俄乌冲突:光纤无人机与反无人机技术的博弈

2025-01-21 14:03:00

2025年1月19日,据Forbes网站报道,在俄乌冲突中,无人机和反无人机技术的创新已成为战场的一个显著特征。由于许多反无人机系统都是通过干扰控制无人机的无线电信号来工作的,因此俄罗斯和乌克兰都在越来越多地使用“抗干扰”无人机,这种无人机通过轻型光缆进行通信。轻型电缆缠绕在安装在无人机上的线轴上。它在无人机飞行时展开,使无人机操作员即使在干扰情况下也能保持通信连接。无论如何,在无人机和反无人机技术的“猫捉老鼠”游戏中,即使是这些无人机也存在固有的漏洞,俄乌两国很快就会利用这些漏洞。

对抗这些系留无人机的挑战不仅仅在于它们不受干扰。由于干扰无效,乌克兰和俄罗斯部队不得不使用动能反无人机方法。然而,许多动能反无人机系统依靠无人机发出的无线电信号(包括视频信号)进行探测。然后对该信号进行三角测量,以确定无人机的精确位置。使用光纤无人机时,这些信号会通过电缆传输给操作员,不会留下可探测到的信号。

虽然这些光纤控制的无人机无法通过无线电信号被探测到,但还有其他探测方法。Business Insider最近发表的一篇文章指出,乌克兰技术公司Kara Dag建议使用声学和视觉信号,结合先进的处理技术来探测这些系留无人机。一旦被探测到,乌克兰人可以通过一系列动能方法反制无人机。与此同时,俄罗斯无线电电子工业部正在向国防界征集有关如何探测并有可能击败这些无人机的信息。他们的许多建议都同样关注对这些无人机的声学和视觉探测。

无人机声学探测是一项成熟的技术,它依靠麦克风阵列来识别无人机螺旋桨叶片和发动机产生的独特噪音。光纤无人机比类似的非系留无人机声音更大,因为它们的螺旋桨必须产生更大的推力,以支持电缆卷轴增加的有效载荷。无论如何,这种方法的主要挑战一直都是航程。噪音水平会随着距离的增加而衰减,大多数麦克风在距离超过约100米时很难将无人机噪音与环境声音区分开来。为了解决这一限制,通常使用定向麦克风阵列。这些阵列聚焦于天空的特定部分,大大减少了环境噪声的干扰。通过扫描天空,它们可以提高探测到无人机声音存在的可能性。

对无人机的视觉探测也同样成熟,但也有其自身的挑战。在天空中,小型无人机往往像一个个小斑点,很难与飞机或鸟类区分开来。此外,系留无人机通常飞得更靠近地面,这限制了视觉探测所需的视线。不过,有几项拟议的技术正在使用光缆来辅助探测。虽然光缆很细,在可见光谱中很难看到,但它能反射红外线范围内的光。无人机探测系统可以利用这一特性,使用漫反射红外激光扫描天空,并使用红外摄像机探测光缆的反射。红外摄像机还能探测无人机电机在运行过程中发热产生的热信号。

声学和视觉探测方法都必须在大量噪声中识别出非常微小的信号。包括机器学习和人工智能在内的处理技术的进步有可能使这项任务变得更加容易。此外,当两种探测技术相结合时,它们会相互促进,增加探测到无人机的可能性。Kara Dag公司正在为乌克兰开发这样一种系统,利用该国在先进处理技术方面的强大技术专长。

尽管有这些对付光纤制导无人机的潜在方法,但目前还没有这种系统。因此,无论哪一方首先开发出反无人机解决方案,都将在战场上获得明显优势。俄罗斯拥有无人机技术方面的专业知识,而乌克兰则有能力快速创新并推出新的解决方案。一旦一方实施了解决方案,另一方也可能迅速跟进,无人机战争将继续演变。

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