解讀無人機殺手們 雷射、聲波、電磁幹擾

2020-12-17 泡泡網

解讀無人機殺手們 雷射、聲波、電磁幹擾

2015年08月12日 11:21作者：畢小菊編輯：畢小菊

　　近日有兩條與反無人機相關的消息在網上流傳，一條是英國開發了一套名為AUDS(Anti-UAV Defence System)的反無人機系統，而另一條是韓國科學技術高級研究院(KAIST)的研究人員則用聲波來幹擾無人機的機載陀螺儀。事實上隨著微小型無人機的流行，如何監管也成為各國政府機構頭疼的問題，無人機在世界各地已經屢屢惹禍，白宮、日本皇宮，101大樓成為無人機闖入的目標。

　　就在上周，在美國的一個火災現場，幾架無人機對前來救援的消防隊直升機帶來的嚴重幹擾，白白浪費了20分鐘的救援時間。事後，該消防局稱這些無人機甚至嘗試追逐前來救援的直升機，對飛行員的人身安全構成了威脅。而之前還有一位18歲少年將手槍DIY到了一家無人機上，製成了飛行的攻擊設備，引起了巨大的爭議。前兩天在波蘭，又有無人機出現在機場，出於安全的顧慮，20架客機被迫改變了航線。

　　許多防務公司和研究機構就看準了這個市場，各種專門對抗微小型無人機的設備層出不窮，今天飛會兒君帶大家來看看這些殺手們都有什麼能耐。

　　雷射攻擊

　　首先來看看最為專業的美國海軍裝備的硬殺傷武器——雷射反無人機系統：

　　測試採用美國海軍的哈利伯克級驅逐艦作為平臺

　　在艦尾的直升機甲板上安裝了這套雷射防禦系統

　　測試的靶標無人機出現了，雷射系統迅速鎖定

　　無人機燃起大火，墜入海中

　　從無人機上的視角看軍艦上的雷射器攻擊

　　下面是3D動畫製作的雷射器原理

　　雷射器位於艦首

　　雷達搜索到目標後，艦上雷射器開始工作

　　藍色雷射搜索目標

　　照射到飛機上

　　飛機上的視角觀察軍艦

　　紅色雷射鎖定無人機

　　主雷射器發起攻擊，燒蝕機尾

　　無人機受損墜海

　　目前美國海軍這套系統可以部署在悍馬車上，作為移動的反無人機系統，對付精靈這種微小型無人機也不在話下

　　歐洲一家防務公司研發的小功率雷射器，專門對付小型多旋翼無人機，這是他們的測試畫面，飛機被擊中燃起大火

　　電磁幹擾

　　採用雷射這種硬殺傷方式在城市中對付小型無人機並不安全，飛機被燒著後不知道墜落在哪，燒著的機身和電池很有可能引發大火，因此許多軟殺傷方式就應運而生，而在其中最成熟的就是採用電磁幹擾技術，讓無人機失去與飛手的聯繫，被迫降落或者返航。

　　英國的布萊特監控系統公司(Blighter Surveillance Systems)、切斯動力公司(Chess Dynamics)和恩特普賴斯控制系統公司(Enterprise Control Systems)，就採取了這種方式：首先使用雷達和光學儀器鎖定無人機，然後發射定向的大功率幹擾射頻，切斷無人機與遙控器之間的通訊，從而迫使無人機自行降落或者返航。

　　AUDS的名稱也是非常明了，反無人機防禦系統

　　反無人機三部曲，探測、跟蹤和幹擾

　　這套系統非常易用，可以全天24小時開機，全自動運行。雷達探測到目標後，圖像識別系統進行跟蹤，隨後幹擾系統開始工作

　　系統控制面板，從左至右是雷達跟蹤屏幕，主控面板，視頻記錄屏幕

　　雷達發現目標後，當目標進入警報區域後，光電攝像機系統自動啟動跟蹤目標

　　一臺固定翼無人機起飛

　　迅速被雷達撲捉到

　　進入警戒區後開始自動報警

　　進入紅色區域後光電跟蹤系統自動啟動

　　光電攝像頭撲捉到的目標畫面

　　幹擾設備啟動，切斷無人機的通訊

　　使用多旋翼進行測試，光電攝像頭觀察到有人在放飛無人機

　　起飛後迅速探測到無人機

　　進行幹擾，飛機隨後被迫降

　　自動跟蹤的光電相機拍攝到的無人機畫面

　　當然，這套智能化程度高，功能強大的AUDS系統售價也不菲，約為100萬美元。它可以安裝在車載平臺上，部署到偏遠邊境或城市地區執行反無人機任務。雖然價格昂貴，但AUDS一名主管表示，在機場、核電站、軍事禁區等一些要害部門配備這些系統依然是值得的——它能阻止很多無法挽回的損失。

　　聲波幹擾

　　於此同時，據美國知名科技博客Gizmodo報導，韓國科學技術高級研究院(KAIST)的研究人員發現，相比可能帶來附加破壞的物理攻擊和可能對正常通訊照成影響的電磁幹擾，使用聲波幹擾民用機無人機相對脆弱的機載陀螺儀可能更有效。

　　陀螺儀是無人機的核心部件，它可以不斷檢測和記錄飛機的的方向、傾角以及運動方向，進而下達指令讓飛機在空中自我調整，保持穩定。如果陀螺儀的工作不正常，那麼即使最熟練的無人機飛行員也將無法控制它。所以陀螺儀就是這項反無人機技術研究的重點。

　　聲波在空中傳播時，會產生共振現象，能量急劇增強。許多電子產品在設計時調高了共振頻率，使其超出人類聽覺範圍，確保人類使用它們時不會受到影響。而民用無人機的陀螺儀通常使用非常廉價的元器件製成，市面上都可以查的到。針對這些元器件的共振頻率進行定向的聲波幹擾，讓陀螺儀產生共振後，陀螺儀就無法正確工作，進而導致無人機失控墜落。

　　不過，影響飛行的無人機並不像用特定聲音幹擾家中的音響一樣容易。用聲波影響陀螺儀需要幹擾設備的能量較大，頻率範圍較廣才能取得比較好的效果。在測試中，研究人員能夠通過揚聲器直擊陀螺儀所在的位置來使無人機失控。但當無人機飛行在幾百米高空時想要準確鎖定目標和攻擊也並不容易。

　　事實上此前美國使用的諸如LRAD聲炮的非致命性聲學武器經過改造後就可以適用於這套系統，它的功率足夠大，作用範圍在3公裡以上，對付無人機不成問題。

　　可以看出，為了對付無人機，世界各國的防務公司也是絞盡腦汁。認為在所有措施中，AUDS的電磁幹擾還是最安全，最有效的，它會使得無人機失去控制信號和圖傳信號，進而觸發返航，而不是直接擊落。直接擊落雖然簡單明了，但是將有可能會導致附加損傷，這在人口密集的區域以及乾燥的戶外都是非常危險的，只不過這個100萬美元的價格的確還有些高。玩家們為了自身的安全和行業的健康發展，還是不要挑戰敏感區域和危險區域，在安全的地方放心娛樂才能更好的體驗無人機的樂趣所在。

相關焦點

  • 電磁幹擾 飛行界的「隱形殺手」(圖)
    民用航空無線電專用頻率的電磁幹擾被喻為飛行安全的「隱形殺手」，它給飛行安全帶來的隱患不容忽視。一旦頻率受到嚴重幹擾，飛機在空中會「耳聾」甚至「失明」，極易發生事故，甚至造成空難。　　頻頻現身 「隱形殺手」威脅航空安全　　據了解，像大連機場這樣的民航通信系統受「黑電臺」電磁幹擾的案例並非首例。2013年11月23日，一架飛機剛從成都雙流國際機場離地升空，等待地面塔臺的下一步指令。
  • 聲波武器的現狀和未來
    根據這些現象,人們聯想到,電磁波能影響或傷害人體和物體,那麼如果設法產生足夠強的聲音,並讓其聲能或聲波定向傳輸,不是也能對特定方向上的目標產生殺傷破壞作用?這樣,就形成聲能或聲波武器。所以,聲波武器是指通過將化學能、電能或流體動能等能量,轉換成具有一定強度和頻率的聲波,並定向發射出去,從而實現對目標幹擾或殺傷破壞作用的一類武器。它與微波武器、光波武器和雷射武器等電磁波武器一樣,都屬於新概念武器中定向能或束能武器的範疇。
  • 反輻射無人機:雷達的奪命殺手
    如果這是一架反輻射無人機，地面雷達將會遭受滅頂之災。反輻射無人機（AUAV）是反輻射武器的一種，是近年來無人機在電磁對抗領域重點發展的方向之一。 　　雷達是「盾」，反輻射無人機就是「矛」，通過在無人機上加裝被動尋的導引頭和戰鬥部分，一旦發現雷達輻射的電磁信號，就可以跟蹤輻射源直至發射飛彈摧毀敵方的雷達系統，從而有效掌握未來戰爭的制電磁權甚至是制信息權。
  • 聲波幹擾陀螺儀,「黑」掉智能設備?專家:尚可「亡羊補牢」
    演示中，他們使用了一段「神秘」的音頻，攻擊了包括蘋果、三星等智慧型手機設備，以及商業虛擬實境顯示器、大疆(DJI)無人機以及電動平衡車等設備。在「神秘」的聲音中，智慧機器人突然向前「奔跑」起來，平衡車也失去了「平衡」，而無人機雖然沒有飛起來，但超聲波卻可以影響其電機的轉速。 這段神秘的聲音是什麼，為何會給智能電子設備帶來如此巨大的影響?
  • 誰能反制無人機
    在傳感器技術方面，現在用於探測無人機的傳感器已涵蓋電磁、光學、紅外、聲學等各種頻譜，既有獨立使用也有組合使用的傳感器。　　雷達是現代防空系統最關鍵的傳感器，對於大型高速目標有很好的探測能力，但在探測無人機方面卻不盡如人意。原因在於大多數無人機是低空、慢速的小型甚至微型飛行器，呈現在雷達上的信號特徵很弱，很難被發現。
  • 被敵方電磁壓制了怎麼辦?中國用這一大一小飛機完美解決
    近日，中國空軍開始研究「分布式電子幹擾」系統，這種作戰系統的比之前我國一直追求的電子戰機更加先進，並且在幹擾能力上更加強大，甚至還擁有「電磁摧毀」的能力，對於中國空軍來說，這個方向比美國的更加先進也更加合適中國空軍。
  • 電磁幹擾與電磁兼容淺談(二)
    接上篇，繼續淺談電磁幹擾與電磁兼容淺，上篇請點擊文章末尾閱讀原文。二．電磁幹擾EMI與電磁兼容EMC電磁幹擾（Electromagnetic Interference），簡稱EMI，有傳導幹擾和輻射幹擾兩種。
  • 詳解電磁幹擾的原理
    所謂的電磁幹擾，廣義來說，一切進入信道或通信系統的非有用信號，均稱之為電磁幹擾。電磁幹擾已經深入到我們日常的生活。例如，觀看電視時，附近有人使用電鑽、電吹風等電器，會使電視畫面出現雪花點，所聲器裡發出剌耳的噪聲……等等。這類現象人們早已司空見慣、習以為常了，但是電磁幹擾的危害卻遠不止如此。
  • 電磁吸盤電磁幹擾會有什麼危害?
    電磁吸盤電磁幹擾是指可以中斷，阻礙，降低或限制電子電氣設備的有效性能的電磁能。　　電磁卡盤有多種形式的電磁幹擾。例如，天空和電力幹擾引起的Ph大氣無線電噪聲；銀河系電磁輻射引起的宇宙幹擾；E6傳輸線，電網和各種電子電氣設備引起的工業幹擾；傳輸電路之間的電磁相互加熱引起串擾等。
  • 電磁幹擾在電磁波頻譜中的劃分介紹
    二、電磁幹擾的頻譜分布 信息化社會的電磁環境異常複雜，而且愈來愈複雜。電磁幹擾分布在整個電磁波頻譜。如果按最常見的幹擾的頻譜來劃分，則可粗略分為以下幾個頻段： 1. 工頻幹擾：頻率50～60Hz左右，主要是輸、配電系統以及電力牽引系統所產生的電磁場輻射； 2. 甚低頻幹擾：30KHz以下的幹擾輻射、雷電、核爆炸以及地震所產生的電磁脈衝，其能量主要分布在這一頻段； 3. 長波信號幹擾：頻率範圍10KHz～300KHz。
  • 譚傳毅:無人機不是上帝,它只是一種武器
    與其說亞塞拜然無人機很厲害，不如說亞美尼亞作戰太呆板。首先，亞美尼亞擁有蘇-30戰機，當發現對手發動無人機攻擊，就應該起飛蘇-30癱瘓亞塞拜然無人機基地並消滅其無人機。其次，野戰防空系統一旦發射或放炮，就應該立即移轉陣地並且偽裝。最後，亞美尼亞盲目迷信陣地戰，當其脆弱的南翼被突破，戰爭就已經結束了。
  • 美國進行反「蜂群」無人機測試,「軟硬兼施」雷射、微波齊上陣
    由於無人機個頭小因而雷達信號特徵不明顯，根本無法用飛彈或大口徑的艦炮來攔截，幹擾彈同樣也影響不了無人機，唯一建功的是"密集陣"近防系統。測試中發現，無人機群以時速250公裡來襲時，"密集陣"只有15秒鐘的緩衝時間，但是無論如何合理分配火力都無法完全攔截無人機，每8架無人機就有2.8架成功突防，如果來襲無人機群數量繼續增加，可以預見"密集陣"最終也只能"含恨而終"。
  • 電磁兼容EMC和電磁幹擾EMI解析
    要改善電子產品的電磁兼容性，接地、屏蔽和濾波是抑制EMI的基本方法。1．  接地接地就是一個系統內電氣與電子元件至地參考點之間的電傳導路徑。接地除了提供設備的安全保護地以外，還提供設備運行所必需的信號參考地。
  • 汽車內電磁幹擾現象與減小汽車對無線電幹擾的措施
    汽車產生電磁幹擾的源，不單純是點火系統，應用於車輛上的各種電子電器設備也同樣產生電磁幹擾。幹擾不但對車輛外界的無線電設備造成影響，而且也會對車輛內部的各種電子部件造成不良影響。　　1）、汽車內電磁幹擾的特點　　車輛內部的電磁幹擾擾特點不同於車輛對外部的幹擾。車內電磁幹擾可以通過各種連接線纜傳播，也會以耦合方式、空間輔射發射的方式進行傳播。典型的形式有：沿電源線傳導幹擾;人體靜電放電對電子部件的幹擾;幹擾能量通過空間輻射等。下面就一些典型幹擾源的特點進行分析。
  • 小微型戰術無人機|「天蛾」出擊,「瞞天過海」!
    陸戰隊員和其他步兵們都需要一個新夥伴。班用小型無人作戰系統無疑是最好的選項之一。在2016年國際無人機系統協會舉行的會議上，美國海軍陸戰隊副司令羅伯特·沃爾什中將表示，「未來，海軍陸戰隊員將不是第一波衝上去戰鬥的，取而代之的是這些無人機群，它們可以感知、定位甚至是殺死它們面前的敵人。」
  • EMI電磁幹擾中耦合機理與電場幹擾解釋
    電磁幹擾EMI是電子電路設計者設計生涯中最頭疼的問題之一，只要電路運行，就必然有電磁幹擾的產生。本文就將對EMI產生機理中的耦合機理與電場幹擾來進行解釋。
  • 韓研發聲波反無人機武器 原理:震「暈」陀螺儀
    來自韓國先進科學技術研究院（KAIST）的研究人員對無人機中的一個關鍵組件陀螺儀進行了共振測試，發現可利用聲波使陀螺儀發生共振，輸出錯誤信息，從而導致無人機墜落。KAIST研究人員下周將在華盛頓對這一技術進行演示。　　KAIST的電子工程教授金龍大近日發表論文「利用聲波幹擾陀螺儀擊落無人機」，描述了用聲波癱瘓微機電系統（MEMS）陀螺儀的原理和過程。
  • 常用的四種電磁幹擾對策對比
    打開APP 常用的四種電磁幹擾對策對比 工程師3 發表於 2018-05-23 07:18:00 電在道體流動時會有能量逸出到空中，就是所謂的電磁波。
  • 工程中電磁幹擾的分類及解決方案
    1　控制系統在工程應用中最常見的電磁幹擾的分類因各種電磁幹擾都是一種複雜多變的隨機過程,難以重複,為有效地對其幹擾效應和危害進行正確的評估,不妨根據文獻[1~8]把控制系統在工程應用中常見的電磁幹擾按其性質進行分類(該標準還對這些幹擾的試驗模型和試驗等級作了相應的規定
  • 出色模擬工程師必備系列(一):電磁幹擾(EMI)
    所謂的電磁幹擾，廣義來說，一切進入信道或通信系統的非有用信號，均稱之為電磁幹擾。電磁幹擾已經深入到我們日常的生活。例如，觀看電視時，附近有人使用電鑽、電吹風等電器，會使電視畫面出現雪花點，所聲器裡發出剌耳的噪聲……等等。這類現象人們早已司空見慣、習以為常了，但是電磁幹擾的危害卻遠不止如此。