2024-10-16 08:57 分类：百家争鸣
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前日半岛那边又闹腾起来了…北边说南边的无人机跑过来抛洒纸片，并表示非常愤怒，而南边则说我没有、不是我…是非曲直如何，反正不是发生在咱们家，所以咱们也说不上谁是谁非，但是对低慢小飞行器防范的问题，确实值得我们进一步深思和研究。为什么说是“进一步”呢？因为早在多年以前，基本上从兔家无人机发展伊始，我们就已经想方设法在炼矛的同时去铸盾了。不过即便如此，大家也经常能看到有无人机闯入机场空域的消息，所以这个问题啊，也是一个常学常新的问题，必须持续研究才行。
对于低慢小飞行器的防御，其意义和价值我就不多说了，俄乌战争打了这么久，相信大家都明白一旦遇到战事，低慢小飞行器的现实威胁有多大。但想要琢磨怎么去防，首先要琢磨其防御的原理是什么，而一切防御的原理，又首要在什么呢？在于发现…由此，我们就要明白，对低慢小飞行器的探测原理有哪些。首先声学探测，这是最直接最基础的探测手段，要知道，低慢小飞行器的发动机和螺旋桨所产生的声音频率通常在20到20000赫兹之间，不同型号的飞行器都会在整个频谱上产生独特的声学特征，将这些特征与预先编译的声学特征数据库进行比对，就能识别出其型号。声学传感器是被动传感器，这意味着它们不会主动发射信号而暴露自身位置。此外，具有处理能力的麦克风阵列还可以利用声音抵达麦克风的时间差来确定飞行器的位置，精确度也是非常高的。不过呢，由于声压会随着与声源距离的增加而衰减，所以声学探测手段的探测距离很有限。
此外，通过改进飞行器螺旋桨设计和采用更安静的发动机来降低噪音是完全可行的，目前很多无人机都在搞这类技术。同时，探测范围有限、受天气和无关噪音影响大，以及飞行器降噪技术的发展，都在进一步限制声学探测手段的实用性和有效性，因此声学探测对于早期低慢小飞行器的探测效果较好，可越往后则越难。那怎么办呢？接下来就要说到我们所熟知的光电红外探测了。光电传感器主要依赖可见光工作，而红外传感器则能够检测红外辐射，根据波长的不同，红外辐射可分为短波红外中波红外和长波红外。不过，光电传感器和红外传感器都是被动传感器，而在非照明环境中工作，光电传感器效果要差很多。目前计算机视觉技术可与光电红外传感器配合使用，用于探测、跟踪和识别敌方低慢小飞行器，并估算出传感器与飞行器之间的距离。但在复杂环境中探测与识别低慢小飞行器仍是一项艰巨的挑战，特别是在背景杂乱无章的情况下，如布满城市高大建筑物或生长茂盛植被的背景。此外，恶劣的天气条件也会降低光电红外传感器的性能，导致其探测范围缩小。
除此之外，光电红外探测技术的一个潜在缺陷是，如果想要探测到飞行器，那么传感器需拥有一条畅通无阻的视线。也就是说，对方的操作员可以充分利用地形优势，让飞行器低空飞行至目标区域，就能够避免被探测到，这种方法，类似于早期低空飞行突破敌方防空体系的技术。再者就是当前主流的雷达激光探测技术了，大多数雷达为主动传感器，可发射电磁波，并通过接收从目标反射回的电磁波来探测物体。被动雷达本身不发射电磁波，而是通过接收目标发射或反射过来的电磁波来对目标进行定位或测距，常用于补充主动雷达体系，在性能上不足以完全取代主动雷达。现代综合防空体系通常配备了多种用于不同目的的雷达，其中一些雷达专用于预警和广域监视，其他雷达则用于聚焦跟踪和目标接战。由于雷达回波信号存在多普勒频移等特性，因此雷达体系可以捕捉目标飞行器的雷达特征、速度和距离等信息。不过，大多数玩具雷达的特性都是针对比低慢小飞行器更大、更快的目标而打造的，因此，只有更高频率的雷达才被用于探测低慢小飞行器，特别是Ku波段雷达和Ka波段雷达。
只是，使用这些较高频率雷达的缺点是大气衰减会增加，尤其是在下雨天，将缩小雷达的最大探测距离。而且同样的问题是，雷达也很难探测到利用地形进行掩蔽的低慢小飞行器，而这些飞行器一旦加装反雷达干扰模块和隐形设计的话，那么同样很难探测的到。激光探测与雷达类似，但使用的是激光照射目标，与光电红外探测手段一样，激光也很容易受到天气的影响，所以近距离还行，远距离就不用说了…最后就是目前重点发展的射频探测技术，因为低慢小飞行器与其控制站之间的通信信号是可利用的关键因素，射频探测器以被动方式捕获这些信号，从而探测和定位低慢小飞行器和其相关控制站。一旦接收到信号，射频探测器便能利用“抵达方位”或“抵达时间/频率差”技术对信号进行分析，然后以合理的精度定位信号发射源。当然了，从实战角度出发，要将低慢小飞行器的射频信号与周围环境中的其他信号区分开来非常困难，这意味着射频探测器需掌握特定无人机使用的通信频率和协议。因此，大多数射频探测器使用已知信号特征库来协助探测和进行识别。
探测过程呢，包括扫描特定频率和调制，并将目标区域内的发射信号与已知数据库进行比对。如果使用射频探测器搜索非已知的信号数据，这就比较难了。…基于新频率或新协议运行的低慢小飞行器，如果其信号不在已知信号数据特征库内，也可能很难被探测到。所以为保持射频探测器的有效性，必须不断更新已知飞行器信号数据特征库，但这个工作量和达成能力，绝不是一般小动物能够搞得定的。此外，现在先进的低慢小飞行器正朝着可利用无线网络、蜂窝网络甚至卫星网络的方向发展，这使得在众多使用相似频率和协议的系统中辨别其通信信号变得更加困难。而为了克服这一挑战，射频探测器就需要具备截获其通信所传输的数据的能力，这也是当前以及今后我们研究攻坚的主要方向。那说完了探测发现，就要说如何防御了，大体上呢，关于防御技术，大体上可以分为动能、干扰和定向能三大领域。动能防御最好理解，就是发现后直接使用传统防空玩具予以击毁就是了，但这个费效比可不是一般的高…
因为动能防御虽然效果直观，但在非战斗区域使用有可能造成很大的附带伤害。就算是在战斗区域内使用，也需要协调火力弧和空域管制，以避免误伤友军。此外，动能防御主要是以摧毁单个飞行器为主，面对群起而来的低慢小飞行器很可能无法形成可观的防御效果，戴胜鸟家的铁穹就是非常现实的例子。包括成本付出，也不是一般的大，所以动能防御在实战中确实是不得法之法，非必要也没谁愿意这么做，毕竟对方拿一堆不值钱的低慢小飞行器换己方贵重的动能防御玩具，谁亏谁赚大家一目了然，因此干扰防御就成为当下研究发展的主流方向。干扰防御是指利用干扰器发射射频信号来阻碍低慢小飞行器收发信号，当飞行器与其控制站失去联系后，通常会被迫执行四种预设应急程序中的一种：原处悬停、就地着陆、返回发射点或前往预定着陆区，也有飞行器在受到干扰后会直接从空中坠落或飞行失衡。干扰器的有效作用范围取决于干扰器功率和无人机通信体系的抗干扰性，且实际应用中有可能产生副作用。
己方发出的干扰信号有可能覆盖自身也在使用的频率，如果干扰行动是针对卫星导航信号，那么不仅敌方，所有依赖卫星导航信号的体系都有可能失效。因此，当前干扰与反干扰技术的发展可谓是如火如荼，但我们也有想到，有没有一种更简便靠谱的方法，来对付低慢小飞行器，且没有更多的副作用呢？答案是，定向能防御。定向能效应器凭借其有效性、快速响应性以及一旦投入使用后相对较低的保障需求和单发成本，成为目前应对低慢小飞行器的最佳解决方案。而且，定向能的激光和高功率微波可以最大程度地减少交战产生的附带损害。高能激光有许多优势，首先是其拥有快速而精确的交战能力，如果视线畅通无阻，激光束将以光速到达目标，大多数激光玩具都能在飞行器机动的情况下保持光束对飞机的照射。此外，通过降低功率或缩短照射时间，激光有可能会使无人机上的成像传感器发生错乱，从而造成任务杀伤。
与激光玩具一样，高功率微波玩具也是一种定向能玩具，可通过不同的平台或载体在目标附近释放高功率电磁脉冲来干扰或破坏目标的电子设备。此外，不同于激光玩具一次只能攻击一个目标，高功率微波玩具可同时对多个目标产生效，这一特性使得高功率微波玩具在应对敌方集群式低慢小飞行器时可谓是完美解决方案。当然了，定向能防御也不是无法突破，激光和高功率微波玩具都有相应的反制措施。对于激光玩具而言，使用烟雾或其它遮蔽物可以阻挡激光束的路径，减少激光器对目标的直接照射，也可以在无人机设计中采用能够反射或吸收激光的材料等。对于高功率微波玩具而言，飞行器可通过加固电子设备进行防御，例如使用特殊的屏蔽材料来防止电磁脉冲进入飞行器的电子系统。但实话实说，这都属于顶尖玩法了…就目前而言，哪怕是鹰家，都还没玩到这个程度，更别说其它动物了。所以，对于低慢小飞行器的研究以及防御研究，兔家确实是做到了那句话，遥遥领先，一直领先…
但话说回来，谦虚使人进步，骄傲使人落后，即便是站在新的起点上，我们依旧要不断钻研、勇攀高峰，才能继续领先、始终领先。毕竟，这是一场输不起的战斗…
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