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摘 要: 無人機在枯燥任務領域、惡劣環境任務領域和危險任務領域發揮巨大作用，由于其具有低成本、 零傷亡、高費效比等特性，在現代戰爭中屢立戰功。未來戰爭是智能化、信息化戰爭，人工智能在給無人機帶 來巨大變革的同時，系統運行的可靠性、安全性也越來越依賴于復雜電磁環境下信息的穩定傳輸與掌控。無人 機在惡劣電磁環境下的生存能力、適應能力，乃至電磁制衡能力一定程度上引領信息化裝備電磁攻防的發展趨 勢。綜述了無人機的電磁環境效應與電磁防護技術，闡述信息層面與能量層面的無人機電磁反制與電磁防護 方法，以期從智能化角度實現無人機電磁攻防。
關 鍵 詞 : 無人機; 電磁反制; 電磁防護; 智能化
海、陸、空、天、電磁多域一體化作戰下，無人機在枯燥任務領域、惡劣環境任務領域和危險任務領域發揮巨 大作用。未來戰爭是智能化、信息化戰爭，隨著隱身技術、新材料技術、微電子技術等高新技術在武器裝備上的 廣泛應用，無人機取得了突破性進展，屢立戰功，特別是人工智能的發展給無人機帶來新變革。但與此同時，無人 機各項任務的完成也越來越依賴于復雜電磁環境下系統的抗電磁干擾乃至電磁打擊能力，無人機在惡劣電磁環境 下的生存能力、適應能力，乃至電磁制衡能力一定程度上引領信息化裝備電磁攻防的發展趨勢。
1 無人機電磁反制技術
惡意無人機和有意無人機攻擊對軍事及民用目標的威脅日益增大，無人機電磁反制技術成為新熱點，基于電 磁效應攻擊并反制成為“必殺技”。而隨著無人機本身信息化、自主化程度顯著提高，抗干擾能力大為增強，依靠 固定頻點、功率壓制的簡單手段難以制服無人機的惡意行為。為此，基于多種信息化手段，動態多源電磁環境對 無人機的作用規律與機理亟需被認知。
現有對無人機干擾的軟殺傷技術即電子干擾技術，包括通信干擾技術、雷達干擾技術、光電干擾技術、導航干 擾技術等。大型項目使用最多的無人機反制系統是雷達光電反制系統，它以雷達及光電協同探測為主要手段，雷 達遠距離發現目標，光電跟蹤系統完成視距內無人機的搜索、檢測與識別，干擾反制系統根據控制中心指令或預 定模式對識別出的無人機進行驅離或迫降。小型項目主要采用無人機反制槍，在無人機通信或導航頻率上發射比 正常工作功率更大的無線電信號，對通信或導航系統起到干擾和阻斷作用，迫使其降落或返航?；谏鲜鲈淼?無人機反制系統研究日趨成熟，功能越來越強大，例如以色列拉斐爾先進防御系統公司研制的無人機穹(Drone)除 了能阻塞無人機與地面遙控裝置之間的通信信號，還可以對全球導航衛星系統信號進行干擾;英國研發的 AUDS 反無人機系統能在 6 英里范圍內檢測無人機，通過阻塞、干擾、誘騙來控制目標無人機;中國北斗開放實驗 室發布的誘騙式民用反無人機系統 ADS2000，通過全面干擾、壓制、欺騙等方式，實現對目標無人機的有效捕獲。
無人機摧毀的硬殺傷技術以定向能武器技術優勢明顯，主要包括高能激光武器技術、高功率電磁脈沖武器技 術。激光武器具有精度高、成本低、瞄準即摧毀等優點，無人機在激光武器面前躲避攻擊的能力較低。例如美國 陸軍在無人機硬殺傷挑戰賽中驗證了“機動型遠征高能激光武器 (MEHEL 2.0)”的反無人機能力，可以 5 kW 高能 激光束成功打擊目標。美國陸軍利用雷聲公司“相位器”高功率微波武器對抗無人機，可在搜索雷達的引導下跟 蹤無人機，通過蝶形天線發射高功率微波，損毀無人機內部的電子器件。俄羅斯聯合儀器制造公司研制的微波武 器系統，通過發射超高頻微波，使無人機的通信系統失效，導致無人機失去控制，可應對 0.8 km 范圍內的無人機 群。我國在此方向上以國防科技大學的技術優勢最為明顯。
隨著軟殺傷和硬摧毀這兩類無人機反制技術的日趨成熟，未來將打破技術屏障，實現動態多源融合的電磁反 制，基于多種電磁效應復雜非線性作用與響應機理，實現寬帶與窄帶、信息與能量、干擾與損傷的多維度打擊。如 下述實驗室對無人機通信、導航、探測和控制這 4 項關鍵性能的電磁環境效應研究成果，以此綜述基于電磁環境 效應可對無人機系統采取的反制措施。
1.1 電磁反制無人機通信鏈路
目前無人機執行任務仍主要依靠地面控制站進行決策，采取的是上傳遙控指令，下傳遙感遙測信息的模式，進 而無人機通信鏈路即數據鏈的電磁安全性是無人機系統的重中之重。例如，美伊局勢緊張，美國多次派遣無人機 對伊朗實施抵近偵查，但伊朗毫不示弱，從 2011 年開始相繼宣稱俘獲和擊落多架美軍無人機，包括 RQ-170“哨兵” 無人機、“掃描鷹”無人機、MQ-9“死神”無人機和 RQ-4“全球鷹”無人機[1]。這些無人機中部分機體完整無明顯損 傷痕跡，相關人員對此分析研判，認為數據鏈受到電磁干擾是美軍無人機被捕獲的重要原因。
對無人機數據鏈系統，實驗室條件下分別開展強場連續波及強電磁脈沖試驗。發現在強場連續波下，無人機 數據鏈表現出豐富的效應等級，包括性能下降、干擾、擾亂和降級。每個效應等級的閾值均是以中心頻率為最低 點的“U”型曲線[1-2]。性能下降是在觀測數據鏈的誤碼率時，可明顯發現誤碼率顯著上升，數據鏈仍能保持正常工 作。干擾是數據鏈偶發失鎖，即偶然發生鏈路中斷，但依靠鏈路自身的處理機理仍能再次連通，保持正常工作。擾亂是數據鏈中斷失鎖，無法連通，但依靠地面端的控制軟件可軟重啟，恢復重新連通的狀態。降級則是數據鏈 失鎖，無法軟件重啟連通，只能依靠人為重新加電才能恢復工作，但并未發生硬損傷的效應現象。同時，以 4 種無 人機數據鏈為受試對象，強場連續波 200 V/m 下均未發生物理損 傷，但效應的豐富層次和效應閾值與數據鏈本身有關。在寬譜高 功率微波下，數據鏈的效應現象與峰值場強、重復頻率密切相關， 也展現出干擾、擾亂和降級的效應現象，單峰值 80 kV/m 下未出現 硬損傷。在窄譜高功率微波下，數據鏈的效應現象與中心頻率密 切相關，當干擾頻率處于工作頻帶以外時，表現出干擾、擾亂和降 級的效應現象;當干擾頻率與工作頻率非常接近，數據鏈的效應現 象與脈沖功率密度、脈寬、重復頻率、持續時間均密切相關，當重 復頻率足夠高、脈寬足夠寬，即使較低的脈沖功率密度也可造成數 據鏈射頻前端損傷。圖 1 為高功率微波下數據鏈射頻前端低噪聲 放大器出現硬件損傷，導致無人機數據鏈無法工作。
