01引言无人机的发展始于军事领域。20世纪90年代以来，军事应用得到快速发展。本世纪以来，随着技术的不断成熟和进步，无人机开始向小型化、低空化、简单化、低技术化、低成本化方向发展。、无障碍出行、适应性强、改装方便等特点，迅速在民用领域获得青睐。然而，无人机的快速普及导致非法飞行猖獗，严重扰乱了国家防空预警系统的正常秩序，造成了国家人力、物力、财力的重大浪费，也影响了防护。身处国家重点要害地区，首都日常空防、军民航空飞行安全和社会安全稳定都带来了前所未有的挑战。因此，发展无人机检测与反制装备，制定合理法规实现有效监管，抓获违法无人机，有序发展无人机，成为亟待解决的问题。02无人机探测技术无人机探测技术主要通过语音识别、光电识别、雷达探测和电磁波探测来实现。有效的探测可以实现对无人机的定位，从而实现对无人机的反制和控制。2.1语音识别无人机在飞行过程中，其电机运转和旋翼振动会产生一定程度的噪声，主要分布在0.3k~20kHz范围内。无人机声音识别是通过识别噪声来发现和检测无人机，主要有“音频指纹”和声波阵列接收两种方式。“音频指纹”识别无人机：每一架无人机都有一个独特的“音频指纹”——螺旋桨旋转的声音。使用麦克风探测天空中的可疑区域，记录几个位置的音频噪声，将检测到的音频与记录所有无人机音频的数据库进行匹配，以识别是否是无人机的声音。“音频指纹识别”不仅可以检测到无人机来自哪里，还可以检测到它是什么类型的无人机。“音频指纹”识别技术需要将所有无人机的声音都收录到数据库中，包括部分军用和自制无人机，以降低误报率。这种方法的有效检测距离一般在200米以内，只有少数产品可以识别到1公里的距离。声阵接收识别无人机：声阵用于接收和处理空中飞行的无人机的声信号，实现目标分类识别。无人机的声音信号具有以下特点：在时域是连续信号，在频域是一系列逐渐衰减的线谱；线谱的基本成分与无人机的速度成正比。采用高灵敏度声电信号转换探头、多通道高速采集处理卡，应用多点相关运算和数据融合处理技术，基于声学原理和多孔径协同的声音检测系统可以建立计算技术，实现对无人机目标声音信号的快速发现。该方法的可靠探测和跟踪距离约为200米。2.2可见光/红外探测可见光/红外探测是利用目标的可见光或热红外反射进行无人机探测。先进的DOE光学红外热像点跟踪检测技术、高清激光扫描面目标图像识别算法技术、10000微脉冲高精度伺服驱动光电转台技术，实现低空低速监控在常规模式下监控时的飞行物体。小型无人机对需要监控的区域进行探测、分类和跟踪，进行全天候、全空间的视频探测和监视。对微型无人机的影响范围可达2公里。可见光/红外探测可捕获各类无人机，可实现全天候、实时、可视化的监控管理。由于无人机体积小、红外辐射低的特点，红外探测的探测距离大大缩短。在抗激光探测方面，无人机更容易采用吸波、透射、导光等材料来减少激光反射和出现。隐身设计等，让可见光/红外探测变得更加困难。2.3雷达探测雷达探测是应用现有的2D/3D机械或电扫描雷达技术，利用电磁波在通过不同传输介质时产生反射波，实现对无人机目标的探测。为配合无人机的RCS区域，通常采用S、X、Ku波段雷达，需要与光学或其他系统配合，实现对无人机目标的飞行监测。雷达探测受低空仰角的限制，需要较强的地杂波抑制能力。对于一些低空目标，常采用结构简单、部署方便、利用率高的气球雷达进行探测。雷达探测不受无人机类型的影响，有效探测距离可达数公里。但现代无人机一般由塑料泡沫、轻木和复合材料制成。这些材料具有波传输特性，使其不易被检测到。此外，无人机本身的雷达散射区域很小，加上飞行速度较慢，由此产生的多普勒效应并不明显，降低了被雷达探测到的距离和探测概率。容易与天气干扰和杂波干扰混淆。无人机在实际飞行中离地面只有几十到几百米，地面雷达很难远距离探测和跟踪。图1雷达探测2.4无线电磁频谱监测无人机通过遥控系统和图传系统与地面远程操作人员进行通信。遥控器负责将操作者的指令传递给无人机。传输到操作员的屏幕。两个系统都使用不同频率的无线电进行传输。无人机遥控器通常使用2.4G频率信号传输操作指令。无人机在使用卫星导航飞行时，数据传输模块会将与飞行相关的信息（如位置、自身状态、电量信息等）返回给地面控制终端，确保飞行安全。因此，利用无线电监测设备发现无人机的数传和图传链路信号，从而实现对无人机目标的探测。无线电磁频谱监控方式适用于各类无人机，可安装在任何需要监控的区域，实现7×24小时不间断监控记录。此外，它还可以捕获隐藏在建筑物、工厂和树木之间的无人机信号，有效检测无人机操作员。现有典型监控系统具备有效监控和发现无人机的能力：2.4GHz控制信号，探测范围约1-2km；433/868/920MHz数字传输信号，有效探测距离约2-3km；5.8GHz图传信号，探测范围约1km。但是，如果无人机目标没有发射无线电信号，处于“静默”状态，就无法利用电磁频谱的方法进行有效探测。图2无线电磁频谱监测03无人机对抗技术传统飞行器在飞行过程中，为满足测量载体飞行状态的需要，配备自由度陀螺仪、加速度计等传感器，称为惯性导航自主导航系统。自由度陀螺仪用于测量载体的旋转运动状态，其内置的加速度计用于测量载体的平移运动状态。车辆本身的加速度是通过安装在车辆上的惯性元件（如加速度计）进行测量，通过积分计算得到速度和位置，从而实现车辆的导航和定位。计算机根据测得的加速度信号计算出载体的速度和位置数据。在此基础上，目前的无人机采用卡尔曼滤波技术，结合GPS、北斗、GLONASS等卫星导航系统，可以获得比惯性导航精度更高的飞行状态反馈信息，地面的管制员可以借此获得无线信息。人机飞行状态。根据上述无人机的工作特点，为阻断无人机的飞行，可采取有针对性的控制和阻断措施：（1）对于遥控飞行，对无人机的控制环节进行阻断和阻断。控制破坏地面管制员远程控制无人机侵入受保护或限制飞行区域的企图；(2)在无人机巡航飞行时，对GPS、北斗、GLONASS等卫星导航系统进行阻断控制，防止无人机获取自身当前位置状态，进而破坏无人机巡航状态。无人机被发现后，为有效控制无人机终止预定飞行，可考虑采用无线电信号抑制方式拦截。对其信号抑制的研究主要从以下两个方面入手：第一，对数据链控制信号进行抑制。在无人机通过地面终端遥控飞行的模式下，地面控制终端主要通过数据链向无人机发送遥控指令，完成相应的飞行动作。因此，在这种情况下，通过现有的抑制手段，对其控制数据链信号进行大功率阻断干扰抑制，可以使无人机与地面控制终端失去联系，从而无法正常飞行。本次测试主要针对上述433MHz频段、900MHz频段和2.4GHz频段三个常用频段进行信号抑制测试。二是压制卫星导航信号。无人机导航系统为无人机提供参考坐标系的位置、速度、飞行姿态，引导无人机沿指定航线飞行。如果无人机失去导航信号，就会出现漂移，无法平稳飞行，甚至坠毁。因此，考虑采用无线电控制设备对无人机卫星导航系统的大功率信号进行抑制和干扰，使其无法正常工作，使飞行中的无人机失去正常的飞行状态。3.1无人机的遥控信号可以控制其链路信号，可以采用欺骗手段，例如禁飞区欺骗屏蔽链路信号，发送一个假的禁飞区经纬度GPS信号飞行区提示无人机原地降落；或者将航路方向极坐标的GPS发送给无人机，反方向驱走无人机。遥控信号的强度远大于GPS信号，但由于遥控接收天线的主瓣必须面向地面，因此无法像GPS天线那样提供对地干扰的隔离。目前，遥控发射机已普遍采用跳频和扩频技术，跳频参数可以自适应，具有一定的抗干扰能力。在计算所需的干扰大小时，必须知道跳频和扩频的参数才能获得准确的结果。可用的干扰方法包括暴力噪声干扰、阻塞干扰和瞄准干扰。3.1.1剧烈噪声干扰遥控发射机仍按上述参数，假设控制系统位置距离无人机100米，天线增益为3dB。如果使用相关干扰，所需的干扰功率接近于遥控发射功率，即0.1W以上。如果遥控信号有跳频措施，而干扰者除了频段范围外不知道这些措施的任何参数，只能用噪声猛烈覆盖整个频段，那么所需的功率就会增加。一般来说，至少需要提升30dB（即100W）。这无疑增加了压制设备的实施成本；同时，抑制设备功率过大还可能影响其他正常的无线电通信。如果遥控信号的跳频范围是2405~2495MHz，而控制系统所在位置不知道跳频参数，那么就得用噪声覆盖整个频段，而遥控器的功率信号集中。当它的总功率电平比干扰总功率电平小的时候，它仍然可能在本地远高于干扰电平，这样就不会受到干扰。目前先进的遥控器可以根据干扰情况自动调整跳频频率，所以对于采用跳频的遥控器，窄带强干扰效果不好。3.1.2Blockinginterference阻塞干扰是指位于通信信道之外，超出接收电路容限，能降低接收机处理正常信号能力的干扰。采用扩频和跳频技术有利于抗噪声干扰，但不能提高接收机的阻塞程度。相反，堵塞更有可能是由于必须有一个更宽的前置放大器。这里，阻塞电平的定义是：位于接收机瞬时通带之外，将接收灵敏度压缩6dB所需的干扰电平。为了提高民用接收机的灵敏度，天线信号通常经过简单滤波后进入低噪声放大器和混频器。在省电方面，这些电路不能使用大功率器件，动态范围也比较小。通常，它们只需要提供-20dBm左右的干扰信号。即使干扰频率与接收频率有微小偏差，也能提高接收灵敏度。减少6分贝。此时-20dBm就是接收机的阻塞电平。如果干扰进一步增强，接收机将完全失去有用信号。如果接收机前级没有合适的削波电路，更强的干扰会把它烧坏。3.1.3定向干扰定向干扰是根据被干扰信号的瞬时频率和上电时间进行定向干扰。任意时刻窄带数字传输或跳频信号的频率是确定的，干扰只需要针对这些频率，不需要覆盖所有可能的跳频范围。这将大大节省干扰功率。对于纯直接序列扩频，通常不定义针对干扰。侦察接收机不断监听可能的通信频段，并将数据发送到计算机。当计算机发现遥控器的信号后，立即告诉干扰发射机需要干扰的参数，使干扰发射机开始发射。一段时间后（比如1毫秒），干扰暂停，侦察接收机继续搜索遥控信号。如果遥控信号继续存在或频率改变，则将新参数告知发射机，并重新开始干扰。如果遥控信号消失，停止干扰。让接收机和发射机分开布置，这样侦察和干扰就可以同时进行。这种干扰的好处是没有信号就没有干扰，而且干扰程度很小，环境友好度高。如果遥控信号不是扩频的，通常使接收电平相等或稍大一些就足够了。如果是扩频信号，由于扩频增益不高，通常只需要在20dB以内即可。功率设置可以根据遥控信号的瞬时带宽来确定。当带宽较大时，应适当增加。无论频率和带宽如何，侦察接收机都可以测量，如果技术允许，还可以测量调制方式，并且对某些信号（例如控制系统位置附近的WIFI信号）不敏感。3.2无人机导航信号控制无人机在飞行过程中，会利用卫星导航信号确定自身的位置，从而实现稳定自身状态、调整飞行方向、返回位置状态等功能。目前，较新的无人机导航模块已经可以实现美国GPS卫星导航系统、俄罗斯GLONASS卫星导航系统和中国北斗卫星导航系统的兼容，同时使用三种导航系统进行定位；至少会使用GPS卫星导航系统进行定位。由于GPS的适用性和利用率最高，下面??以GPS为例对无人机导航信号控制所需电平进行数学计算。GPS信号非常微弱，低于地面附近的自然本底噪声。使用增益为3-6dB的常用无源天线在开阔地带接收，总接收电平可达-120dBm左右。民用GPS信号为扩频信号，频率为1575MHz，带宽为2.046MHz，扩频增益为43dB，按6dB计算。通常无论采用何种干扰手段，只要电平足够大，都能产生一定的干扰效果，但由于扩频增益过高，在某些频段干扰的效益很差.在易于实现的方法中，全频带噪声干扰更有优势，当满足以下条件时误码率高于10%：(1)干扰信号的带宽等于或大于2.046MHz，覆盖GPS信号的整个频段。(2)干扰信号经GPS天线接收后，其总功率电平应高于-83dBm。从控制角度看，无人机目标在自动预设航线模式下飞行时，如果能阻断其接收卫星导航信号，则无法按预定航线飞行；在遥控模式下飞行时，根据实验结果，它的卫星导航信号可以让它失去保持自身稳定的能力，一旦遇到气流的影响就很难稳定飞行。因此，卫星导航信号的控制更具适应性和可实现性。考虑到目前比较新的无人机导航模块已经可以实现GPS、GLONASS和北斗系统的兼容，同时使用三种导航系统进行定位，所以卫星导航信号的管控也应该同时考虑这三种模式。同时。3.3对下行视频传输和遥测信号的干扰这部分干扰与对遥控信号的干扰没有本质区别。所不同的是，攻防形势对控制系统的位置更加不利。由于干扰的对象是操作员的接收器，一般来说，控制系统的位置与操作员之间的距离大于或接近无人机与操作员之间的距离。此外，无人机至少有几十米到几百米的高度，信号传播条件比位于地面的控制系统要好得多。操作员还可以使用定向天线瞄准无人机，甚至可以使用可以自动调零的天线与干扰信号产生隔离。04非法无人机抓捕非法无人机抓捕可以通过飞鸟和机载抓捕网实现。4.1捕获老鹰荷兰警方正在与一家名为GuardfromAbove的公司合作，让老鹰捕获违规的无人机。这是一家来自中国和荷兰的驯兽机构。荷兰警方希望对猛禽、鹰及其敏捷性和速度进行特殊训练，以应对无人机。老鹰捕捉天空中飞翔的鸟类的本能也让它能够捕捉空中的无人机并将其带到远离人类的安全区域。据悉，此次测试将持续数月。经过多次用老鹰捕捉无人机的实验，荷兰警方已经训练出一群老鹰来捕捉无人机。4.2无人机抓捕密歇根大学早前开展了利用无人机搭载机载悬浮抓网抓捕无人机的实验。受此启发，日本政府成立了“反无人机小分队”。这个小组的工作是对付在东京上空非法飞行的无人机。但这支小队的目标并不是击落这些无人机，而是“活捉”。他们为警用无人机配备了一个简单的捕捉网，将空中的违规无人机捕获，并将其安全送回地面。2016年4月，日本警方使用无人机型号大疆展翅900，在下方加装捕网，用于抓捕民用无人机。据称，东京警方计划在2017年2月之前将其中10架无人机投入使用，以确保重要政府大楼周围的天空安全。05结语本文从无人机探测技术和无人机对抗技术两个方面介绍了无人机探测与对抗的原理和方法。同时介绍了非法无人机捕获的方法。、反装备技术的研发，可以提高公共场所和涉密场所对无人机入侵的防御能力，保护人民群众财产安全。
