外的敵方航空載具甚至導彈迫擊炮彈等目標，并能自動分類目標供操作人員判斷是否開火。

Skynex配備“厄瑞康”35mm Mk3旋膛無人炮塔，可旋轉360°無死角發(fā)射，射程達到4km，能夠以每分鐘1000發(fā)的速度發(fā)射炮彈，可以同時應對多個空中目標。Skynex還配備了AHEAD可編程彈藥，可以在短時間內快速切換。已證明能夠摧毀8架小型無人機，初步具備反無人機蜂群的能力。

（4）意大利

意大利“獵鷹盾牌”無人機防御系統(tǒng)，主要用于探測打擊微小型無人機，可控制射頻探測器和用于探測無人機的3D雷達、超遠程光電系統(tǒng)（包括跟蹤、識別無人機的熱成像攝影機）進行目標探測、跟蹤、識別，并采用干擾武器對無人機目標進行攔截。

（5）新加坡

在2020年2月新加坡航展上，新加坡科技動力集團（ST Kinetics）首次展出了“反蜂群系統(tǒng)”，專門用于攔截消費級遙控飛行器。該系統(tǒng)配備40AGL高速榴彈發(fā)射器，使用專門的空爆彈藥，配備紅外、激光和無線電等高精度裝備，可將彈藥精確引導至距離目標4m的近距離范圍爆炸，火控計算機可計算來襲目標軌跡，自動建議射手單發(fā)或齊射，并以最優(yōu)化的彈道在空中形成彈幕擊毀目標。

通過以上各國反無人機蜂群技術動向，可以看出未來反無人機蜂群技術發(fā)展趨勢：引入人工智能、定向能等技術，以實現(xiàn)反無人機蜂群的便攜化、集成化和低成本；構建攻防一體的立體化無人機蜂群作戰(zhàn)體系，形成統(tǒng)一、快速、高效的立體化偵察預警攻防體系；將反無人機系統(tǒng)與小型作戰(zhàn)平臺整合，使裝備更加機動化、便攜化和微型化，實現(xiàn)多域靈活部署。

人工智能和深度神經網絡技術

人工智能和深度神經網絡可用于處理大量的不同來源的數(shù)據(jù)。目前，完全自主、人工智能驅動的反無人機解決方案大多還在規(guī)劃階段，但已經有了初步的進展。

Titan反無人機解決方案

Titan反無人機系統(tǒng)由美國Citadel Defense公司開發(fā)，作為市場上唯一使用AI和機器學習檢測、識別、跟蹤以及安全擊敗威脅無人機的自動射頻（RF）傳感器解決方案，Titan是美軍力量倍增器。Titan可以在5分鐘內輕松完成設置，并且可掃描的區(qū)域遠遠超過視距范圍。

2022年4月，美國國防部明確選擇Titan作為首選獨立和集成分層防御解決方案。Titan可在任何區(qū)域創(chuàng)建安全空間，能夠針對所有主要商業(yè)和業(yè)余通信控制協(xié)議及頻段，提供威脅識別和威脅自動緩解能力。利用人工智能和機器學習技術，Titan可以檢測識別信號并使用自適應升級策略，來檢測和發(fā)現(xiàn)單個或蜂群無人機威脅，可以用于反無人機訓練、行軍安全和固定區(qū)域的部隊防護，并可在兩分鐘內完成部署，簡單易用，不需要信號學領域的專業(yè)知識和大量培訓。

卡巴斯基反無人機系統(tǒng)

2020年，俄羅斯卡巴斯基實驗室開發(fā)了一種利用人工神經網絡的反無人機系統(tǒng)——卡巴斯基反無人機系統(tǒng)。該系統(tǒng)的主要任務是保護重要目標設施免受無人機入侵。系統(tǒng)通過構建人工神經網絡，對目標設施周邊各類傳感器收到的數(shù)據(jù)進行分析處理，同時利用一種能確定敵友的算法，迅速發(fā)現(xiàn)和識別目標設施周邊一定區(qū)域內出現(xiàn)的無人機，自主進行無人機分類，判斷敵友，并采取相應的限制或壓制措施。

智能子彈

智能子彈將是未來反無人機系統(tǒng)發(fā)展的另一個重要方向。智能子彈可以實時跟蹤目標，根據(jù)目標的移動不斷調整攻擊路徑，直至命中目標或攻擊失敗，提供了實施“外科手術式打擊”的新思路。從DARPA公開的三個項目中，可以一窺智能子彈在美國未來反無人機作戰(zhàn)中的角色。

（1）“超高精度任務彈藥”（EXACTO）。

2018年，DARPA在其建立60周年成就展上公開了這款智能子彈。它能與美國陸軍使用的12.7mm遠距離狙擊步槍配套。DARPA對其核心技術嚴格保密。

（2）激光制導子彈

美國桑迪亞國家實驗室研發(fā)了一款適用于12.7mm口徑槍械的激光制導子彈。它利用激光指示器鎖定目標，允許用戶在射擊時采取非標準姿勢，更可追蹤動態(tài)目標。

（3）“多方位防御快速攔截彈交戰(zhàn)系統(tǒng)”（MAD-FIRES）

美國雷神公司研發(fā)的MAD-FIRES類似微型導彈，專為艦載57mm火炮設計，這種火炮可容納1000發(fā)彈藥，每分鐘發(fā)射200發(fā)，能同時瞄準、跟蹤和攻擊多個移動目標，有效擊退無人機蜂群。

結語

美國五角大樓2021年出臺了《反小型無人機系統(tǒng)戰(zhàn)略》，這是第一個針對反小型無人機技術的全部門框架。未來反無人機系統(tǒng)將以智能化武器平臺為中心，形成體系融合、智能決策和全域多維的智能一體化體系，實現(xiàn)探測預警信息互聯(lián)互通、情報實時共享、功能融合集成，破除行業(yè)壁壘，實現(xiàn)體系融合，最終構筑攻防一體的反無人機系統(tǒng)。