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无人机载微小型SAR发展概述一、概念与特点无人机载微小型SAR是一种将合成孔径雷达（Synthetic Aperture Radar）与无人机技术相结合的新型雷达系统。
合成孔径雷达是一种通过合成大量波束来实现高分辨率成像的雷达技术，其优点是具有较长探测距离、不受气象条件限制等特点。
而无人机则具有机动性强、能够获取到低空视角的优势。
将二者结合，可以实现在更低的高度上获取高分辨率、大覆盖区域的土地、海洋等目标的成像。
二、技术发展在硬件研发方面，主要涉及到无人机平台的选择与改进、SAR天线的设计和制造等。
无人机平台的选择应考虑其飞行能力、操作性、飞行稳定性等因素，同时还需要根据SAR系统的需求进行各种特定的改进和优化。
SAR天线的设计要考虑到天线重量、体积等因素，并且要保证天线的指向精度和发射/接收效率。
在算法优化方面，主要涉及到SAR信号处理、成像算法、运动补偿等。
由于无人机飞行状态的不稳定性，需要对所获得的数据进行运动补偿，以消除飞行引起的模糊效应。
同时，基于合成孔径雷达原理的信号处理和成像算法也需要进行优化，以提高成像质量和分辨率。
三、应用领域无人机载微小型SAR具有广泛的应用前景。
首先，在军事领域，无人机载微小型SAR可以用于目标探测、识别和跟踪，提供实时的地面情报，为军事行动提供支持。
其次，在灾害监测与预警领域，无人机载微小型SAR可以通过对地表的成像来获取地质、水文等信息，实现对地质灾害、洪涝等自然灾害的监测与预警。
再次，在资源勘探领域，无人机载微小型SAR可以通过对地表的高分辨率成像，实现对矿产资源、森林资源等的勘探与评估。
此外，无人机载微小型SAR还可以应用于边境巡逻、环境监测等领域。
综上所述，无人机载微小型SAR作为一种将无人机技术与合成孔径雷达技术相结合的新型雷达系统，具有潜在的应用前景。
随着硬件和算法技术的不断发展，无人机载微小型SAR的性能将会得到进一步提升，广泛的应用领域也将得到扩展。
微小型无人机全姿态增稳控制系统的设计与实现作者：迟晓鹏罗卫兵霍丽霞来源：《现代电子技术》2010年第08期摘要:针对传统微小型无人机在飞行过程中存在的稳定性问题,指出影响稳定的因素。
提出一种基于三轴陀螺和倾角传感器构成全姿态增稳控制系统的设计方案,采用EWTS82三轴陀螺和SCA100T双轴传感器组成姿态增稳硬件控制,结合软件增稳控制,成功应用到某型微小型无人机上。
大量的试飞结果表明,基于三轴陀螺和倾角传感器构成的姿态增稳控制系统优于传统的测量单元,有很好的应用价值。
关键词:无人机; 三轴陀螺; 倾角传感器; 增稳控制中图分类号:TP212文献标识码:A文章编号:1004-373X(2010)08-0160-03Design and Implementation of All-attitude Stability Augmentation Control System of Miniature UAVCHI Xiao-peng, LUO Wei-bing, HUO Li-xia(Engineering College of Armed Police Force, Xi’an 710086, China)Abstract: According to the problems existing in flight process of traditional miniature UAV, the factors that affects the stability is pointed out, and a design scheme of all-attitude stability augmentation control system based on the tri-axis gyroscrope and tilt angle sensor is proposed. The hardware control system of attitude stability augmentation is comprised of EWTS82 tri-axis gvroscrope and SCA100T dual-axis sensor. It was applied to a certain type of miniature UAV successfully in combination with asoftware of stability augmentation contol. The flight test resultshows that the all-attitude stability augmentation control system based on tri-axis gyroscrope and tilt angle sensor is superior to conventional measurement units and it has a good practical value.Keywords:UAV; tri-axis gyro; tilt angle sensor; all-attitude; stalility augmentation control0 引言随着国内外反恐形势的日趋严峻和各类突发事件的频繁发生,对武警部队能否在各种复杂、危险的环境下,快速有效地完成任务,提出了更高的要求。
摘要：随着现代化技术以及信息化手段的飞速发展，光谱传感技术得到了越来越多的重视，并且再加上各类分析软件与图像处理技术的成熟发展，无人机光谱软硬件的一体化程度以及精准度得到了极大提升，这也使其在林业、生态以及农业等多个领域得到了十分广泛的应用，由此可以看出，轻小型无人机多光谱遥感技术已经得到社会各界的重点关注。
因此，文章首先对轻小型无人机多光谱遥感系统的基本概述加以明确；其次，介绍了轻小型无人机多光谱信息获取以及数据处理；在此基础上，提出轻小型无人机多光谱遥感系统的实际应用。
关键词：轻小型无人机；多光谱遥感技术；应用进展引言多光谱遥感技术，其主要就是指采用两个以上波谱通道传感器来对地面上存在的各类物体展开同步成像的遥感技术，能够更好的将目标物体反射辐射来对各类电磁波信息进行划分，将其进一步分为多个波谱段来进行更加详细的记录接收，而能够实现多光谱遥感的传感器主要就是多光谱相机，仅仅只需要进行一次拍摄，就可以形成多样化的光谱影像。
而轻小型无人机遥感系统则属于低空遥感系统当中的关键组成部分，其具备着操作便捷、灵活性高以及成本较低等多种优势，这也使其在多个社会领域当中得到了应用。
一、轻小型无人机多光谱遥感系统的基本概述(一)无人机遥感系统在完整的轻小型无人机遥感系统当中，其主要囊括了微小型传感器、地面站系统、数据处理系统以及无人机平台等。
而其中的无人机平台，就是承载无人机本体的平台，其中涉及到了导航定位系统、传感器以及飞控等多种设备；微小型传感器则是安装在无人机平台当中，对各类遥感数据信息进行获取控制的装置，而其内部存在的控制装置，通常情况下会与飞控系统以及导航系统一同进行设计，这也使其拥有着记录拍照位置、触发控制传感器等多种功能；地面站系统，能够与飞控系统之间通过数据信息传输来展开通信，能够实现对于控制指令以及图像数据的实时交互与实时传输。
(二)无人机平台轻小型无人机的具体飞行平台，其具备着多样化的特征，存在着固定翼无人机、多旋翼无人机以及无人直升机等多种类型。
无人机载微小型SAR发展概述作者：李秋菊来源：《数字技术与应用》2019年第06期摘要：无人机载微小型SAR因其全天候全天时、零伤亡、机动灵活和低成本的特点，受到广泛关注。
本文在概述无人机载微小型SAR技术的基础上，介绍了无人机载微小型SAR技术发展概况，阐述了国内外微小型SAR的典型型号、主要性能指标、应用及装备情况。
并根据国内外发展概况，对无人机载微小型SAR技术发展趋势进行了展望。
关键词：合成孔径雷达;微小型SAR;无人机载SAR;无人机中图分类号：V279 文献标识码：A 文章编号：1007-9416（2019）06-0197-030 引言伴随着航空、电子、信息及材料等技术的发展，无人机技术得到长足进度，无人机作为载机平台，因其“零伤亡”和机动灵活的特性，在军事、民用方面均发挥着重要的作用。
无人机载SAR 整合了无人飞行平台和合成孔径成像设备的优势，使无人机系统具备了全天候全天时主动探测的能力;同时SAR的高分辨率、大测绘带宽的优点，使无人机系统具有更更好的工作效率，便于应用，降低了成本;SAR的远探测距离、侧向观测等特点，进一步增强了无人机远离目标进行探测、生存能力。
因此，对于无人机载SAR的研究受到了越来越多的关注。
同时随着无人机载SAR应用需求的增加，SAR技术也得到了迅猛发展。
新体制、新器件、新方法和新型复合材料等先进技术的采用，使得无人机载SAR越来越小型化，有的重量更是不足1kg;模式和功能越来越多样化，从条带/聚束成像扩展至GMTI、广域搜索和目标跟踪、ISAR成像、干涉SAR成像和多极化成像等;分辨率越来越低，甚至达到厘米级，可以位战场决策提供更多准确可到的情报信息，也为后期的目标识别、自动目标检测提供更多的目标特性。
本文对国内外无人机载微小型SAR技术的现状及相关应用进行概述，给出主要的性能指标，并对无人机载微小型SAR的发展趋势进行了探讨。
1 无人机载微小型SAR技术现状1.1 国外无人机载微小型SAR进入21世纪以来，世界上许多国家投入力量研制无人机载SAR，体积小、重量轻、功耗低的微小型SAR系统更是研究的热点。
电子信息对抗技术Electronic Information Warfare Technology2021,36(3)㊀㊀中图分类号:V279;TN97㊀㊀㊀㊀㊀文献标志码:A㊀㊀㊀㊀㊀文章编号:1674-2230(2021)03-0072-05收稿日期:2020-07-24;修回日期:2020-08-25作者简介:王智显(1981 ),男,硕士,高级工程师;张雁平(1962 ),男,研究员;詹雨飞(1999 ),女,电子科技大学学生,主要研究方向为通信工程㊂面向低慢小无人机的SKDC -LDS 技术王智显1,张雁平1,詹雨飞2(1.西南电子设备研究所,成都610036;2.电子科技大学,成都610054)摘要:反无人机技术的发展很大程度上与无人机技术扩散带来的威胁有关,特别是在平时和战时环境中的低慢小廉价无人机㊂面对日益迫切的低慢小无人机威胁需求,全面分析威胁问题产生的根源和反制难点,系统总结国内外低慢小无人机探测和反制系统的产品和技术发展现状,提出架构统一㊁功能扩展㊁分层防御的SKDC -LDS (Soft -Kill Distributed Coordination LayerDefence System )系统解决方案,并分析定区侦察㊁定区干扰等急需突破的关键技术㊂关键词:低慢小无人机;SKDC -LDS ;定区侦察;定区干扰DOI :10.3969/j.issn.1674-2230.2021.03.015The Soft -Kill Distributed Coordination Layer Defense System Technology for the Low -Slow -Small DroneWANG Zhixian 1,ZHANG Yanping 1,ZHAN Yufei 2(1.Southwest China Research Institute of Electronic Equipment,Chengdu 610036,China;2.University of Electronic Science and Technology of China,Chengdu 610054,China)Abstract :The rise of C -UAS technology is largely tied to the novel threats posed by the expan-ding use of drones -particularly Low -Slow -Small (LLS)inexpensive systems -in civilian andwartime environments.With the growing demand for LLS drone threats,the causes of the threatand difficulties of countermeasures are comprehensively analyzed and current status of productand technology development of LLS drone detection and countermeasures system is systematically summarized.The system solution of Soft -Kill Distributed Coordination Layer Defense(SKDC -LDC)is put forward.The key technologies needed to be broken through urgently are analyzed,such as area -specific reconnaissance and area -specific jamming.Key words :low slow small drone;SKDC -LDS(Soft -Kill Distributed Coordination Layer De-fence System);area -specific reconnaissance;area -specific jamming1㊀引言随着全球无人机市场的蓬勃发展,微小型无人机由于具有价格低廉㊁可获取性强㊁改装难度小㊁平台与载荷发展成熟㊁使用方便等特点,在侦察㊁监视㊁摄影等领域广泛应用㊂同时,不法分子利用微小型无人机对重要设施㊁敏感区域进行蓄意窥探㊁袭击,对重点人员㊁重要活动实施恐怖袭击,对民航安全造成很大威胁等㊂伴随着无人机产品与技术的快速发展,无人机威胁呈现出渐进式㊁逐步升级的发展态势㊂典型无人机威胁事件包括:2015年1月,一架小型无人机失控坠入白宫,引发白宫安全恐慌;27电子信息对抗技术㊃第36卷2021年5月第3期王智显,张雁平,詹雨飞面向低慢小无人机的SKDC-LDS技术2015年2月24日晚,至少5架小型无人机飞越美国驻法大使馆㊁埃菲尔铁塔㊁协和广场等地; 2015年4月,一架小型无人机坠落至日本首相官邸屋顶㊂2018年8月5日,委内瑞拉总统马杜罗在首都加拉加斯进行国民卫队成立81周年活动时,遭到小型无人机暗杀[5]㊂暗杀行动共动用了3架携带炸药的无人机,3架均成功引爆㊂爆炸造成至少7名国民警卫队士兵受伤,所幸马杜罗未受伤㊂这是世界首次使用小型无人机针对一国元首进行暗杀活动㊂2019年9月,沙特阿美石油公司的设施遭到18架无人机和若干枚巡航导弹袭击并引发大火,导致两处石油设施关闭,沙特的日石油产量减少了约50%㊂在民航安全方面,据美国巴德学院公布的一组统计数据,自2013年12月至2015年9月期间,无人机和遥控飞机与民航共发生了327起危险接近事件,其中28次导致航班为了避免与无人机相撞而改变航线㊂2016年5月,成都双流机场连日发现小型无人机在机场附近空域 黑飞 [4],造成55个航班无法正常起降㊂上述威胁事件的共同特点是均为低慢小无人机导致的㊂这些威胁事件一般分为两大类:一类是无意闯入 禁飞区 的,如影响民航安全的无人机;另一类则是蓄意窥探㊁预谋监视㊁有意攻击的,这一类的威胁尤其防不胜防㊂微小型无人机的目标特性如表1所示,低小慢无人机是指表1中的第Ⅲ类微小型无人机,具有飞行高度低㊁目标尺寸小㊁飞行速度慢三大特点㊂为什么微小型无人机会对机场㊁油库㊁城市基础设施等造成如此严重的影响?主要原因在于,从军用角度来看,传统防空系统的主要作战对象是大型快速运动的目标,很多传统的防空系统无法对微小型无人机进行快速有效地发现㊁跟踪和反制;从民用角度来看,一方面,全球范围内有数以百万未登记注册的微小型无人机使用者,每架微小型无人机又不需要装载应答机,因此现有的空中交通管制系统无法对 禁空 区域出现的微小型无人机进行探测㊁识别和跟踪;另一方面,也没有专门的微小型无人机有效探测与快速反制技术和产品㊂表1㊀无人机目标特性[3]目标特性无人机种类大型Ⅰ中型(集群)Ⅱ微小型(蜂群)Ⅲ尺寸/m>103-10<3总重/kg>60025-600<25载重0.2-2t10-200kg<10kg 速度/Ma0.6-0.80.3-0.8<0.3高度/km6-301-9<6航程/km>1000100-1000<100航时/h6-403-120.5-2材质金属㊁复合材料金属㊁复合材料碳纤维㊁复合材料动力涡扇㊁涡喷㊁活塞螺旋桨小型涡喷㊁活塞螺旋桨电动螺旋桨RCS/m2非隐身,隐身设计0.01雷达红外抑制设计0.01-0.1目标尺寸小0.001-0.01红外辐射百瓦级10-20W/sr0.04-0.5W/sr 针对上述问题,不少国家和地区相继颁布了无人机管理办法,能够在一定程度上减少 黑飞 无人机事件的发生㊂但是,出台的政策和制度只能对于一般的微小型无人机玩家或者无意中闯入 禁空 区域的无人机操控者有约束,对于像袭击沙特油田基础设施的袭击者或者蓄意利用微小型无人机进行战略要地㊁城市机场㊁油田大坝㊁岛礁港口等基础设施的恐怖组织等目前并没有很好的应对手段,因此很有必要研究面向低慢小无人机的快速高效探测与反制技术㊂2 难点分析㊀㊀面对低慢小无人机威胁,各国军用和民用研究机构和用户一直难以找到高效快速低成本应对的办法㊂对军用来讲,陆军面临的威胁最有代表性㊂美国陆军2017年发布了‘美国陆军技术出版物(ATP)3-01.81:反无人机系统技术手册“[1],该手册旨在协助训练和教育各陆军机动部队运用反无人机战术㊁技术和流程(TTP),一定程度上解决了在传统的防空系统中如何被动安全地处理微小型无人机的攻击,但是仍然没有主动有效地解决37王智显,张雁平,詹雨飞面向低慢小无人机的SKDC-LDS技术投稿邮箱:dzxxdkjs@微小型无人机的防御问题㊂对民用航空来讲,小型无人机体型小巧且噪音极低,接近地面并且缓慢地移动或者盘旋,所以很难被发现或跟踪㊂即使被发现,如何击败小型无人机也存在一些问题㊂例如,没有击中目标的动能武器或撞击地面的碎片有造成附带毁伤的危险㊂此外还有成本问题,尤其是当对手使用大量相对廉价的无人机时㊂目前,绝大部分对低慢小无人机探测与反制技术都是从其他技术领域借用过来的,这就存在这些技术在反无领域的技术适应性㊁环境适应性㊁安全性㊁低附带损伤性和高性价比等问题㊂对于野外场景,主要存在以下难点:1)远距发现跟踪难链路信号功率小,分布带宽大,频谱监测的远距离发现难;飞行速度慢甚至会悬停,基于多普勒检测的雷达发现难㊁稳定航迹跟踪难;光电探测的作用距离近,视场小,多目标能力弱㊂同时,由于低空飞行甚至贴地飞行,受视距限制,发现目标的时候距离已经非常近了;且由于视距遮挡原因很难侦收上行链路㊂2)无人机目标识别难电磁散射方面,RCS小,多普勒微动特征弱,基于雷达回波识别难;基于时频等多维统计参数识别又难以满足宽频带实时性要求㊂3)高效反制难电子干扰方面,侦收的是下行信号,但上下行链路可能位于不同的频段㊁采用不同的波形,因此基于上行信号的高效干扰难实现;HPM硬毁伤方面,HPM尚未投入实战,效能未完全见底,且稳定有效毁伤的作用距离较近;激光武器方面,虽然相对成熟,但有效攻击时间较长,同时多目标能力差;火箭弹等动能武器采用 大炮打蚊子 的方式实际效果较差,且附带损伤大;网捕技术还很不成熟㊂对于城市环境,除了野外场景的难点外,由于城市遮挡㊁人员密集㊁多径效应㊁电磁环境复杂等特点,还会叠加以下难点:1)连续稳定跟踪难如前所述,在克服相关野外场景的技术难点后,可以实现在一定开阔区域内对低慢小无人机的连续稳定跟踪,但是由于城市遮挡问题,通常情况下无人机对象的运动区域是不连续的开阔区域,因此造成无人机的连续稳定跟踪难上加难㊂同时,由于城市对电磁辐射的控制,雷达探测手段也会受到很大的限制㊂2)城市复杂电磁环境下的无人机目标识别难由于城市环境有众多的民用ISM设备,再加上城市众多建筑物导致的多径效应,导致如何从复杂电磁环境和众多的民用电子信号中识别出无人机信号并进行高效反制是一个很大的难点㊂同时,城市环境中的人员㊁车辆㊁飞鸟㊁风筝等运动目标也给无人机目标的准确识别带来很大难题㊂3)低附带损伤控制难由于城市环境人员密集㊁建筑物众多,无人机反制必须严格控制附带损伤㊂电子干扰必须考虑不能影响周围的ISM频段设备,不能影响民用导航设备的使用等;HPM设备由于可能会对民用电子设备造成毁伤,因此需慎重使用;激光武器由于通过烧毁无人机器件/材料的方式在无人机降落后可能会造成火灾等也需慎重使用;动能武器均不适合在城市环境使用㊂3 国内外研究现状㊀㊀针对日益迫切的反无人机威胁需求与上述难点,国内外开展了相关技术研究㊁产品研制和实战使用㊂据美国Bard学院无人机研究中心的2019年‘反无人机系统“报告对新闻㊁营销材料及其他公开信息建立的反无人机数据库的不完全统计[2],全球目前共有约537个反无产品㊁涉及277个制造商和38个国家;其中,无人机探测系统175个,无人机拒止系统214个,探测和拒止兼备的系统有138个㊂尽管已经有这么多的反无人机产品,但是反无人机系统的技术挑战尚未完全克服㊂通过对国内外的反无人机探测㊁定位与反制技术进行全面的分析,可以得出如表2和表3所示的各种技术优缺点对比㊂从表2和表3可以看出,无人机探测与定位技术总体上比反制技术更为成熟;任何一种探测㊁定位㊁反制技术都有它的应用局限性,单靠一种技术手段很难实现对低慢小无人机的快速发现㊁稳定跟踪和高效处置;相对而言,无源定位㊁频谱监测与链路干扰㊁导航干扰47电子信息对抗技术·第36卷2021年5月第3期王智显,张雁平,詹雨飞面向低慢小无人机的SKDC-LDS技术等电子战手段具有发现早㊁处置快㊁全程使用㊁低附带损伤相对较小等特点㊂表2㊀无人机探测与定位技术对比序号名称优缺点对比成本典型精度对飞手定位技术成熟度多目标能力全天候电磁辐射发现时间应用边界1雷达高数十米否成熟较强是有数秒城市环境辐射受限2外辐射源探测较高数百米否较成熟较强是否数秒要有环境照射信号3无源定位低0.1%R能成熟强是否实时4频谱监测低3ʎ能成熟强是否实时靶机必须辐射信号5光电探测较低数米否成熟弱白天晴天否数秒必须白天无雾无云无雨红外探测较低-否较成熟弱夜晚晴天否数秒热信号特征明显声探测低5ʎ否较成熟弱非雨天否数秒声音信号特征明显表3㊀无人机反制技术对比序号名称优缺点对比成本精度附带损伤技术成熟度对集群目标全天候反制时间应用边界1高炮高低大高差是分钟2防空导弹高高大高差是分钟主要反制高速大目标3链路干扰低高小高好是实时4导航干扰低高小高好是实时5链路接管低高最小很低差是较长必须有链路信号收发6网捕低较高小高差是不确定目标低速㊁几乎不机动7高功率微波高高较小较高好是实时载机上要有电子系统8高能激光高高较小较高差否数十秒与机身材料和机动有关9无人机撞击低低较小较低差是不确定撞击无人机的飞行速度和机动性要优于靶机㊀㊀虽然各种无人机探测与反制产品不断涌现,但实战条件下的真正效能存在不托底的问题,国内以国防科技创新特区主办的 无形截击 比赛最具代表性,该比赛重点对贴近实战条件下的反无人机产品和技术进行了系统性综合测试,期望有效考察反无人机系统的实际技术性能和作战能力㊂比赛结果表明,没有万能的无人机探测㊁定位与反制技术,也没有攻不破的防御圈㊂综合上述分析,目前来看,尽管国内外反无产品种类繁多,但是并未从根本上解决低慢小无人机的威胁问题,没有万能的低慢小无人机探测技术,也没有万能的低慢小无人机反制技术㊂为了提供更稳健的探测㊁跟踪和识别能力,很多系统需集成各种不同种类的传感器;为了提高拦截成功57王智显,张雁平,詹雨飞面向低慢小无人机的SKDC -LDS 技术投稿邮箱:dzxxdkjs@率,很多反无系统需组合使用各种拦截手段㊂4㊀系统解决方案与关键技术4.1㊀总体方案针对日益迫切的低慢小无人机威胁需求,综合考虑野外场景和城市环境应用,应该构建架构统一㊁功能可扩展㊁城市野外通用㊁性能可持续提升的系统解决方案㊂结合前述难点分析和国内外研究情况,从完整杀伤链的角度考虑,本文提出SKDC -LDS(Soft -Kill Distributed Coordination Lay-er Defence System)系统解决方案,即以电子战软杀伤链为核心的分布式协同分层防御系统㊂图1㊀远中近结合的SKDC -LDS 防御示意图远中近结合的SKDC -LDS 防御示意图如图1所示,SKDC -LDS 防御各技术手段能力范围图如图2所示㊂图2中表示对低慢小无人机的各种低成本反制技术的作用距离范围,表示对低慢小无人机的各种低成本探测技术的作用距离范围,表示成本允许显著上升情况传统防空系统中各种探测反制技术的作用距离范围㊂基于频谱监测㊁无源定位㊁非协同探测㊁链路干扰㊁导航干扰等电子战技术的发现早㊁处置快㊁全程使用㊁低附带损伤相对较小等特点,建立以电子战软杀伤链为核心的远中近三层分层防御系统,各层的功能描述如下:远区和中区通过电子战的频谱监测㊁非协同探测与无源定位技术早发现㊁早识别目标并引导雷达精跟踪,同步采用定向波束电子干扰手段对目标进行电子攻击,部分目标可能由于干扰而坠落,其他目标由于干扰可能会悬停或显著减速,此时再根据这些目标的威胁等级以及与传统防空系统的连接情况,视情采用传统防空武器对目标进行攻击;近区仍然持续通过电子战的频谱监测㊁非协同探测与无源定位技术对于 漏网 的目标进行稳定跟踪,持续通过电子干扰手段夺取无人机的控制权,并采用全向波束干扰构建全空域电子防御 金钟罩 ,迫使无人机无法采用无线电进行控制或导航㊁将无人机的运动速度进一步降低,同时根据应用场景和反制技术成熟度的不同采用高功率微波武器㊁激光武器等有较大附带损伤的手段㊁网捕等附带损伤很小的手段㊁链路接管等几乎无附带损伤的手段㊂图2㊀SKDC -LDS 防御各技术手段能力范围图同时,SKDC -LDS 防御的系统架构是开放与可扩展的,一方面可以方便地接入各种探测和反制技术手段,并支持数据存储和人工智能各种技术的学习训练;另一方面,也留有与传统防空系统的接口,可快速方便地与其连接㊂根据目标所处的不同防御层级和目标威胁等级㊁目标数量,SK-DC -LDS 防御的工作流程进行动态自主地采用最佳处理流程㊂结合无人值守系统的发展要求,SKDC -LDS 能够智能融合多种感知手段㊁自主选择各种反制手段,具备 目标发现->定位->跟踪->识别->引导->实时频谱监测->干扰->打击->效能评估 全链条作战任务㊂根据野外防空㊁城市复杂环境等不同的应用场景,SKDC -LDS 可以自动地裁剪各种探测和反制手段,并针对不同的场景自动地选取最佳处理流程㊂4.2㊀需突破的关键技术基于上述总体方案,结合已有其他领域的成熟技术,要实现对低慢小无人机的高效反制,需重点突破以下 增量 关键技术:(1)定区侦察定位针对复杂电磁环境,研究对电子信号的分布式定区侦察技术,达到对很小区域内的信号的逐一扫描与精确侦察,更进一步实现对无人机和飞手的频谱监测㊁无源侦察定位㊂(下转第104页)67赵㊀艳,刘㊀莉,马㊀丁,杨元安频率合成器自动测试系统的设计与实现投稿邮箱:dzxxdkjs@针对这种情况,在本测试系统中,我们开发了仪器自动识别与控制的功能,使得软件的通用性和可维护性大大提高㊂其原理如下:1)搜索㊂搜索总线上所有的测试资源,获取可用的测试资源列表,包括仪器等的地址㊁型号等信息㊂2)匹配㊂按照搜索出来的测试仪器型号,逐个与测试配置文件中的仪器型号比较,如果一致,则匹配成功,找到可用的仪器㊂3)控制㊂匹配成功后,可以对仪器进行控制㊂测试软件中底层仪器控制通过调用VISA库来实现㊂但是为了方便系统后续维护升级,测试系统中将控制命令按功能进行了二次封装㊂这样调用时,只需关心实现的功能,不用关心具体的型号及底层控制指令,极大地方便了测试系统的维护和升级㊂4㊀结束语㊀㊀本文根据某课题频率合成器测试需求,设计并实现了自动测试系统㊂该测试系统主要采用的是台式仪器与通用控制总线GPIB,未来可以扩展功能,采用PXI总线和模块化仪器设备,降低测试成本,提高测试工作的可靠性㊂参考文献:[1]㊀颜盾.面向卫星导航射频芯片的频率合成器的设计与实现[D].北京:北京邮电大学,2012. [2]㊀李行善,左毅,孙杰.自动测试系统集成技术[M].北京:电子工业出版社,2004.[3]㊀王坤,伍磊.基于LabVIEW的航空装备通用测试系统设计[J].电子技术,2015(7):58-60. [4]㊀靳取,方晖,柏业超.基于GPIB的数字电路自动测试系统研究[J].南京大学学报(自然科学),2016,52(6):1134-1137.[5]㊀严乐,司斌,张从霞.基于ATML标准的空空导弹ATS标准化描述[J].测控技术,2016,35(2):152-156.[6]㊀程立敏.基于CH341的USB总线数据采集系统设计[J].科技视界,2016(25):225-227.(上接第76页)㊀㊀(2)智能融合识别与反制决策针对无人值守,多传感器信息的智能融合和无人机目标的智能识别;实现将 人在回路 的各种人工决策转化为机器自动决策,需要研究智能反制决策技术㊂(3)定区干扰针对城市各种IMS设备与民用导航的广泛使用给电子干扰技术带来的挑战,研究向特定区域精确投送电磁能量的定区干扰技术,将干扰信号能量控制在很小的一块区域内㊁甚至实现 定点 干扰,以便将低附带损伤控制到最小㊂5㊀结束语㊀㊀面对日益迫切的低慢小无人机威胁,本文全面分析了威胁问题产生的根源和难点,系统总结了国内外低慢小无人机探测和反制的系统㊁产品㊁技术发展现状,提出了军民通用㊁架构统一㊁功能可扩展㊁性能可持续提升的SKDC-LDS系统解决方案,并给出了系统解决方案的应用视图和功能视图㊂最后,基于SKDC-LDS系统解决方案,分析了定区侦察㊁智能融合与识别㊁定区干扰等未来需解决的关键技术㊂参考文献:[1]㊀Headquarter.Counter-Unmanned Aircarft SystemTechniques[R].USA:Department of the Army,2017.[2]㊀MICHEL A H.Counter-Drone System[R].USA:BardCollege,2019.[3]㊀侯凯宇.第二届未来空战与人工智能高端论坛文集[C].杭州:国防科技专业组,2019.[4]㊀李秀江. 黑飞 无人机逼停双流机场55个航班[N].华西都市报,2016-05-30(2).[5]㊀杨一帆.马杜罗遭 刺杀 [N].澎湃新闻,2018-08-05(3).401。
微小型无人系统技术北京理工大学微小型系统研究中心李科杰一、微小型无人系统技术发展动向微小型无人系统技术的内涵是：根据无人系统特殊功能和特性，应用微机电系统（MEMS）、机器人、感知、控制等先进技术，综合集成为微小型无人系统的光机电一体化技术。
国际上的科学家、战略思想家和未来学家们认为：“五种常常重叠的技术最有可能在今后15-20年使军队发生革命性的变化。
这五种技术为：机器人技术、先进的动力与推进技术、微型化技术、移动和自适应数字网络、飞速发展的生物科学。
” 微小型无人系统就是二十世纪九十年代美国等先进工业国家开始发展的融合了这些技术的新概念装备，它不但在基础理论、设计、制造与试验技术等方面是革命性创新，而且对二十一世纪战争的模式将会带来变革性的影响。
微小型无人系统技术目前重点研究的是：微小型飞行器、微小型机器人、微小型水下无人航行器和微小型航天器等。
1．微型飞行器微型飞行器(MAV)的概念是由美国于九十年代最先提出的，并进行了可行性论证。
研制出的微型飞行器特征是：最大尺寸为15cm以下，重数百克以下，航程大于10km，最高时速达80km/h，最高飞行高度可达150m。
它还应有导航及通信能力，可用手掷或飞机部署它们，具有侦察成像、电磁干扰等作战效能，一次性使用的微型飞行器的价格计划在1000美元以下。
目前美国DARPA有十余项微型飞行器研究计划在进行，包括固定翼、旋翼、和扑翼式微型飞行器。
在阿富汗战场上美国使用了微型飞行器，这种微型飞行器名为“微星”，海军陆战队士兵可以通过便携式电脑的画面，操纵“微星”侦察机，可侦察前方5km的情况。
作为微小型飞行器的一个新概念，“仿昆虫机器人”九十年代初被提出。
它是基于对昆虫运动机理的分析，按照一种新的设计思想去设计的。
美国投资10亿多美元研究如何利用昆虫侦察，现正在研究用遥控器控制昆虫飞行。
如果在昆虫身上装上微型摄像机，则不仅可实现侦察，也可对人无法进入的地方进行探测。
近期美国的机器昆虫已经进行了飞行试验。
2.微小型机器人技术我们对微小型机器人这个概念和内涵的看法是：基于微机电技术，有拟人功能，代替人完成任务的光机电一体化系统。
可自主、半自主或人工遥控工作。
1）微小型固定机器人所谓固定式的微小型机器人，其实是一种固定不动的侦察机器人（或称侦察传感器系统），它们的外形可做成像石头、树木、花草的模样，内部装有微型图像、红外、地震、磁场、音响等各种传感器，可以东张西望，探测出物体的图像、人体的辐射，行走时地面的震动，金属移动物体磁场的变化等，并将各种信息传送给指挥部，然后利用搜集到的情报对敌人发起攻击。
敌人即使见到了它们，也很难想到它们竟会是对方的侦察兵。
一旦知道对方有这种装备，反而会疑神疑鬼，感到草木皆兵。
美国加紧研制的“智能尘埃”拟用于军事，利用无人机布撒到未来的战场中，构成分布式战场传感器网。
当坦克等军用车辆驶过这些“尘粒”时，它们就会启动火箭并附于车身，从而将其精确位置不时发送回去，使军方能随时掌握敌情。
它们还具有电子干扰能力，自主寻找敌方电子指挥系统的关键部位实施破坏。
上述“智能尘”配合“微型火箭”就能悬浮于空气之中，用于测量风速、气温，特别是灾害性天气的物理参数。
微型芯片火箭见图4,已在6mm×4mm芯片上制造出15只火箭，并在10cm2的芯片上设计了1000万只火箭。
2）微小型移动机器人微小型移动式机器人主要也是用来从事侦察和探测的。
例如，美国麻省理工学院研制的“阿蒂拉Ⅰ”型机器人重1.6kg，有32台电机，10个微处理器和150个传感器，并带有一台微型摄象机。
由于它的6条腿都具有关节，它的运动更加自如，还能越过障碍。
美国桑地亚国家实验室正在研制一种只有几毫米大的微型机器人，为了不引人注意，可以将其形状做成昆虫形状，也可以做成象垃圾一样的形状，用来侦察生化武器。
近期的目标是，在芯片上建立一个化学实验室，再将芯片嵌入只有几毫米的机器人上。
海军陆战队正准备研制出一种比人手还小的地面军用机器人，用于城市环境侦察作战。
这种机器人可以步行而非轮式，它还有翅膀，可以跳跃或飞上楼梯，主要用作侦察。
它可由无人机投到作战地区，一支远征部队可以装备40 50个。
研制它的最大困难是动力问题，目前的电池技术在这么小的体积内无法提供足够的能量，正在考虑替代能源。
在小型仿人机器人方面，日本和美国等发达国家已投入了大量的资金对其进行研制。
东京大学等单位研制的50cm机器人.3．微小型水下无人航行器技术微小型水下无人航行器通常是指长度在米级范围，重量在几十公斤以内的水下无人航行器。
微小型水下无人航行器因其目标小、噪声低、易于接近目标而不易被敌方发现等特点，适于在近海、狭窄海域或浅水海区执行一些特种任务，如破坏敌人海上交通运输线、对敌岸基地或锚泊舰船、水雷进行侦察、袭击等。
此外，它还具有造价低、便于大批量建造、运输方便等优点。
微小型水下无人航行器可以选择由小型潜艇携带到战区释放，对海上活动目标实施战术侦察和突然攻击，或者自主航行到预定海区执行指定任务（如战略、战役侦察）。
单纯用于隐蔽侦察时，必须能回收；如用于不能回收的攻击时，可以自杀使用，也能取得一定的作战效果。
所以如能实现有人操纵小型潜艇和微小型水下无人航行器结合使用，无疑将大大提高作战效能。
机器鱼的概念研究在国外已经开始。
与船舶的螺旋桨推进方式相比，鱼类的游动有以下优点：(1)推进效率较高，利用流体能量后，效率可接近90%；(2)加速性好，可在瞬间达到巡航速度；(3)机动性好，可在速度不减的情况下实现180度转弯，转弯半径小于体长；(4)噪音极小。
由于以上原因，对鱼类的运动仿生研究在高效推进应用领域有着深远意义。
3．微小型卫星微小型卫星的概念是：100～500kg的卫星称为微小卫星（mini），10～100kg的卫星称为微型卫星（micro），10kg以下的卫星称为纳米卫星（nano），其自身通常无法独立完成空间任务，需要依赖分布式的星座或网络才能实现其功能。
海湾战争的爆发使美国的防务重点开始转移到发生在世界某一地区的局部军事行动。
军方需要灵活迅速地发射和配置一组低轨道卫星，以执行区域性军事监测和包括士兵通讯在内的近距通讯任务。
1990年5月用侦察兵火箭发射了首颗重70kg的试验通信卫星，在1991年海湾战争中发挥了重要作用。
1991年7月用飞马座火箭，一箭发射7颗重23kg的微型通讯卫星，并成功组网，其主要载荷为2W功率的UHF转发器，用于士兵与作战总部的通讯联系。
2002年2月，两颗绳系皮卫星被从低地球轨道上的主星送入太空。
这两颗皮卫星是世界上第一批功能最全的超小型卫星，每颗星就象一副纸牌大小，重量不超过1.5kg。
美军之所以挖空心思的研制皮卫星，主要是考虑能更有效的防止敌国反卫星武器攻击。
皮卫星可以与主卫星组成网络，相互协同运行，当敌方反卫星武器进行攻击时，皮卫星可以及时为主卫星发送信息，使主卫星及时采取措施，免遭攻击；皮卫星还可以诱惑、吸引敌方反卫星武器，保护主星；皮卫星也可用做反反卫星武器，对敌方反卫星武器进行拦截。
科索沃战争再次表明了“陆、海、空、天“一体化战场环境的特殊作用。
由于微小卫星具有低轨道、信号损耗小、机动灵活、抗毁性能强等优点，很适合于战场环境监视、侦察、目标定位、通信中继等。
作为未来高技术战争的“杀手锏”，在建立以卫星为核心的C4I（指挥、控制、通信、计算机和情报）一体化系统、提高战术武器的隐蔽性、突防能力等方面，微小卫星有极大的需求背景。
而由微小卫星构成“卫星攻防系统”更是其可能独有的潜在军事应用。
二、微小型无人系统战略地位及重要意义1．战略地位及需求人类社会跨入信息时代，战争形态正在发生深刻变革，江泽民主席指出：“信息战争将逐步取代工业时代的机械化战争，成为未来战争的基本形态”。
作为美军建设指导纲领的“2020联合作战设想”也把信息作战摆在未来联合作战的中心位置，使信息作战的地位发生了实质性的变化。
信息化战争，是一种新的战争形态。
它是以机械化战争的装备平台为载体，以大量使用信息化武器为支撑，以信息为主导，以能量为后盾，以网络为神经触角的战争形态。
信息化战争时代，信息、指挥、精确打击突变为战争的主要要素，那么，信息、指挥、精确打击同样成为描绘信息化战争形态的基本构件。
战争形态不是战争要素的静态的简单组合，而是一个动态的纵横交织、五维一体、紧密衔接的复杂网络，把陆、海、空、天、电，以及国内外的各种作战力量、侦察力量、保障力量和各种战略资源紧密联系在一起，使指挥员、指挥机关与部队之间具备了“实时反馈、实时控制”，以及实时了解“敌在哪里，我在哪里、友邻在哪里”的能力。
作战向信息收集、分类、处理、决策、打击一体化方向发展，发现即意味着摧毁。
微小型无人系统（微小型飞行器、微小型水下无人航行器、微小型卫星、微小型机器人等）与传统装备相比在信息战中有更神奇的特殊作用，可以在信息化战争中大显神威。
随着世界人口的城市化发展趋势，未来战场的主要形式将是城市作战，城市作战有利于发展中国家对抗发达国家的军事及技术优势。
由于城市的地形特点，微小型无人系统例如微小型无人机、微小型机器人，将成为城市作战中的有力武器，它们将在侦察等许多方面发挥重要的作用，而且还可避免人员的伤亡。
在过去10年中，城市维和及城市作战已成为美军的家常便饭。
美国海军陆战队在它以往的250次部署中，有237次都是在城市中作战的。
看来21世纪城市作战将会成为未来战场的主要形式。
能否有效地解决城市作战的问题，将决定能否在未来的战场中取得军事上的优势。
过去几年，美国国防部力图提高部队城市作战的能力，1997年制定了一个城市地区军事作战的先进概念技术演示计划（MOUT ACTD），国防部将科学家和有城市作战经验的士兵召集在一起，总结了格林纳达、巴那马、索马里及海地作战中的经验教训，得出32条用户的需求，该计划成功地找到了一些发挥美军技术优势的途径，其中很重要的一点是在未来的城市作战中，将广泛采用微小型地面机器人、微小型无人机及微小型传感器系统，以便士兵不论白天还是黑夜都能了解他周围的楼房里及街道上的敌情。
除侦察外，微小型机器人等微小型无人系统还可完成诸如扫雷、排除爆炸物、控制武器射击等各项任务，而且不会有人员伤亡，因而它们在今后的城市作战中，必然会成为一种有效的武器。
由于微小型无人系统技术在提高信息作战、城市作战能力、改变未来战争模式等方面有重要应用，美国国防部2000年把微小型无人系统列在“军用关键技术”清单中。
美国国防部在2002财年选择的15个先期概念技术演示项目（有应用前景的技术转化成采办的项目），其中与微小型无人系统有关的有四项：城区作战的一次性使用的无人机,低成本地秘密投送传感器并执行监视任务，可支持城区作战；“微型飞行器”，低成本的、士兵监督的、6~9英寸大小的飞行器，可以为地面作战单位提供敌方活动的环境感知能力；“路径发现者”，由地面车辆、无人机和移动的智能传感器组成的网络，可以为指挥官提供环境感知能力、指挥、控制和通信，并为城区作战的攻击部队提供监视能力；装备有传感器和武器系统的无人水中航行器，可以作为进行非对称作战的力量倍增器。
