无人机综合探测&防御系统(防御篇)
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发布时间:2025-07-04 17:02:51

无人机综合探测及防御系统一般分为两个子系统:探测中心、防御(处置)中心,探测中心和防御中心实时保持数据的互联互通,高效协作完成目标区域的安全防护任务。探测中心向防御中心实时发送无人机目标的坐标、高度、速度及预计航线等信息,防御中心接到上述信息后采取处置手段,并在处置完成后向探测中心发送处置动作完成信号,探测中心对处置效果进行评估和反馈。

本篇将对其中的防御(处置)中心的主要技术手段进行对比分析。

针对低慢小无人机的危险,通常的技术手段有干扰阻断和物理处置两大类,前者主要包括通信压制、导航诱骗、激光致盲,后者主要包括激光摧毁、微波摧毁、活力打击、网捕拦截、无人机反制等。

一、干扰阻断

1.通信压制

无人机依靠射频通信链路与遥控器或地面控制站进行数据传输,以实现飞行控制、任务指令接收和状态信息反馈。通过发射大功率的干扰信号,覆盖或淹没无人机正常通信所使用的频段,使无人机无法正确接收或解析来自控制端的指令信号,从而达到压制通信的目的。目前主要有三种技术途径:

宽频带干扰技术:能够同时覆盖多个频段,以应对使用不同频率通信的无人机。通过产生宽频带的噪声信号或扫频信号,确保对各种常见通信频段(如 2.4GHz、5.8GHz 等民用无人机常用频段)的有效干扰。

定向干扰技术:利用定向天线技术,将干扰信号集中发射到特定方向,提高干扰信号的强度和针对性。通过精确的目标定位和跟踪系统,确定目标无人机的位置和方向,使通信压制反无人机设备能够将干扰能量集中指向目标,减少对其他区域的干扰影响,同时提高对目标无人机通信链路的干扰效果。

智能干扰技术:借助人工智能算法和信号处理技术,分析目标无人机通信信号的特征,如调制方式、编码方式、信号强度等,然后根据这些特征自动生成最有效的干扰信号。智能干扰技术能够实时适应不同类型无人机的通信特点,提高干扰的成功率和效率。

 

2.导航诱骗

无人机导航诱骗是一种针对无人机导航系统的对抗技术,旨在通过伪造虚假的导航信号,误导无人机偏离原定航线或执行错误指令。

导航信号特性:目前,大多数无人机依赖全球卫星导航系统(GNSS),如 GPS、北斗等进行导航定位。这些系统通过卫星向地面发射包含精确时间和位置信息的信号,无人机接收至少四颗卫星信号,通过测量信号传输时间来计算与卫星的距离,进而确定自身在三维空间中的位置。

诱骗原理:无人机导航诱骗设备通过发射与真实卫星信号相似的伪造信号,让无人机的导航接收机误将其识别为真实卫星信号。由于伪造信号的时间和位置信息可被人为控制,无人机根据这些虚假信息计算出的位置也是错误的,从而被诱骗至错误方向或位置。例如,诱骗设备可以调整伪造信号的传播时间,使无人机误以为自己处于实际位置之外的地方,引导其飞向预设地点。

 

3.激光致盲

无人机激光致盲是一种利用激光技术对无人机进行干扰或破坏的手段,旨在通过发射激光束,使无人机的光学传感器(如摄像头、光电探测器等)暂时或永久性失效,从而影响无人机的正常飞行和任务执行。以下从其原理、实现方式、应用场景及面临挑战等方面进行介绍。

光学传感器工作原理:无人机上的光学传感器通过收集和理光线信息来实现功能,如摄像头通过将光线聚焦在图像传感器上,将光信号转换为电信号,进而生成图像;光电探测器则是根据光线的强度变化来探测目标。

激光致盲原理:激光具有高能量密度、高方向性等特点。当激光束照射到无人机的光学传感器时,会产生多种效应导致传感器失效。首先,高能量的激光会使传感器的光敏元件温度急剧升高,超过其承受阈值,导致元件损坏。例如,当激光能量足够强时,会使电荷耦合器件(CCD)或互补金属氧化物半导体(CMOS)图像传感器中的像素单元烧毁,造成图像出现黑斑或完全无法成像。其次,即使激光能量不足以造成物理损坏,也会在传感器上产生强烈的噪声信号,干扰其正常的图像或信号采集,使无人机无法获取准确的环境信息,如同人眼被强光照射后暂时失明,无法看清周围事物。

 

二、物理处置

1.激光摧毁

不同于激光致盲的“低能量”电子破坏,激光摧毁是利用高能量密度的激光与物质相互作用产生的热效应、力学效应和光化学效应,进而对无人机进行摧毁或使其功能丧失。

能量吸收与转化:激光具有高能量密度的特性。当激光束照射到无人机表面时,无人机的材料(如金属、复合材料等)会吸收激光的能量。不同材料对激光的吸收率有所差异,但总体而言,激光能量会被吸收并转化为热能。例如,金属材料对特定波长的激光有较好的吸收能力,这使得激光能量能快速沉积在金属表面。

材料破坏:随着热能的不断积累,无人机表面温度急剧上升。当温度达到材料的熔点甚至沸点时,材料会发生熔化、汽化等现象。例如,无人机的关键部件,如发动机、电子元件等,若因温度过高而熔化,将直接导致无人机失去飞行能力。此外,高温还会引发材料内部的热应力,使材料产生裂纹并扩展,进一步破坏无人机的结构完整性。

 

 

2.微波摧毁

微波武器反无人机是一种新型的反无人机技术,具有独特的优势和广阔的应用前景。

热效应:微波辐射会使无人机内部的电子元器件温度迅速升高。这是因为微波是一种高频电磁波,当它作用于电子元器件时,会使元器件内部的分子、原子等微观粒子产生剧烈的振动和摩擦,从而产生热量。当温度升高到一定程度时,会引发热损伤或烧毁,导致无人机的电子系统失效,进而使无人机失去控制坠毁。

电磁效应:微波会干扰无人机的电子系统,造成信号失真、设备失效或功能混乱。无人机的飞行控制、导航、通信等系统都依赖于电子信号的传输和处理,而微波的电磁干扰会破坏这些信号的正常传输和处理,使无人机无法接收到正确的指令,或者其传感器无法正常工作,从而影响无人机的飞行姿态和任务执行。

非线性效应:在高功率微波的作用下,无人机内部可能产生电磁脉冲。这种电磁脉冲具有很强的能量,可以进一步破坏无人机的电子系统。例如,它可能会使电子元器件的绝缘层被击穿,导致短路或断路,从而使整个电子系统瘫痪。

 

 

3.火力摧毁

利用枪、炮甚至导弹对非法侵入的无人机进行摧毁,这属于常规的防空手段,本文不再赘述。

4.网捕拦截

网捕拦截技术是一种通过使用特殊设计的网状设备,在无人机飞行过程中迅速展开将其捕获的技术。根据捕获网发射方式的不同,网捕拦截可以分为地基和空基两种。

 

地基:利用捕获网发射枪,将捕获网发射出去,进而达到“困住”无人机的目的。以压缩空气或者火药作为动力源,扣动扳机后,发射枪将网弹出并使其在空中展开,网在展开过程中会迅速包裹住目标无人机,网眼会缠绕在无人机的旋翼、机身或其他关键部位,从而达到将其捕获和控制的目的。这种方法一般用于对方近地飞行的慢速无人机。

空基:通常是由无人机挂载抓捕网装置,操作人员通过地面控制站或遥控器实时监控目标无人机的飞行状态,在合适的时机控制无人机接近目标,然后释放抓捕网。抓捕网在接收到指令后,通过特定机制快速展开并包围目标无人机,从而实现抓捕任务。优点:能快速有效拦截捕获无人机,防止其继续飞行带来安全隐患;对无人机的损伤较小,有利于后续的处理和回收;适用于多种场景,如城市、山区、水面等。缺点:技术难度高,需要精确控制设备的展开速度和方向,以确保能够成功捕获无人机,这需要高度专业的技术人员进行操作;设备成本较高,通常需要采用特殊材料和精密加工技术,且设备的维护和更新也需要一定的投入。

5.无人机反制

这是一种利用无人机去“撞击”非法侵入无人机并使其坠落或被迫返航的技术构型,因存在较大的技术难点,到现在为止鲜有实际应用。对于此类无人机,一般有如下要求:

 

高速:可以快速抵达目标区域,追上并“撞击”非法侵入无人机。

高强度:与非法侵入的无人机发生碰撞后,可以保证自身的安全性。

便捷:部署便捷,对起降场地要求低,具备垂直起降能力,;接收到任务指令后,可以快速起飞。

原创 低空新视角