俄乌电子战升级,无人机对抗成焦点
快速阅读: 俄罗斯增加FPV无人机部署,影响乌克兰前线安全,双方展开电子战技术竞赛,乌克兰需加强电子战系统以应对威胁。
俄罗斯正在部署越来越多的第一人称视角(FPV)无人机。这一趋势受到夏季的到来、更多操作员的培训以及无人机的大规模生产所推动。不应误以为这里的FPV无人机仅指广为人知的光纤无人机。俄罗斯目前及未来一个月内将拥有大量常规无线电遥控FPV无人机,这使得乌克兰军队急需采取防护措施以应对这些威胁。
前线城镇居民每日遭受俄罗斯恐怖活动的影响,深切感受到FPV无人机带来的威胁。Oboronka(由Ukrainska Pravda控股公司运营的技术和IT新闻平台Mezha Media发起的一个国防工业项目)的另一篇文章对此问题进行了报道。
对抗无人机的传统方法是电子战(EW),通过干扰无人机接近目标时的信号接收来切断与操作员的通信。自2023年以来,无人机与电子战系统之间一直在进行技术竞赛。每一方都在努力开发能够绕过障碍并切换不同频率的无人机,同时也在提升其电子监视(ES)和电子战工作,以便更快更准确地检测并干扰敌方频率。
无人机与电子战之间的技术对抗将走向何方?乌克兰军队实现全面保护还缺少什么?
无人机通过无线电波控制:操作员在特定频率上发送命令,而无人机接收这些命令并通过另一个频道传输视频。对抗这一过程的有效方法是检测操作员使用的频率,并在同一频道上广播更强的信号。如果成功,无人机将失去控制,可能会坠毁或返回基地(前提是具备此功能)。这就是电子战的工作原理。
一段视频显示了俄罗斯FPV无人机被电子战干扰的情况。屏幕上的RXLOSS消息表明,无人机与遥控设备之间的通信已经中断。
早在2023年,无人机还在几个标准频率上运行。然而,随着针对这些频率的电子战系统的开发,以降低无人机效率,无人机开始转向新的频率运行。乌克兰军事无线电技术专家谢尔盖·“闪电”·贝斯克雷斯特诺夫表示,在某前线地区,20%的无人机在400至490兆赫的频率上飞行,另有30%使用更为常见的720至1020兆赫范围,其余则在2.1至2.3吉赫范围内运行。不同战场区域使用的频率比例可能有所不同。
无人机本身也在进化,以绕过沟壕电子战系统——不仅仅是通过使用光纤电缆。一些无线电遥控无人机可以动态改变其工作频率,使用信号放大器提高规避电子战的机会,即使失去通信也能自动获取目标,并在无线电干扰下独立导航。
俄罗斯还利用低轨道无线电侦察卫星来检测乌克兰领土上的电磁辐射源(如电子战和电子对抗系统)。这些卫星分析电磁环境,记录活跃发射机的坐标,并几乎实时地传递这些信息。这使俄罗斯能够规划绕过电子战密集区的路线,或者准备对这些区域发动攻击。
由于电子战系统能保护步兵免受无线电遥控FPV无人机的威胁,这些系统在前线需求量很大。电子战的效果取决于组件质量、与俄罗斯频率的兼容性、地形和天气条件、敌方无人机的质量、与其他系统的协调、正确部署等因素。
总的来说,接受Oboronka采访的消息来源一致认为,目前无人机占据优势,因为进攻技术往往先于防御措施发展,后者则需应对新出现的威胁。
乌克兰前线部队尤其受到最新频率竞赛的影响。
前线电子战系统使用不同类型的天线。全向天线(或穹顶天线)通过一次性向所有方向分布信号能量来创建保护场。当多架无人机从不同方向接近时,这种天线非常有效。但由于能量分散,信号强度较低,限制了作用范围。通常,这些系统能在200到300米半径内提供保护。
还有定向天线……
天线通过在狭窄角度(通常在10°到60°之间)内集中功率,向特定方向发射信号。这些天线可以干扰数公里外的目标。然而,与圆顶天线不同,使用定向天线的电子战操作员必须知道目标的确切方向。不同的天线类型适用于不同的目的和任务。
有几种用于近距离保护的电子战设备:
便携式电子战背包由步兵使用,包括可干扰多个频段的发射器、发送信号的天线、可持续长达八小时的电池和冷却系统。
乌克兰国防公司Kvertus开发了一种背包式的便携式电子战系统。
反无人机枪外形类似传统枪械,但不发射子弹,而是向特定方向发射无线电波。当士兵发现俄罗斯无人机时,他们瞄准并按下按钮。如果一切顺利,无线电波将阻断无人机与操作员之间的通信。
Piranha Tech公司的HAD-5电子战步枪就是一个例子。
安装在固定位置的电子战设备称为“固定式”,它们保护装备阵地、指挥部和关键设施,以最小化空中攻击的风险。
Piranha Tech公司的固定式Piranha T电子战设备是一个实例。
用于保护车辆的电子战设备被称为“便携式”或“移动式”。这些设备可以是简单放置在车顶上的附加单元,也可以是由主要制造商全面集成到车辆中的系统。
Kvertus的Cerberus移动电子战设备就是专为车辆设计的一个例子。
在安装于车辆或壕沟中的电子战设备中,军队偏好模块化系统,其中电池与天线单元分开,以便于携带。
电子监视有助于电子战的有效运作。根据类型、型号和任务的不同,这些系统可以收集整个战场范围内俄罗斯操作频率的综合数据,为电子战制造商和军队提供信息,发出实时警告,识别俄罗斯无人机的频率,即时向电子战单位发送干扰信号,甚至拦截无人机视频流。
例如,大型Plastun和Azimuth系统可以分析数十公里范围内的俄罗斯目标的无线电发射,识别并追踪其移动方向。
士兵携带的便携式探测器可以预警敌方目标接近,从而快速响应。例如,Tsukorok旨在检测俄罗斯Mavic和Lancet无人机,而Chuika则能在三个频段上检测FPV无人机。市场上有许多探测器,价格和效果各不相同。
士兵使用Chuika探测器搜索俄罗斯无人机的模拟视频信号。
准确的电子监视使军队能够迅速应对即将来临的威胁——无论是激活电子战系统还是躲入最近的掩体。
智能化电子战能力的趋势
问题在于俄罗斯无人机和电子战系统的数量庞大。战场变得越来越危险和混乱。
乌克兰Brave1国家集群目前认为,选择性干扰系统最有前景,这类系统专门针对特定信号,而不是干扰所有信号,包括友军无人机。“最有可能的发展方向是从宽带干扰转向定点干扰。”Brave1专家Oleh Donets说。
定点干扰像激光一样精确,只针对敌方无人机与操作员之间的通信频率进行干扰,而不干扰友军信号。相比之下,宽带干扰覆盖广泛的频率范围,影响附近的所有信号,并将其功率分散到多个频道上。
理想情况下,智能电子战系统通过与电子监视密切协调,分析射频频谱,确定俄罗斯无人机的确切频率,并仅在特定范围内制造干扰,以正确的地点和时间进行干扰。
这一系统是一个分层解决方案,其中电子战资产在不同距离上运作,相互补充。第一层是个体设备,旨在保护士兵或小团体。第二层是保护阵地和装备的资产。第三层是覆盖更大区域的移动系统,而位于后方的固定系统则从远距离探测和干扰无人机。
所有这些都必须整合成一个网络,形成一个连续的保护场,一个覆盖整个前线的无线电波穹顶,防止无人机飞越。
如何构建如此庞大的智能系统?奥博尔卡调查的市场参与者指出了两条关键路径。第一条是开发一个全新的大型项目,使用专为此任务设计的尖端技术从零开始。第二条路径是整合现有的电子战(EW)和电子对抗系统,自动化它们的交互,并在需要的地方补充网络。
乌克兰公司Kvertus支持第一种方法。该公司开发了Atlas项目,将Mirage电子战系统与Azimuth ES系统结合。据开发者介绍,Mirage定向天线的范围可达20公里,而全向天线可达到8公里。该系统目前覆盖300至1500兆赫的频率,不久将扩展到6000兆赫。
据公司估计,建立沿整个1300公里前线的密集防御网络需要6000个Mirage单元和300个Azimuth系统,预计成本超过50亿乌克兰格里夫纳(约1.205亿美元)。迄今为止,只筹集到了所需资金的10%。
然而,行业专家和军事人员的另一种观点认为,智能防御系统不应从头开始建设。相反,应该整合已经在前线使用的各种制造商的现有ES和EW系统。这种方法可以大幅节省成本。
如何提高保护?
奥博尔卡调查的制造商和军事人员指出,在电子战领域持续有效对抗无人机方面存在缺乏一致性的问题。
第13哈蒂亚旅的Istek指出,很少有单位详细记录电子战设备的情况。指挥层缺乏明确指导,导致军队在收集和向上级报告这些信息时没有统一的标准,从而影响中心分析并提供更新装备和建议的能力。
另一个紧迫问题是操作员培训的质量。虽然每个人都需要电子战能力,但并非每个人都能正确使用这些设备。
不过,乌克兰正在出现越来越多的机会来学习如何有效使用电子战工具,从为期两天的强化课程到完整的学术项目都有涵盖。
目前,电子战操作员有多个级别的培训。应用课程包括Global Drone Academy和Taifun提供的频谱分析和现场培训,Boryviter学校提供的为期12天的天线和视频监控课程,以及Dignitas Fund和Army+应用程序提供的培训计划。在大学层面,哈尔科夫国立无线电电子大学提供电子战专业。
一些制造商(如Kvertus)还为用户提供专门培训。相关培训中心正在武装部队和国民警卫队中设立。
乌克兰未来抵御不断演变的无人机的能力,直接取决于国家构建用于情报收集、军事协调和生产的大型复杂系统的能力。这对整个行业来说是一个重大挑战。
作者:
伊琳娜·列维茨卡
翻译:
阿尔捷姆·雅基米申
编辑:
肖埃尔·斯塔德伦
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