扩大反无人机系统（C-UAS）检测和击落范围（值得读3遍）

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【导读】

虽然反无人机系统开发人员的数量和专业知识在稳步增加，但检测低、慢、小型无人机可能是最大的挑战。 

当今战场日益拥挤、竞争激烈的主要原因之一是无人机系统的普及。无人机系统曾经只供大型先进军事力量使用，并由高级指挥层部署和控制，但随着小型、廉价战术系统的发展，它们现在可以部署到排级甚至班级。这些系统已经投入使用，使乌克兰前线的战斗更加艰难，它们可以投掷从手榴弹到小型炸弹等各种武器，例如，它们曾在纳卡战争中对亚美尼亚军队使用过。

本期的无人系统清单中，涵盖了90多种无人驾驶飞行器(UAV)，从续航时间以分钟为单位的便携式系统到可飞行大陆的类似飞机的长续航系统。随着新系统的快速发展，以及匆忙修改的商用无人机系统的使用日益增多，列出的飞机只是不断扩大的冰山一角。

在无人机“食物链”的顶端，许多系统可以直接发挥作用，攻击目标并发射自己的武器，或者在较小规模上装备弹头并用作“自杀式无人机”（例如俄罗斯对付乌克兰时使用的伊朗制造的HESA Shahed 136）。

但即使无人系统并不构成直接的致命威胁，也不能忽视，因为它可以向敌人提供重要情报，并可能被用来提示敌人的炮火或空袭。

在某些环境中，无人机的存在本身就可能构成威胁——未经授权的民用无人机的使用可能会对机场/空军基地环境造成安全风险，因为有人驾驶飞机和UAS之间可能会发生碰撞。2018年12月，伦敦盖特威克机场发生无人机入侵事件，导致机场关闭三天，1,000个航班和140,000多名乘客受到影响，机场损失170万美元（140万英镑），航空公司损失更大（估计6500万美元）。最近，盖特威克机场于5月14日再次关闭近一小时，原因是疑似无人机活动。由于后一种威胁在和平时期会影响商业机场，因此它导致了专用反UAS系统的开发，这些系统也可能具有军事应用。

战术无人机系统带来了特殊的挑战。第1组和第2组系统的重量不到121磅（55公斤），飞行高度在3,500英尺（1,066米）或更低，足以构成致命威胁，同时能够从分散的位置、靠近前线的地方进行操作，通常隐藏在战场的混乱中，传统防空系统和前沿地面防空系统(GBAD)难以发现和对抗。这些防御系统也可以用于其他目的，致力于保护特定的关键或高价值资产。而且它们经常无法使用，因为很少有足够的防空资产来保护每个潜在目标。

在乌克兰，人们现在认识到，无人机系统随时有可能监视着他们的一举一动，这是一个持续的担忧和心理负担。

第一组和第二组UAS很难被发现，因为它们的垂直起降(VTOL)系统能够在受限且不显眼的地点飞行，无需在开阔的大面积区域使用单独的发射器，然后沿着不可预测的飞行路径飞行。现在有许多混合设计可以垂直起飞，但固定机翼允许更高的飞行速度和更长的飞行距离。

目前，反无人机系统(C-UAS)研发领域正在投入大量精力和资金。例如，在2023财年，美国国防部(DoD)计划至少投入6.68亿美元用于研究，并再投入7800万美元用于C-UAS采购。

本文来源于2024年外军开源情报，发布于2024年9月3日，0.4万字，本文原文及完整译文收录于《反无人机系统专题资料汇编（2024年）》，218页，3.31万字干货，已加入文末“蓝军开源情报知识星球”的用户可免费下载，具体请咨询客服微信：lanjunqingbao2081。

关键词：反无人机系统，反无人机设备

编译 l 所长007

来源 l 蓝军开源情报（ID：Lanjunqingbao）

转载请联系授权（微信：Lanjunqingbao2081）

对抗UAS的第一步是检测、识别和跟踪它！这可能远非易事，因为较小的战术UAS系统可能只有相对较短的任务持续时间，在此期间它们可能代表非常低的签名目标。因此，许多较小的UAS由于其尺寸、结构、飞行剖面和高度而无法被传统防空系统检测到。因此，人们非常重视开发有效的检测、跟踪和识别传感器、技术和流程。

有多种传感器可以探测战术UAS目标，包括雷达、电光(EO)、红外(IR)、声学和射频(RF)传感器，但它们的体积小且信号有限，难以探测到，而多种传感器的组合会很有用，尤其是融合在一起时。

多普勒雷达非常适合探测UAS，因为它们可以探测速度差异，从而能够探测和跟踪移动物体，同时忽略或丢弃静态物体。荷兰Robin EVIRA是一种调频连续波(FMCW)雷达，是一种微型多普勒雷达，可提供准确、快速的跟踪和快速的更新率，使其成为寻找和跟踪小型敏捷目标的理想选择。

丹麦公司Weibel Scientific是一家拥有数十年研究经验的专业雷达公司，该公司开发了多频监视雷达XENTA系列，该系列基于连续波(CW)、调频连续波(FMCW)和多频连续波(MFCW)3D空中监视和跟踪雷达技术。这种双重能力技术专为满足短程防空(SHORAD)要求而开发，此外还有一种较轻的版本，主要用于检测、跟踪和分类C-UAS威胁带内的低、慢、小(LSS)目标。

XENTA-C雷达能够通过检测无人机旋翼产生的微多普勒来区分悬停无人机和地面杂波，即使无人机只是悬停在空中也可以检测到它。

Weibel的Xenta-C是新一代X波段CW-FMCW反无人机无人机探测雷达的一部分，特别适合探测、跟踪和分类低、慢、小型(LSS)无人机目标。（Weibel）

小型AESA（有源电子扫描阵列）雷达系统也非常有效，Ascent Vision RADA多任务半球形雷达(MHR)就是一个很好的例子，它是一种紧凑且节能的技术，可用于探测3-4英里（5-6.5公里）范围内的小型UAS。最新版本的ieMHR由DRS RADA Technologies提供，为用户提供了增强的SWaP-C和移动操作功能。

ieMHR是一款先进的地面多任务雷达，可用于反无人机、超短程防空(VSHORAD)、反火箭、火炮和迫击炮(C-RAM)以及半球监视作战任务。（DRSRADA）

C-UAS系统经常使用光学和电光系统，包括高分辨率彩色和热感应红外摄像机。它们最常用于提供正面识别，而不是初始目标检测。光学瞄准系统也经常用于跟踪和瞄准用于攻击UAS目标的任何武器。

红外搜索与跟踪(IRST)可以提供连续扫描，根据目标的热辐射探测目标。它们可用于搜索和监视，如果目标的热特征足够独特，甚至可以用于目标识别和辨认。HBH红外系统Spynel-X系列IRST已经证明了其在周边监视中的实用性。IRST完全是被动的，通常非常紧凑，可用于应对各种威胁。

声学传感器已用于车载“射击”和枪声探测系统，已显示出通过声音特征探测UAS存在甚至方位的能力。联网后，这些系统可以通过对检测到的声音特征进行三角测量来提供准确的地理定位。与数字威胁库结合使用时，声学特征甚至可用于识别UAS目标的具体类型，让操作员了解威胁能力，并帮助确定目标优先级和选择最合适的对策。

RF（射频）传感器可用于识别用于控制UAS的无线信号，使用三角测量法精确定位威胁系统，甚至可能定位其控制站。这样就可以直接或间接攻击控制点，甚至便于捕获敌方操作员及其装备。

通过结合多种类型的传感器，可以利用更有效的分层检测能力，最大限度地提高在最短时间内击败威胁的机会。

探测并定位UAS目标后，下一步就是阻止其完成任务目标。这可能需要物理摧毁无人机，或只是阻止其完成任务。这两种方法都称为“拦截”。

干扰是“拦截”无人机系统的一种方式，即使用发射的电子能量破坏、中断或完全阻断与操作员的通信和控制链路，或干扰无人机导航所依赖的GNSS/GPS信号。这可能会导致无人机坠毁，或进入“失去联系”程序，可能只是着陆，也可能返回发射点。干扰设备可能很轻，可以随身携带，但通常较重，只能在固定位置或安装在车辆上使用。一些无人机甚至可以通过“眩目”来干扰，尤其是使用激光能量，有效地使无人机或其传感器失明。

或者说，更为狡猾的是，UAS可能会被“欺骗”，欺骗者接管UAS的通信链路，发送模仿合法信号的虚假GPS信号，从而欺骗机载GPS接收器。

干扰或欺骗的优势在于能够有效对抗困难目标，包括多方向群体攻击，以及手动控制的无人机。

但有时，可能需要或希望实现“硬杀伤”，即物理摧毁或捕获无人机。无人机系统可以用枪支来摧毁或摧毁，包括使用传统的防空（防空炮火）系统。甚至还有基于使用网捕获飞行中无人机的C-UAS系统，或旨在与目标系统相撞的拦截无人机。

或者，可以使用定向能武器，包括激光或高功率微波系统。高功率微波(HPM)设备是一种高成本/高冲击力技术，它使用强大的微波束，其威力足以在几秒钟内摧毁一架小型无人机。它们可以瞄准单个无人机，甚至可以瞄准成群的自主无人机，因为它们使用的波束范围很广。美国陆军和美国空军正在开发一种高功率微波实验，即战术高功率微波作战响应器(THOR)，用于摧毁成群的小型无人机。它已经在进行测试，伊庇鲁斯制造了几个Leonidas系统原型。

通常，将使用协调的系统组合来实现全方位的C-UAS解决方案，作为系统的系统运行，包括固定站点、移动和便携式系统。

或许并不令人意外的是，美国武装部队处于反无人机行动的最前线。2019年12月，美国国防部(DoD)任命陆军为执行机构，负责监督国防部的各种反小型无人机(C-sUAS)计划和发展。2020年1月6日，国防部长批准成立一个新办公室，即联合C-sUAS办公室。国防部还计划在2024财年之前在俄克拉荷马州西尔堡建立一所联合C-sUAS学院。该学院的任务是同步美国所有军种的反无人机战术训练。

到目前为止，美国的C-UAS工作都是零散的，主要由各个军种承担。海军于2014年在庞塞号(LPD-15)上部署了世界上第一种可操作的定向能武器——30千瓦激光武器系统(LaWS)。美国海军还部署了一种光学眩目器Odin，旨在干扰UAS传感器，后来又于2021年在普雷布尔号(DDG-88)上部署了60千瓦激光器Helios。

2019年，美国海军陆战队完成了对安装在4×4联合轻型战术车(JLTV)上的海军陆战队防空综合系统(MADIS)的测试。MADIS有两种变体，Mk1采用炮塔发射的毒刺导弹、遥控武器站上的直射武器（30毫米炮）、配备SNC ModiII系统的多功能电子战能力以及洛克希德·马丁公司的电光/红外(EO/IR)炮塔。MADIS Mk2针对C-UAS角色进行了优化，并增加了360°RADA RPS-42雷达和C2套件，但没有毒刺导弹，而是使用六管7.62毫米M134迷你枪作为直射武器。海军陆战队还在Polaris MRZR全地形车上部署了轻型MADIS(LMADIS)。它们具有相同的雷达和电子战套件，并在部署完整标准MADIS Mk1和Mk2之前作为试验台和临时C-UAS解决方案。

作为GBAD系统套件的一部分，美国海军陆战队目前正在采购首款经国防部批准的地面激光器，即所谓的紧凑型激光武器系统(CLaWS)，该激光器有2千瓦、5千瓦和10千瓦三种功率，由波音公司制造。CLaWS是一种车载激光器，旨在摧毁或击落安装在新型联合轻型战术车辆上的小型无人机系统。CLaWS激光器旨在烧毁无人机机身部分或点燃其机载燃料供应或爆炸弹头，“就像用喷灯照射无人机一样”，据一位波音工程师称，激光器只需15秒即可击落飞行目标。

美国空军积极参与“定向能试验活动”，2018年在新墨西哥州科特兰空军基地成立了定向能联合试验部队(DE-CTF)。2019年10月，美国空军接收了车载高能激光武器系统(HELWS)C-UAS原型，随后进行了为期一年的海外实地测试。当连接到发电机时，HELWS可以产生“几乎无限次的射击”，该系统现已获得用于战斗的认证。目前已部署了多个附加系统。

雷神情报与空间公司(RI&S)在白沙基地进行了一次HELWS能力演示，在实弹演习中摧毁了9架1组和2组无人机，在此期间，该系统与国家先进地对空导弹系统(NASAMS)配合使用，提供发射提示。美国空军目前正在测试HELWS2（高能激光武器系统2）。

虽然车载系统目前正在部署，但便携式C-UAS技术已被证明存在问题。海军陆战队司令戴维·伯杰向国会作证称，由于重量和功率要求，这些技术“没有成功”。

为了应对未来的威胁，国防高级研究计划局(DARPA)正在资助一系列C-UAS技术开发项目，旨在开发可击败未来自主系统的系统，包括CounterSwarmAI。

一、莱昂纳多DRS推出反无人机Stryker3

二、发现并击败6

1.接近战斗6

2.获胜组合12

3.加速优势15

三、以技术对抗技术20

1.更宽的版型23

2.无人驾驶vs无人驾驶28

3.关键推动因素30

四、扩大反无人机系统(C-UAS)检测和击落范围32

1.知道那里有什么34

五、高功率防御42

1.高能激光器42

2.高功率微波47

3.结论51

六、C-UAS——解决检测问题53

1.战术无人机系统53

2.检测55

3.分类和识别59

一、Leonardo DRS Introduce Counter Drone Stryker61

二、Detect to Defeat?64

三、Fighting Technology With Technology80

Wider Fit88

Unmanned vs Unmanned95

Critical Enabler97

四、Broadening C-UAS Detection and Take-down99

五、High Power Defence114

六、C-UAS – Solving the Detection Problem127

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原文始发于微信公众号（蓝军开源情报）：扩大反无人机系统（C-UAS）检测和击落范围（值得读3遍）