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无人机拦截技术分类及全向压制式设备特点分析

日期:2021-12-03 浏览次数:

近年来,无人机拦截技术的快速发展呈现出百花齐放、百家争鸣的局面,其中全向压制设备在世界上应用广泛。本文从无人机拦截技术的分类和现状出发,首先从技术原理阐述了无人机抑制干扰,然后从参数和应用特点的角度分析了该设备,旨在为该技术的良好发展提供一定的思路和建议。

一、无人机拦截技术分类及现状。

无人机拦截技术(又称反无人机技术)是指用于无人机拦截的系统技术。近年来,政府对无人机潜在安全威胁的担忧日益加剧,因为无人机可能对民用和军用设施构成严重威胁。事实上,反无人机技术的新市场也在迅速崛起[1]。

2017年9月,公安部财政局和公安部特种警察设备质量监督检验中心在连云港举行了无人机检测拦截设备现场测量,国内91个单位122套(套)设备,根据检测设备技术路线分为检测(雷达、光电)系统、无线检测定位设备、压制(定向或全向)干扰设备、欺骗干扰设备、损坏(网络捕获或激光)设备和上述技术集成系统。

2.1通信干扰技术。

在无人机通信中,通常在接收有用信号时,不可能完全抑制与有用信号相同或相似的外部干扰和特征参数,导致通信接收系统检测有用信号时不确定性。利用这一特点,干扰信号可以人扰信号,迫使无人机信号接收器获得的有用信息减少,以达到拦截[2]的目的。

由于无人机的诸多危害,无人机拦截技术应运而生。在现有的拦截方法中,无线电通信干扰技术因其拦截效果明显、附带损伤小而得到广泛应用。该技术的特点可概括如下[3]:

(1)对抗。

通信干扰是为了破坏或扰乱对方的无线电通信。无线电通信干扰的发射不是为了传输某些信息,而是为了抑制和破坏干扰中携带的干扰信息。很明显,通信干扰是针对对方的通信系统的。

(2)进攻性。

无线电通信干扰是有源的、积极的、主动的,它千方百计地“杀”到对方通信系统内部,因此通信干扰是有攻击性的。即使是通信干扰的防御目的,也是进攻性的。

(3)先进性。

通信干扰始终以对方为对象,因此必须跟踪对方通信技术的新发展,努力超越对方。只有这样,才能开发出克服敌人的通信干扰设备。然而,世界各国通信技术的发展,特别是抗干扰技术的发展,在高度机密的情况下,很难探索这些信息。因此,无线电通信干扰是一项技术含量很高的工作,在无线电通信领域的高科技高峰期进行竞争,非常困难。

(4)工作频带宽。

随着现代无线电通信技术的发展,无线电通信干扰设备需要覆盖的频率范围相当广,甚至可以达到十几千到几十千兆赫。在如此宽的工作频率范围内,电子技术和电磁波的辐射和接收在不同频段有不同的特点和要求。

(5)反应速度快。

如今,随着跳频通信和猝发通信的快速发展,目标信号在一个频率点上的停留时间短暂。在这么短的时间内,目标信号的搜索、截获、识别、分选、处理、干扰引导和干扰发射应该在整个工作频率范围内完成可以看出,通信干扰系统的反应速度必须非常快。

(6)技术难度高。

首先,通信设备通常信号强,因此干扰和抑制通信信号需要强大的功率。其次,通信一般采用窄带进行,因此通信干扰所需的频率瞄准精度较高。由于这两个特点,通信干扰存在一定的技术难度,需要不断更新和调整干扰目标。

2.2压制干扰技术介绍。

根据其技术原理,干扰拦截技术可分为压制干扰和欺骗干扰两类[4]。顾名思义,抑制干扰是一种通过发送干扰信号来覆盖无人机(无人机拦截)信号频谱减少或完全失去正常工作能力的干扰方式。欺骗性干扰是通过模仿无人机的通信信号,有意识地将模拟的假信号“发送到”无人机的通信网络中,导致其通信错误或行动错误。

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压制干扰可分为以下四类:]:

A)目标干扰。瞄准干扰是指干扰载频(中心频率)与信号频率重叠,或干扰信号和通信信号的频谱宽度相同。比如甲台向乙台发报,干扰的作用是让乙台收不到或听不到甲台发来的报文。因此,瞄准干扰辐射的窄带频谱必须与A台发送的信号频带基本相同,并与A台发送的信号同时进入B台接收器的选择电路。

瞄准干扰功率集中,干扰频带窄,干扰能全部用于压制对方的通信信号,干扰功率利用率高,干扰效果好。但要求频率重合度好,干扰机性能要求高,要求检测部分引导干扰频率。

针对性干扰,通常每个干扰频率针对相应的通信信号频率进行干扰,但一机干扰多目标已逐渐得到广泛应用。一般来说,瞄准干扰用于在短波段压制对方的重要通信。

B)半瞄准干扰。与瞄准干扰相比,半瞄准干扰频率重叠的准确性较差,即干扰信号频谱与通信信号频谱没有完全重叠。干扰信号的频谱通常比被压制的通信信号宽。干扰频谱可以通过对方接收器的频率选择全部或大部分电路。虽然与对方信号的频谱不一定重叠或频率重叠不高,但也可以形成一定程度的干扰。

由于半瞄准干扰功率不集中,利用率低,仅在特殊情况下使用。如果对方的信号出现时间短,目标太晚,或者对于某些通信方式,可以达到更好的干扰效果,而无需准确的频率重叠。

C)阻塞干扰。阻塞干扰又称阻塞干扰,起干扰辐射的频谱很宽,通常可以覆盖对方通信站的整个工作频段。阻塞干扰可分为连续阻塞干扰和梳状阻塞干扰。连续阻塞干扰在整个频段内发出干扰信号,同时抑制频段内的通信信号;梳状阻塞干扰的干扰频带为梳状,干扰落入这些频带的通信信号。干扰频带可以固定或移动。

阻塞式干扰的一点是检测设备不需要频率重叠设备,也不需要引导干扰。该设备相对简单,可频带内的多个通信站。但其缺点:一是干扰功率分散,效率低;二是施加阻塞干扰时,也会干扰落入其频带的自我通信信号。大多数阻塞干扰在超短波范围内工作。

D)扫频干扰。扫频干扰是指干扰发射机载频在较宽的频段内以某种方式从低端到高端,或从高端到低端的连续变化。

扫频干扰系统是自动化程度较高的干扰系统。通过提前预置存储预干扰信道,并在一定频段内反复扫描,当预置信道信号出现时,可自动随机干扰。这种干扰具有干扰反应时间短、机动干扰、管理自动化等特点。