2 无人机电磁防护技术
根据国外公开资料，无论是从电磁干扰源、电磁脉冲武器的发展，还是利用无人机投放电磁脉冲弹来看，他国 已在无人机的研制过程中广泛开展电磁环境适应性验证，但采用的电磁防护技术鲜有报道。在实际针对无人机射 频前端进行强电磁脉冲试验的过程中发现，他国无人机的射频前端开展了抗干扰和抗烧毁双重设计，不单采取了 对信息层面的抗干扰防护设计，也开展了针对强电磁脉冲的能量型防护设计，这说明无论从效应机理还是试验方 法、作战性能评估等方面均已达到了较为成熟的应用程度。我国无人机射频前端抗干扰和抗烧毁设计注重信号 层面滤波，滤波参数如插入损耗、滤波陡度进一步精细化设计将显著提升抗干扰能力。存在部分射频前端尚未开 展抗烧毁设计，针对有意电子攻击、强电磁脉冲攻击的防护能力不足，复杂电磁环境下无人机整体电磁防护性能 有较大提升空间。
无人机电子化、智能化程度越高，对系统抗干扰、抗毁伤的要求也越高。当然，抗电磁干扰、电磁防护加固手 段多种多样，目前无人机在生产定型时，电磁兼容性、电磁环境效应考核得到贯彻，智能化防护思想纳入设计阶段 取得初步突破。为应对越来越准确化、精细化的干扰体制，出现了智能化天线、多阵元天线、灵巧抗干扰、基于频 谱感知与认知的抗干扰、自适应决策控制的无人机自主平台等，这方面中电五十四所、中电十所等均做出了突出 贡献。以往出于对电子器件保护、防静电保护的设计思想，转变为应对高功率微波等电磁脉冲武器而进行综合一 体化智能防护的设计思想。对射频前端进行强场连续波与强电磁脉冲常规抗烧毁设计成为主流，耐受脉冲峰值功 率 4 kW 以上的防护器件得以应用，动态可重构防护阵列，综合射频前端超宽频强场一体化防护，智能防护材料等 进一步提升无人机恶劣电磁环境生存与适应能力。在此领域，陆军工程大学电磁环境效应实验室具有相当的研究 经验，不单研制出了综合射频前端超宽频一体化防护模块样件，还发展了智能防护材料、电磁防护仿生等新兴交 叉学科。国防科技大学在电磁防护领域也具有一定的技术优势，在强场防护方面做出了贡献。
2.1 无人机传输端口的能量型电磁防护
要保证无人机系统正常飞行，首要是应保证其硬件系统 不损伤，为此能量型防护是无人机系统电磁防护设计的必须 步骤。美国要求国家重大基础设施均应能承受强电磁脉冲 攻击，必须加装应对强电磁脉冲辐射的防护模块，目前已完 成了电子器件和集成电路的电磁脉冲加固测试，研制了面向 线缆和射频端口的强电磁脉冲防护模组，相关产品已面向设 备和系统全面铺开。图 6 为美军早期加装的部分强电磁脉 冲防护加固模组[11-15]。
近几年，针对射频前端的电磁防护技术不断突破，例如MACOM，Skyworks，Qorvo 等公司提供全系列的射频和微波限幅产品，分类满足射频前端的防护需求。其中 MACOM 公司的 MADL-011014 高功率限幅器，能够承受 100 W 连续波输入功率，320 W 脉冲输入功率，响应速度小于 1 ns，1~2 GHz 频率范围内插入损耗小于 0.6 dB，这一防护芯 片广泛应用于 L 波段射频前端防护。此外，还有一系列可应用于电源线、数据端口、控制端口等的防护模块。国 内外典型防护产品性能如表 1 所示[11,15]。
对能量型防护，电磁屏蔽、终端保护装置和滤波、接地处理、合理选择工作频率、合理配置线路和电缆等设计 方法开始贯穿防护设计始终。同时，越来越多的射频前端收发通道共用，多任务多角色切换并具有超宽频带，这对 超宽频射频前端强场一体化防护提出了新挑战。目前为解决射频前端功能复用对强电磁脉冲防护等级要求不同 的问题，多个研究团队提出了动态防护结构设计方法，解决防护结构可重构、动态化设计难题。实验室的研制水 平达到了分 3 个频段覆盖综合射频前端 1.5 MHz~18 GHz 工作范围，高功率微波、核电磁脉冲、雷电电磁脉冲的 一体化防护能力。
Fig. 6 Part of the strong electromagnetic pulse protection and reinforcement module installed by the US Army
图 6 美军加装的部分强电磁脉冲防护加固模组
2.2 无人机系统智能化抗干扰设计
在无人机系统信息型防护层面上，传统抗干扰方法是无人机系统的防护设计基础，但这些方法均处于被动模 式，缺乏电磁威胁感知能力，不能主动地识别外界电磁干扰，有效地进行电磁威胁预警，提供人工判决或自适应辅 助决策[1]。为此，无人机自主智能所涉及的环境感知、数据融合、自主决策等关键技术正成为研究热点。从电磁环 境效应的角度，无人机能够自主感知周围的电磁环境威胁是开展智能决策的前提和依据。通过在无人机机载端携 带类似于“频谱仪”“多通道接收机”的模式，再辅助“智能天线”加以配合，即可识别外界电磁干扰的频率、来向、 强度、样式等，进而评估电磁威胁等级。
