无人机克星——反无人机技术盘点
2017-04-12
来源:《电子技术应用》综合整理
矛与盾从来都是相伴相随。随着无人机产业的迅速发展,随之而来的问题也不断显现。影响航空秩序、闯入敏感区域、涉嫌侵犯隐私……这些问题日益引起各国注意,反无人机技术及产品应运而生。
根据市场调查公司ResearchandMarkets的一项调查数据显示,反无人机市场的年复合增长率已经达到24%,到2022年,将创收11.4亿美元。
反无人机系统是指利用技术手段对无人机进行监测、干扰、诱骗、控制、摧毁的一种装置。当前,反无人机的技术手段主要有激光炮、信号干扰、信号欺骗、声波干扰、黑客技术、无线电控制以及“反无人机”无人机等。
利用这些技术手段研制的反无人机系统大体上可分为三类:一是直接摧毁类,主要是利用导弹、激光武器、微波武器、格斗型无人机以及常规火力等手段直接摧毁无人机。二是干扰阻断类,通过向无人机发射定向大功率干扰射频,切断无人机与遥控平台之间的通讯,迫使无人机自行降落或返航。三是监测控制类,借助阻截无人机使用的传输代码控制无人机并引导其返航,同时避免无人机坠毁。
直接摧毁类较为典型的是反无人机激光炮。波音公司和我国中国工程物理研究院都研发成功了该类系统。激光炮的发射器和万向架可以使激光炮精确瞄准无人机的任何一部分,在发现无人机的几秒钟内就可以击落低空低速飞行的无人机。2016年8月,波音公司发布了一款反无人机激光武器系统(简称LWS)。通过发射10 kW的激光束,该系统可以立即摧毁35 km外的无人机。试验表明,无人机在激光武器面前躲避攻击的能力大大降低。精度高、成本低、发现即摧毁等优点使此类反无人机系统倍受青睐。
波音公司反无人机系统
中国工程物理研究院在2015年展示了最新研制的“低空卫士1”激光拦截系统。这种武器系统采用激光能量射束,专门用于对付“低小慢”的航空器。系统集指挥控制、雷达搜索、光电警告、激光打击于一体,可以实现对目标的搜索、捕获、锁定跟踪和击落。
“低空卫士1”激光拦截系统
空客公司研制了一种反无人机系统,该系统可利用SPEXER 500有源电扫描阵列雷达、NightOwl红外摄像机和MRD7无线电测向仪的传感器数据,探测劫持5~10 km内的无人机,实时分析无人机的控制信号,利用VPJ-R6多功能干扰机中断无人机和控制人员之间的联系和导航。系统的探向器还能跟踪控制人员的具体位置,以便对其实施逮捕。
总部位于纽约州锡拉丘兹的公司SRC公司基于反迫击炮-炮位系统,发明了改造型“无声射手”系统。它是一种基于传感器系统,旨在探测、跟踪和识别无人机,并以电子方式攻击无人机的电子设备,可为硬杀系统提供目标信息。
瑞典萨博公司拓展了“长颈鹿”AMB雷达能力,使其在常规模式下提供空中监视能力的同时,探测、分类和跟踪低空或低速飞行的小型无人机,并已验证了在复杂环境下同时应对6架无人机目标的能力。萨博公司于2015年4月向英国政府代表演示了近程和中程“长颈鹿”灵敏多波束雷达系统。该系统具有增强的“低慢小”目标探测跟踪能力,能发现超过100个雷达反射截面不小于0.001平方米的空中目标,将无人机从周围地面杂波中识别出来。该雷达可与多种类型的武器系统相连接,执行反无人机任务。
Giraffe AMB雷达
肩扛式反无人机装置SkyWall100是俄罗斯推出的一款专门用于反无人机的装备。该装备利用压缩气体驱动,通过发射网状捕捉器捕获非法入侵的无人机。操作人员肩扛SkyWall100瞄准目标无人机并发射捕捉导弹,从而捕获无人机。导弹内置降落伞和磁力装置,捕获无人机后能够让无人机立即丧失移动能力,并利用降落伞让无人机安全着地,确保后续反侦察作业的顺利进行。
SkyWall100
韩国先进科学技术研究院的研究人员正在研究利用声波反无人机的技术。现已对无人机中的一个关键组件陀螺仪进行了共振测试,发现可利用声波使陀螺仪发生共振,输出错误信息,从而导致无人机坠落。目前存在的技术难点为瞄准和跟踪,未来需要与跟踪雷达配合使用。韩国正在研究在提高声波功率的同时,如何降低声波反无人机系统的价格。短期内,声波武器尚不能成为反无人机的主要手段。
美国俄亥俄州非营利开发机构“巴特尔”最近推出Drone Defender反无人机设备。Drone Defender外形酷似步枪,设备前端上部安装了一根白色的杆状天线。这种设备采用非破坏性技术,是首款能移动,可精准、快速阻止可疑无人机靠近的专用设备。用户只需将其指向空中的无人机,扣下扳机,就可以将目标“击落”。该设备只对实时遥控型无人机或依靠GPS导航的无人机有效(如常见的四轴飞行器和六轴飞行器),打击范围约400米。
Drone Defender
英国公司开发出的一种大型的反无人机系统AUDS。英国开发这种大型系统据称可以在6英里的范围内侦测无人机,用红外摄像机追踪它,然后通过阻隔它与操作者之间的无线电信号来阻断它的飞行轨道。整个过程只需要8~15秒,并已经经历过400小时的官方测试。“AUDS可以有效地控制无人机并迫使它安全地在机场内外降落。”AUDS的研发者马克雷德福说,这个系统还能够帮助机场追踪无人机的使用者,并为法律起诉提供视频或雷达证据。
反无人机系统AUDS
刚刚结束的本年度博鳌亚洲论坛,不仅会上精彩纷呈,会下也有很多科技亮点,烟台造的“反制无人机”就是其中之一。烟台开发区企业烟台欣飞智能系统有限公司为本次论坛制造的18台“反制无人机”,在消除空中拍摄干扰和安全威胁方面发挥了应有作用。