反无人机网

2024年10月15日，据Inside Unmanned Systems网站报道，随着更复杂无人机在战场上变得越来越常见，并被部署用于从监视到瞄准等各种任务，作战人员必须能够使用能够识别、追踪和击败它们的低成本工具。

当今的作战人员时刻受到监视。无人机跟踪着他们的一举一动，并通过高分辨率图像和视频向对手报告他们的发现——通常没有人知道他们的存在。

虽然战场上无人机威胁并不新鲜，但过去几年来，随着乌克兰和以色列冲突的加剧，无人机威胁已发生了重大变化。无人机系统正在大规模部署，能够在更高海拔飞行更长时间，同时携带更危险的有效载荷。这些系统具有多种任务能力，从为炮兵任务提供目标信息的ISR到投掷具有动能效应的炸药。

而这还只是个开始。无人机所代表的威胁将持续增长，因此开发和部署能够识别、跟踪和缓解这些系统的反无人机技术至关重要。

位于俄克拉荷马州锡尔堡的联合反小型无人机大学（JCU）主任莫塞夫·索达（Moseph Sauda）中校说:“现在再也没有惊喜了；无论你身在何处，对手都能看到你。当每个人都有无人机飞行时，空中优势就不存在了。”

击败敌方无人机的关键之一是制定攻击计划。士兵必须利用周围环境中的一切来探测无人机威胁，索达表示这是反无人机最困难但最关键的部分。如果你无法探测到它们，你就无法跟踪和击败它们。

国防战略研究所项目主任理查德·乔达诺表示，开发反无人机技术已成为国防部的重点工作。该研究所将于11月5日至6日在阿拉巴马州亨茨维尔举办反无人机与综合保护峰会。通过“复制器”（Replicator）等项目，国防部获得了大量投资，但有人认为反无人机方面的投资还不够。

索达说：“击败无人机的成本与制造成本之间存在差距。制造更好的无人机所需的研发和工程创新成本比击败无人机所需的研发、培训和其他所有成本要低得多。在某些情况下，两者的花费比例是1,000比1。”

D-Fend Solutions首席营销官杰弗里·斯塔尔表示，威胁正在演变为“永无止境的跳跃式和猫捉老鼠游戏”。国防部门必须紧跟最新的无人机发展，才能有效对抗这些技术，这意味着反无人机工具必须灵活且由软件驱动。这不仅关乎今天的威胁，还关乎明天的威胁。

Kinard Technologies首席执行官戴恩·皮戈特表示，与商业方面不同，国防部及其供应商并不习惯不断更新工具，但这种情况需要改变。随着无人机的使用不断增加，军方将需要重新思考如何开展行动以及如何应对安全问题。

他说：“反无人机安全需要深入融入所有行动，就像现在的常规安全一样。这意味着为大部分部队配备训练、设备和战术，以执行反无人机任务。”

灵活防御

直到最近，反无人机还专注于通过采用高功率微波、激光或导弹系统的永久性设施保护固定资产。虽然这些仍然是需要保护的关键领域，但现在需要保护机动士兵。

皮戈特说：“无人机曾被认为会袭击基地，但现在它们被认为会袭击任何人。”

灵活性已成为重中之重。斯塔尔表示，反无人机必须提供各种配置和部署。例如，背包式反无人机工具为士兵提供保护屏障，而包含各种传感器的解决方案可以安装在车辆上以保护车队。

SAIC陆军业务集团高级副总裁格雷格·福蒂埃表示：“在车辆中，你可以配备雷达、摄像头或一些光电/红外（EO/IR）功能，而另一辆车可以使用第一辆车作为补充解决方案，发射激光制导弹药来击落无人机。激光可以来自车辆本身、支援直升机或地面部队，以尽快打击目标，而所有这些的共同点都是一个单一的指挥和控制软件。”

探测威胁

为了保护资产和士兵，必须首先发现威胁。斯塔尔说，有许多经过验证的技术可以做到这一点，但都有各自的优点和缺点。

斯塔尔说，最常用的方法是雷达。雷达擅长探测物体，但它不一定能识别物体是什么，经常会给出误报。它可能无法区分一群鸟和一群无人机。

雷达公司正在提供解决方案来应对这一挑战。例如，Echodyne的超材料电子扫描阵列(MESA)雷达可以生成具有精确位置细节的实时轨迹。营销副总裁利奥·麦克洛斯基表示，使用额外的波束，它可以收集有关威胁的更多数据，包括大小、范围、高度和速度。当它探测到明显是无人机的东西时，就会对其进行分类。

他说：“雷达会判断物体是鸟还是其他需要注意的东西，然后将其放入跟踪器队列中，这意味着它将以每秒十次的速度重新访问该物体。从系统的角度来看，当你拥有如此高的数据速率时，你可以将光学系统锁定在入侵者身上，光学系统会平稳地跟随它。这对效应器来说很重要，因为它必须一直对准物体才能成功击中。”

雷神公司的KuRFS雷达使用算法来消除杂波，这样部队就可以确定是否有无人机正在向他们袭来，然后在必要时启动目标识别和击败过程，雷神陆地和防空系统反无人机和短程地面防空需求、能力和解决方案主管威廉·达恩表示。KuRFS是美国陆军低、慢、小型无人机综合击败系统(LIDS)的一部分，该系统将雷达与“郊狼”（Coyote）效应器和其他工具结合在一起。

达恩说：“一切从传感器开始。这不是单一的解决方案；它是集成的、分层的、分级的。没有独立的系统。我们必须与其他系统集成，作为分层防御的一部分。”

斯塔尔表示，光学和热成像摄像机是另一种成熟的无人机综合防御技术，但它们需要清晰的视线才能探测到威胁。它们还会受到天气和环境的影响。

Dedrone首席营销官兼政府事务主管玛丽-路·斯穆尔德斯表示，光学传感器的范围从停车场里价值2,000美元的安全摄像头到价值50万美元的红外摄像头。声学方法可以根据音频特征探测无人机，而射频(RF)可以监听遥控器和无人机之间的通信。

斯塔尔表示，另一种解决方案是射频网络，它可以帮助克服雷达可能产生的误报。它不依赖于视线或声音，可以提供准确的、基于位置的实时识别和跟踪，持续扫描和探测独特的通信信号。斯穆尔德斯表示，所部署的技术取决于使用情况和威胁级别。

击败或摧毁

一旦探测到无人机，就必须对其进行跟踪和缓解。缓解方法主要有两种：动能和非动能。

乔达诺表示，动能方法通过物理攻击摧毁无人机，比如向无人机发射导弹或子弹。激光和高功率微波也可以击落敌方无人机。另一方面，非动能方法可以控制无人机，可以是任何方法，从电子战(EW)干扰到向无人机投掷网。

索达表示，由于动能攻击每次发射的成本较高，国防部正致力于开发廉价的非动能攻击方法。

索达说：“电子攻击非常有效，但我们讨论的是击败而不是摧毁。如果你想摧毁无人机，电子战可能无法做到这一点。这些飞机飞得更低、更快，所以要击败它们，你将不得不花费更多的金钱和精力。目前正在进行大量研究，但在动能方面，目标是制造更便宜的东西来摧毁这些系统。”

索达表示，弹匣深度是另一个考虑因素，与火箭和导弹相比，小型弹药在装配线上生产更经济，从而降低了动能攻击的成本。

斯塔尔表示，动能武器还存在附带损害的风险。如果你发射导弹，它必须落在某个地方。

斯塔尔说，在非动能方面，干扰是一种有效的选择。但是，你不知道无人机会发生什么。它可能会默认执行故障安全指令，返回起飞位置或降落到地面。

斯塔尔表示，干扰不仅会影响目标无人机，还可能扰乱友方无人机或通信。而且干扰只是暂时的，干扰结束后，敌方无人机驾驶员可以重新获得控制权，“你又回到了原点”。

斯塔尔说，射频网络可以控制无人机并安全降落，不会中断通信或冒附带损害的风险。它可以告诉你无人机的起飞位置、无人机类型以及它是友军还是敌军。士兵可以将其送回原处或降落以收集情报。

当然，有时无人机威胁必须被摧毁。皮戈特说，Kinard公司的CAST是一种模块化、人工智能增强型网络系统，可将模拟武器转换为数字智能武器，生成威胁无人机的准确目标数据，并在网络上实时共享。然后，CAST计算出士兵瞄准步枪并扣动扳机的最佳位置，以获得较高的杀伤概率。该系统解决了“瞄准和认知问题”，因此部队只需瞄准武器并射击即可。

采用分层方法

福蒂埃表示，反无人机系统非常复杂。在识别方面，它需要将一层层防御环环相扣，并利用最新技术，以便作战人员能够识别敌方无人机、跟踪它，然后选择最佳缓解方法，无论是动能还是非动能。通过SAIC的平台，多种技术被集成到成功的系统中，并“通过单一显示屏进行控制”。

关键在于分层多层方法——既用于探测，也用于缓解。斯塔尔说，这些技术并不相互竞争；它们需要能够共享知识并发挥各自的作用。

麦克洛斯基说：“在防御方面，所有传感器和效应器都安装在机上。我们看到最多的发展是指挥和控制软件，即C2。这是把所有东西连接在一起并使它们运转起来的粘合剂。”

无人机威胁演变

福蒂埃说，如今，无论是友方还是敌方，都更容易获得无人机。它们是一种低成本的工具，可以快速改装，“适应速度快”。它们也是消耗品。如果它们被击落或丢失，可以快速、经济地更换。

索达说，近年来，无人机系统取得了重大进步，包括续航时间更长。不久前，能飞行10到20分钟的业余无人机还是战场上的常态。而在过去的四年里，续航时间成倍增长。然后是飞行高度。现在，无人机可以飞得更高，而且已经加固，可以抵御各种因素。许多无人机可以承受40英里/小时的持续阵风。而在几年前，这样的风速会将大多数系统吹飞。

达恩说：“他们（对手）在观察我们，所以当他们看到我们有效地击落这些无人机时，就会想出他们需要做些什么来削弱这些防御能力。所以，他们开发了一些东西，那么你也必须发展。我们是第一个真正使用无人机系统的国家，而且已经使用了很长时间。我们的对手发现了这一点，开始研发自己的无人机并大量生产。”

无人机还可搭载更先进的摄像头，使其能够在一英里外进行监视，而不被发现。它们可以观察人员、设备和补给线，而对手可以利用这些信息策划攻击。

索达说，有效载荷的能力也有所提高。过去，作战人员主要担心无人机投掷手榴弹。现在，无人机可以投掷炮弹和简易爆炸装置（IED），还可以携带以前只能通过大型飞机运输的非标准有效载荷。

与时俱进

麦克洛斯基说，反无人机工具必须具有移动性和快速更换性。例如，Echodyne公司的雷达重量不到3磅，却能探测到3.5公里外的另一辆车。它的功耗为50瓦，大小与一台小型iPad相仿，可轻松提高部队在战场上的态势感知能力。

麦克洛斯基说，一般空域的态势感知不再是目标；现在，作战人员需要确切地知道威胁在哪里。

反无人机解决方案必须与威胁保持同步，其中一个考虑因素是确保部署的技术不会被探测到。麦克洛斯基说，雷达是有源发射器，可能成为敌人的目标，因此制造商必须使平台低调，并找到与其他传感器协同工作的巧妙方法，以防止引起敌人的注意。

麦克洛斯基说：“你可能会将声学作为前线被动传感器，它可以监听空域中的无人机，而无人机具有独特的声学特征。这种信号可以被接收，然后通过网络传送到雷达装置或其他深度传感器集成装置。雷达闪烁，获取效应器所需的精确数据和其他任何需要的数据，然后闪烁关闭。声学是主要传感器，雷达只在需要时才开启，而且开启时间不长。”

福蒂埃说，反无人机技术应该可以部署到跨越地面、空中和海上的应用中。像陆军这样拥有地面部队的军种必须在“战斗的多个梯队”部署反无人机技术。

斯塔尔说：“我们必须针对不同的环境和用例不断进行开发。海上环境与陆基环境完全不同，你希望能够抵御海上、港口或海港的威胁，这可能与保护陆军不同。”

展望未来

战争正在发生变化。乔尔达诺说，无人机和网络攻击是未来冲突的发展趋势。

斯穆尔德斯说，无人机是“新的战争工具”，真正的多传感器融合是关键。将缓解、跟踪和瞄准工具结合到同一C2中将成为常态，使部队能够确定击败无人机的最佳战术，无论是摧毁无人机还是夺取无人机。

斯塔尔说，在过去，防空可能需要几天、几周甚至几个月的时间才能建立起来。无人机是一种直接威胁，部队必须具备快速部署的能力。威胁无处不在；反无人机不能再局限于一小群专家，必须由更多样化的部队掌握。

达恩说，这种威胁只会越来越难以战胜，一些国家已经部署了越来越有效的蜂群。

他说：“我们必须与时俱进。现在，乌克兰和中东发生了这么多事，这是了解威胁所作所为的一个非常重要的试验平台。我们必须继续提高我们的能力。”

索达认为，未来将出现更多“无人机对无人机”的战争。无人机系统将创造一个“无人区”，从一开始，战场上就不会有人类士兵。人工智能和机器学习能力将使无人机变得更加复杂和危险，这将促使我们围绕人工智能的控制能力展开讨论。

皮戈特说，反无人机技术是一个迫切的需求，“需要无人机系统和反无人机系统两方面的全力支持”。

他说：“现实情况是，美国和许多西方国家的军队在这方面已经落后了。我们的对手比我们更快地创新和发展这些能力。如果你不应对来自小型无人机系统的威胁，你将面临任务完全失败的风险。”