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雷達/頻譜偵測神準 無人機防禦多管齊下
新電子吳心予
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在軍用無人機受到大規模採用與市場關注後,無人機防禦系統發展出針對軍用需求的技術與功能。軍用無人機的偵搜透過雷達、頻譜偵測、光學與聲學,精準辨識入侵的無人機。完成敵方無人機的偵查之後,系統的反制功能就能先透過訊號干擾避免無人機入侵。若是訊號干擾的防禦成效不足,就需要採用攔截器,直接攔截設備。

在軍用無人機的需求攀升之前,市場上本來就有無人機偵測的解決方案。安立知業務暨技術支援部副理程昭團(圖1)指出,2023 年的無人機偵測解決方案,強化大範圍的地面偵測功能。地面可以採用手持式頻譜儀, 搭配多個布建在地面上的裝置,透過三點定位及多點定位的形式,建立長距離的頻譜偵測區域。頻譜偵測區域會針對任何發出訊號的無人機,進行被動式偵查。被動式無人機偵搜系統,不需要像雷達偵測一樣主動發出訊號,因此能夠確保自有設備不會被干擾, 也可以避免訊號遭到敵方定位。

圖1 安立知業務暨技術支援部副理程昭團

雷達/頻譜偵測/光學/聲學助力無人機偵查

精準的無人機反制系統,可以詳細分辨敵方無人機的型號。Rohde & Schwarz應用工程協理連俊憲(圖2)表示,隨著無人機的功能持續精進,無人機針對基礎設施攻擊,或者執行犯罪行為,都會帶來更嚴重的威脅。無人機的反制系統因此更顯重要。執行無人機反制之前,要先具備偵測能力。較常見的無人機偵測,包含雷達、鎖定無人機控制頻譜、攝影機的光學技術以及聲學四種。

圖2 Rohde & Schwarz應用工程協理連俊憲

上述四種無人機偵查手段各有優缺點,其中雷達的偵測距離最遠,其次是頻譜偵測,光學可偵測的距離則最短,需要依照不同的需求選用。例如,通常無人機的體積比較小,因此雷達需要足夠的解析度,才能辨別無人機和鳥,以避免誤判。另一種常見的偵查做法,則整合以上四種技術,依照不同距離的偵搜需求配置相應的技術。

型號辨識精準反制敵方無人機

在軍用無人機的反制方面,廠商如Rohde & Schwarz提供可精準辨識敵方機型,並進行訊號干擾的解決方案。Rohde & Schwarz 專案客戶業務經理李重陽(圖3)提及,為了提高無人機偵查的精準度,反制系統中針對不同的無人機型號建立資料庫與黑、白名單,不知名型號的無人機也會另外標記。透過資料搜集與分析,反制系統就能快速分辨敵方與我方的無人機,提高偵查的精準度與反應速度。偵測到無人機入侵,並精準得知該無人機的位置,最後就能透過訊號干擾完成反制。

圖3 Rohde & Schwarz專案客戶業務經理李重陽

防禦塔/攔截器雙管齊下 全面防禦無人機入侵

另外,同樣面對到軍用與商用無人機的防禦需求,廠商如創未來開發的無人機防禦系統,則透過通訊塔與可飛行的攔截器,建立軟殺與硬殺兩階段的攔截功能。創未來研發課長柴俊瑜(圖4)說明,無人機防禦是透過偵測敵方無人機,接著執行反制手段。創未來的無人機防禦塔中,配備主動式雷達、被動式雷達及訊號干擾器。在雷達偵測到無人機之後,會回傳該無人機的位置、飛行速度、種類,再用被動式雷達感測無人機或者遙控器使用的通訊頻段,以及飛行方向。最後防禦系統會針對無人機特定頻段與特定的方向,執行軟殺,也就是訊號干擾。

圖4 創未來研發課長柴俊瑜

無人機的硬殺方面,則透過攔截器執行。柴俊瑜進一步解釋,有些入侵的無人機,可能是透過人工智慧技術自主飛行,再到敵方區域中進行自殺式攻擊,因此我方難以只透過通訊干擾來避免遭受攻擊。所以為了補足軟殺的弱點,創未來開發用於硬殺的攔截器。攔截器就是一台無人機,一次可以飛出多台攔截器,針對入侵的無人機進行攔截。攔截的形式包含射出攔截網或橡膠子彈擊落等,直接阻斷入侵無人機的飛行。

軍用無人機防禦系統的需求持續成長,通訊與量測廠商從通訊角度,布局軍用無人機的防禦需求。防禦分為偵察與反制兩階段,首先透過雷達或頻譜偵測等方式,辨識並定位敵方無人機。後續系統則依序透過軟殺與硬殺手段,截斷敵方無人機的攻擊。

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