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2023/04/01 

軍事論壇

【軍事論壇】建構多層次防禦 反制無人機威脅
洛克希德馬丁公司 300kW 等級的高能雷射反制無人機計畫,首部裝置已正式交付美國陸軍,將進行一系列野戰測試。 (取自洛馬公司網站)

◎茂柏

  在近年的中東、中亞與烏俄戰事中,軍民用無人機大量運用於戰場,亦獲致相當戰果。由於無人機具有雷達截面積小、可低速、低空飛行,且易與都會建物或山丘地形、雨雪天候雜訊混淆的特性,不僅能夠輕易到達人類無法抵達的地區,也能迅速獲得精確影像。但若操作不慎,無人機亦可能成為威脅,除危及航安外,對侵犯隱私權也是被關注的議題。

整合資訊反制無人機

 隨著現代戰爭無人機的大量運用,過往以有人載具主導的作戰方式,也逐漸轉變成有人與無人協同作戰形式。無人機的運用,不僅提高打擊效率,也有效降低己方人員傷亡;其任務也從單純的偵蒐,成為集偵蒐、打擊、觀測、通訊轉播等多項功能為一體,可以預見無人機在戰場地位將日益重要,若無有效反制無人機系統,將會任由敵人為所欲為。

 反制無人機的程序,大致可先由早期威脅辨識啟動,透過無線電、紅外線、雷達、光學、聲響等感測器蒐集及整合資訊,再進行威脅分類,由現有無人機特徵資料庫查詢,並進行人工智慧辨別確認,最後才進行降低威脅或反制作為,包括干擾、欺騙、捕捉、利用動能擊落等「硬殺」與「軟殺」手段。

 在偵監識別方面,以無線電、紅外線、雷達、光學、聲響等感測器蒐集及整合資訊。利用光學及聲響,甚至紅外線感測,容易發現敵機,但易受到雲霧、大雨等天候影響。以無線電訊號偵蒐,可針對飛控和圖資傳送訊號頻譜進行分析,達到對無人機的偵測與辨識。雷達偵測是利用各種雷達波段,避免受地面雜訊影響,捕捉低空慢速小型無人機的反射訊號,再以GPS衛星定位技術輔助,精確找出偵測到的無人機位置。

 在欺敵偽裝上,針對敵可能偵查的目標,如作戰指揮中心、通信中繼樞紐等,利用先進的偽裝技術,力求匿蹤化,增加敵無人機偵查難度,延長其滯空時間,為後續攔截、打擊創造機會。另外,利用偽裝模擬技術器材或材料,仿製成各式假設施與軍備等,欺騙敵方無人機各式偵查儀器。

「硬殺」與「軟殺」並行

 反制無人機最直接的手段即為「硬殺」與「軟殺」,硬殺為以飛彈、槍砲彈、雷射武器反制。可依據無人機威脅程度、攔截距離遠近,彈性運用各式武器反制。美軍2002年起每年舉行的「黑鏢」演習,即為反制無人機威脅的實兵實彈演練,演練50多種反制大中小型無人機的戰法,曾動用如「地獄火」飛彈、機槍、機砲,甚至從直升機上以狙擊槍將小型無人機擊落。

 成本較低廉的中小口徑火砲,亦為摧毀無人機的手段,例如德軍針對2023年北約「高度戰備聯合特遣部隊」(VJTF)需求,即整合「拳師」裝甲車及遙控武器站、40公厘榴彈機槍與反無人機雷達,使基層機械化部隊具備對抗小型無人機的能力。而美國洛克希德馬丁「先進高能項目測試系統」(ATHENA),使用雷射武器做為低成本的反制無人機工具。而低成本的小型無人機,本身也可以做為反制手段,運用雷達偵測敵方無人機入侵路徑與方向後,再升空與其撞毀或炸毀。

 軟殺為利用無線電頻率、衛星導航定位系統等電戰方式,進行干擾、誘騙、信號入侵,使無人機迫降、懸停或返航,無法按照正常路徑飛行,甚至可找出遙控無人機的操作者。

捕捉實體查出操作者身分

 無人機干擾槍是最常見的機動裝備,擁有步槍外型,可干擾無線電波及衛星定位,發射干擾電波有效距離達1公里左右,使其在受干擾後3秒內失去控制,或是啟動無人機的失效安全機制,迫使其自動返航。以色列本古里安大學發表以逆追蹤定位方式反制無人機手段的研究,透過深度神經網路,僅使用無人機的飛行路徑即可預測無人機操作員的位置,準確度達78%,且可能更進一步朝從中獲得無人機操作員的技術經驗水準、身分資料等方向研發,將是未來反制無人機的一項利器。

 在固定式干擾系統上,常用多個感測器組成系統,可以監測無線電波的範圍內無人機活動,並辨識無人機特徵及種類,提供即時飛行路徑標記。偵測到無人機後,只要一個命令,即可截獲敵方無人機的主控權。天網(Sky Fence)系統使用多個低功率電波發射器,這些發射器選擇性安置於受保護地點周圍,形成圍繞在周邊的電網,啟動後可壓制無人機的電訊傳輸,破壞無人機與其操作員之間的控制和視訊鏈結,防止無人機飛越被保護的設施,整套系統採程式自動感應啟動,或人工按鈕啟動。

 另以捕捉網生擒無人機常用於機場周邊管制,能完好無損捕捉實體,不僅降低入侵無人機對周遭環境造成損害的風險,也可據此查出操作者身分。英國「天牆式」肩射彈是先透過瞄準器,以人工智慧軟體自動追蹤與獲取目標後,再由人員扣動扳機射出空氣壓縮彈,彈體在空中從後方撒出大網,利用彈體動能捕捉入侵無人機,再由彈體釋出降落傘落地,即使失敗,整套彈體還能回收再使用。

 日本警方則是以多旋翼無人機攜帶可自動發射捕捉網系統,空中撒網攔截入侵無人機,另有英國公司發展出可以機載的空氣槍,在瞄準入侵無人機後,以壓縮空氣發射彈丸打擊或迫使其降落。烏克蘭公司產品則是在偵測獲知敵無人機後,啟動搭載殺手無人機的多旋翼母機,依據所判斷的入侵路徑上,待入侵無人機飛臨上方時,啟動殺手無人機撞擊敵機。

反制手段將更具挑戰

 由於無人機的應用愈來愈廣泛,無人機資料鏈路也面臨頻譜資源不足、頻譜環境複雜、環境及人為干擾等挑戰,因此無人機的通訊控制朝著更靈活、適應力更高、強化抗干擾的方向發展;機體本身也會變得更小、更隱匿,使未來在偵測小型無人機及電戰反制手段上更具挑戰,因而以多層次方式對抗無人機威脅將成為趨勢。美國陸軍聯合反小型無人飛行系統辦公室認為,反制無人機須具備系統化,整合多種不同的戰法與設備,涵蓋機動式或固定式進行更有效攔截。

 整體而言,無人機已經成為具體的新興威脅,不僅是軍事部門的重要課題,也是政府與民間部門迫切要處理的問題。從各國軍方及民間公司所投入開發的方向及產品技術,可以看出多層次整合的發展概念。同時,低成本的反制手段以及未來無人機發展方向應對,將是往後研發反制系統的關鍵。

(作者為軍事作家)

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