Fig. 1 UAV data link RF front-end damage 

图 1 无人机数据链射频前端损伤

1.2 电磁反制无人机导航系统

无人机依靠卫星导航定位系统实时更新自己的位置，以便地面人员能够及时掌握无人机的飞行信息，缺乏精 确的定位会使任务成功率大打折扣。相比于数据链，卫星导航系统对电磁干扰更加敏感，且导航信号频段公开，更 容易进行有针对性的攻击[3-4]。在现有的无人机飞行策略中，数据链受扰后仍可主动地进行返航操作，但当卫星导 航系统受扰后，无人机一般会采取原地降落的方式，这可使反制成功，获取敌机。当然现有辅助导航定位的方式很 多，例如高精度的惯导、地图识别匹配等，但大部分中小型无人机受其最大起飞重量的限制、成本问题和定位精度 的影响，仍以卫星导航定位作为其主要的导航方式。例如，2011 年伊朗通过干扰卫星导航系统，成功捕获了美国 的 RQ-170“哨兵”无人机;2019 年美国通过切断波斯湾内卫星导航信号的方式，使得伊朗无人机无法及时出动; 2020 年俄罗斯在中东地区通过干扰卫星导航的方式，有效地压制了叙利亚叛军无人机的攻击，并影响了美军的导 弹发射以及 F-22 和 F-35 战机飞行[3]。

针对无人机导航系统，实验室条件下分别开展强场连续波和强电磁脉冲试验。在强场连续波下，无人机导航 系统表现出干扰、扰乱、降级的效应现象，同时造成电磁环境效应现象的干扰频率带宽远超过导航接收机的工作 带宽，即使干扰频率远离工作频带，甚至几倍频的情况下，一定的功率信号特别是宽带干扰信号，仍可造成导航接 收机的阻塞。导航接收机出现干扰现象表现为各接收通道的载噪比下降，但该通道仍能正常接收定位信息，系统 可正常定位。扰乱现象表现为导航接收机开始出现丢星现象，但此时接收机内部跟踪的有效卫星数目仍满足导航 接收机的定位要求，可正常定位。降级表现为导航接收机丢星数目较多，接收机定位失败。图 2 为某型导航接收 机在带内三源点频电磁干扰下的效应模型曲面[3]。宽谱高功率微波下，无人机导航系统表现出丰富的前后门效 应，这源于导航信号的敏感性，无论是电源、数据、控制端口及传输电缆的哪个部分，任意节点的尖峰脉冲、数据 翻转等均可能造成导航接收机无法正常工作。窄谱高功率微波下，当对导航接收机后门采用了稳固的防护措施 后，导航接收机的效应现象表现为与连续波一致的干扰、扰乱、降级，当干扰频率接近工作频点时可造成接收机射 频前端硬件损伤。

Fig. 2 Effects model surface of navigation receiver under in-band three-source electromagnetic interference

图 2 某型导航接收机带内三源电磁干扰下效应模型曲面

1.3 电磁反制无人机探测系统

探测系统是无人机重要的任务载荷，早期受载荷能力和成本限制，无人机挂载的探测系统相对单一，执行的任 务主要是低空近距离侦察、监视，提供图像情报等。如科索沃战争中 CL-289 无人机、早期的红隼无人机等，其探 测功能为单独的红外行扫描器和可见光摄像机[5]。随着红外、激光、多光谱探测技术发展，无人机探测光电系统集 多传感器于一体，向全天候、高分辨率、远距离、综合化、小型化发展。

由于无人机光电载荷是任务系统，搭载于无人机上的电磁环境效应研究相对不完善，电磁防护能力较弱，容易 干扰。实验室条件下探测系统吊舱光电部分、带有控制系统的吊舱整体、激光测距雷达等表现出明显的性能下 降、干扰、扰乱、损伤效应。性能下降为探测图像出现噪点，激光测距雷达部分测试数据出现较大误差等，但不影 响对探测目标或点云的判断。干扰表现为图像出现明显的噪点、横纹，或激光测距雷达探测距离超出系统允许误 差，但借助于图像处理、数据纠错等相关技术手段，仍可大致判断探测目标。扰乱为光电吊舱全部花屏、黑屏或图 像卡死，无法完成图传功能，或激光测距雷达探测距离误差较大，无法成为定位、定高等的距离依据。损伤为探测 系统出现硬件损伤，实验室条件下发生了光电吊舱电源部分损伤、激光测距雷达 FPGA 电路损毁等现象。图 3 为 某型探测系统光电吊舱在强场连续波作用下，典型干扰频点上，随着辐射场强度的增加，从噪点、横纹、花屏、图 像卡死变化的全过程。该型光电吊舱在强电磁脉冲下表现出极大不耐受。

Fig. 3 UAV optical pod is disturbed 

图 3 无人机光电吊舱受扰

1.4 电磁反制无人机控制系统

飞行控制系统是整个无人机的大脑，担任统领工作，其电磁安全性在强场连续波和强电磁脉冲下均比较高。

而对于中小型无人机，由于飞控系统集成了较多的传感测量设备，虽然其内部程序不易打乱，但测量参量易受到极 大影响，不同型号的无人机飞控系统表现出来的效应现象非常分散。在强场连续波下，敏感频率主要为控制系统 处理器频率、气压计敏感频率，或者任意可能引起场线耦合的频率。图 4 为某小型固定翼无人机飞控系统内部集 成的气压计数据受扰出现错误，能导致经过融合解算的无人机飞行高度出现较大误差，进而出现无人机飞行的骤 升或骤降。宽谱高功率微波下(见图 5)，该小型固定翼无人机飞控系统在辐射场强度单峰值达到约 80 kV/m 时，内 部惯性测量装置受扰，俯仰角、滚转角以及偏航角均出现大于 50°的剧烈波动，对无人机飞行姿态造成极大影响， 甚至可能引发坠机。综上所述，利用电磁效应反制无人机系统是最为行之有效的手段，各种电磁环境对无人机通信、导航、探测以及控制系统的作用机理为未来融合多种干扰和毁伤手段反制恶意无人机提供了理论支撑[6-10]。