俄罗斯无人机探测雷达概览

郭涛

（北京航天情报与信息研究所 北京 100854）

近几年，在全球范围内的多次局部战争中，无人机频繁登场。俄罗斯、乌克兰、阿塞拜疆、巴勒斯坦、以色列、巴基斯坦、沙特阿拉伯乃至伊朗都在冲突中动用了无人驾驶飞机实施进攻，其间，无人机展现了相当大的军事打击能力。显然，无人机对未来空战有着重要的意义，这也引发了世界各主要军事国家研制无人机的热潮。

与此同时，无人机技术的快速发展催生了与之对抗的技术的进步，针对无人机这个“矛”，与之相克的“盾”应运而生，即通过一系列技术手段与设备对无人机进行反制，使公共安全、国家安全等得到保障［1］。在各国开发的遏制无人机、对其实施打击的技术中，首要的就是探测和发现无人机的技术。当前的探测系统主要分为雷达探测系统、光电探测系统、无线电探测系统。本文将专门对近年来俄罗斯的无人机雷达探测技术进行梳理和介绍。

1 无人机发展简介

现代战争是推动无人机发展的基本动力。军用无人机发轫于第一次世界大战期间，二战后，几个军事强国将退役的飞机改装成靶机，开启了近代无人机发展的先河。随着电子技术的进步，无人机在执行侦查任务时日益凸显出重要性。

无人机的飞速发展和广泛运用是在海湾战争后，在其后发生的科索沃战争、阿富汗战争、伊拉克战争等局部战争中，无人机频频亮相，屡立战功。以美国为首的西方国家充分认识到无人机在战争中的作用，竞相把高新技术应用到无人机的研制与发展上。目前，无人机承担起了重要的军事任务，在近年的纳卡冲突和俄乌冲突中，无人机都发挥了显著的作用。

目前，无人机的发展趋于多元化。樊邦奎院士指出了无人机未来的六大发展方向，分别为查打和侦查结合的无人机、无人作战飞机、用于特种侦查和“蜂群”作战微小型无人机系统、超高速无人机和超长航时系统、无人机系统的智能化及民用无人机［2］。其中，民用无人机后劲十足，其发展势头不逊色于军用领域的无人机。

2 俄罗斯军用雷达系统兼具无人机探测功能

现今的防空不仅是防范有人驾驶的飞机或者弹道导弹，还须抵御一些当下比较新的目标，如无人机。一部分无人机体积较小，而且也会有一些隐身方面的设计，这对于防空来说是一个很大的挑战。

雷达是防空反导的关键要素之一。俄罗斯其雷达水平因继承了苏联的一些研究一直处于世界领先地位。近年来，随着北约东扩不断逼近俄罗斯战略腹地，俄罗斯与西方的军事矛盾日趋尖锐，美俄军事对峙越来越频繁，加之俄罗斯的国土非常广阔，这给该国的防空带来了很大的压力。在这一背景下，俄罗斯计划在整个边界地区实施雷达全覆盖，打造“连续雷达场环带”［3］。今天，守卫该国空中边界的除了几乎可以做到“无缝连接”的雷达场，还有各类移动式和小型雷达，如中高空雷达系统“天空-M”和“天空-UM”、中高空雷达“对手”（Protivnik）、“火山-2”（Sopka-2）、低空雷达“飞行-K1”（Podlet-K1）和“飞行-M”（Podlet-M）、“卡斯塔-2-2”（Casta-2-2）及自动化设备系统“基础”（Fundament）等。

2.1 固定式大型雷达

2.1.1 “沃罗涅日”

目前，世界上探测距离最远、功率最大的预警雷达是俄罗斯的“沃罗涅日-DM”雷达。“沃罗涅日”雷达站从多个方面保护领土、关闭安全漏洞：守卫俄罗斯南部、西南和东南方向，也覆盖该国的西北部，可检测水平距离6000km 和垂直距离8000km 的目标，这意味着它的探测范围可以从北非到西太平洋［4］。

“沃罗涅日”雷达的服役极大增强了俄罗斯的防空力量，该雷达能够在3000～5000km 范围内探测和跟踪RCS为0.1m2的航空航天高精度武器元件，因此，有俄罗斯科学家表示，该雷达能够发现目前世界上所有导弹，甚至是低空卫星，没有任何飞行器能够躲过它的眼睛。“沃罗涅日”雷达非常耐用，各种抗性极强，耐辐射，耐电磁波，缺点是耗电量大（7万kW/h），运行成本奇高。

2.1.2 “集装箱”

于2019年底投入战斗值班的“集装箱”超视距雷达对既有的防卫系统是很好的补充，它的主要任务是识别和探测超视距区域内的潜在危险目标及跟踪国家边境外的目标。“集装箱”雷达因为不受地球曲率的影响，对于低空、超低空目标的探测性能更好，它可在距离国界1500～2000km距离内跟踪携带核武器的目标，测试结果证明，该雷达能发现3000km以内的目标，也包括无人机这样的小目标。“集装箱”在2020年底完成了作战性能的全方位验证，可与“沃罗涅日”雷达协同工作。

“集装箱”有两个天线场，能够在大约300km的距离内接收和发射信号，其工作原理是基于无线电波反射效应，可以几乎“关闭”整个地球的通信系统。未来，该雷达系统有望探测距离最远为3000km、高度最大为100km的目标。此外，对敌方目标的跟踪扇区将从180°增加到240°，并提供对目标（约500个）的自动跟踪。

2.2 移动式雷达

2.2.1 “共振-N”

2019年1月，俄罗斯在北极部署了带有人工智能元件的“共振-N”移动式雷达系统，该系统能够探测到1000km 之外的巡航导弹和无人机。此技术对北极地区尤为重要，因为敌人可能会从该地向乌拉尔、西伯利亚及俄罗斯中部地区实施打击［5］。

“共振-N”可有效远程探测各类空中目标，它能够发现反射面积很小的飞行物体并对其进行分类，能够轻松探测到隐形巡航导弹和弹道导弹及高超音速飞行设备、微型无人机、直升机和隐形飞机。“共振-N”研发过程中，使用了对大数据进行数学处理的最新认知技术，因此，雷达系统可以实现自我学习。

相控阵大大拓展了雷达系统的探测能力，定位器则可实现与其他雷达系统自动交换数据。该设备能够探测到1100km范围内的空中目标，并向600km范围内的防空设备发送目标指示。

2.2.2 “天空-UM”

2020年12月14日，在俄罗斯罗斯托夫地区，新的中高空三坐标雷达站“天空-UM”开始执行战斗任务。“天空-UM”是“天空-M”雷达的升级版，其探测距离为600km，除了将探测信息传递给指挥所或防空系统，还可有效反制电子干扰，并确定干扰源的方位和位置。据称，上一代的“天空-M”移动雷达系统已能够在100多万km2的区域内实施对空气动力目标的24h跟踪，用于探测隐形飞机、无人机和弹道导弹。“天空-UM”雷达旨在对各类飞机进行探测、跟踪并测量坐标，包括使用隐形技术制造的小型、高超音速、隐形飞机和无人机，它将显著提高俄罗斯航空航天部队探测各种空中目标的能力。有分析认为，这是俄罗斯沿边界建设的全覆盖雷达场计划的一部分。

俄罗斯为军队分别配备了米、分米和厘米级雷达系统，任务各不相同，将共同创建一个难以穿透的防御环带。“天空”系列雷达是移动的，对于中高空目标发现能力比较强，“集装箱”和“沃罗涅日”雷达则是固定的，因而，俄罗斯整个防空系统不仅可以探测和拦截传统的威胁性目标，对于现今一些新兴目标同样可以实施探测、拦截。

2.3 小型军用雷达兼有无人机探测功能

2016年7月，“无线电电子技术”康采恩（KRET）为海军版Ka-52K“Katran”直升机开发了带有有源相控阵的小型雷达站。海军版“Katran”直升机原本为将从法国采购的“西北风”级（Mistral）两栖攻击舰而设计，现计划部署于“库兹涅佐夫海军上将”号航母飞行组［6］，其主要特点之一是可以使用反舰巡航导弹，因此对雷达的要求较高。

新型小型雷达站的开发和使用遵循了高效原则，即可移动部件简洁、扫描空间和获取信息速度高。尽管使用成本较高，但有源相控阵雷达作为Ka-52K机载装备的一部分，显著扩展了直升机的作战潜力，雷达可在毫米和厘米波段工作，能在长达180km 的距离内搜索大型海洋目标。此外，该雷达可以探测到对直升机飞行安全构成威胁的地面障碍物，还能够发现巡航导弹和无人机等低空空中目标。

3 俄罗斯专门针对无人机的探测雷达

无人机在军事上的应用日趋广泛，可以完成监视、侦察、携带炸药等任务，还可以组成无人机群，其构成的威胁不容小觑。目前，对无人机的搜索探测需求日益增多。传统的防空雷达虽兼具无人机探测功能，但运行成本过高，难以持续提供专门可靠的无人机检测，因此，俄罗斯军工单位开始开发专门用于探测无人机的雷达系统，且对无人机的探测分类更加细化。

3.1 小型无人机探测雷达

2018年5月，俄先期研究基金会向外界宣布，该基金会已着手开发研制用于探测小型目标的紧凑型雷达——无线电光子雷达，能够发现采用反雷达涂层的小型无人机［7］。无线电光子系统在所有关键战术和技术特性上都优于传统系统，具备对强电磁脉冲的对抗性能，且有效运行效率明显提高。

2019年10月，俄罗斯国家技术集团旗下的俄罗斯电子控股公司研发出一款用于探测小型无人机的多通道Ka 波段雷达［8］。该雷达尺寸较小，为325mm×240mm×230mm，但探测距离达7.5km，可探测跟踪RCS为30cm2的小尺寸低对比度目标，其速度可快可慢，可在低空和超低空飞行，雷达锁定目标后，会将其相关数据传输到控制中心。据称，该设备在其国内已实现了全国产化，且在俄罗斯国内一枝独秀，尚无与之相类似的产品。

3.2 无人机蜂群探测雷达

据2020年8月的报道，俄罗斯远程雷达通信科学研究所正在开发一种能够检测无人机蜂群的新雷达系统。尽管现役雷达也能够探测到无人机蜂群，但仅能将其视为一个“群”，而新系统将能够“识别”无人机的数量［9］。

目前的无人机尺寸可低至几厘米，因此，探测到这种微型无人机的难度很大，特别是与其他更大的无人机成群飞行时更加难以识别。新系统的功能将使检测蜂群中的微型无人机成为可能，进而防止它们进入防御设施。专家认为，在大量使用无人驾驶飞行器的现今，创建这样一个控制系统，将可以保护重要基础设施免遭工业间谍活动或其他非法行为入侵领空。

3.3 隐形无人机探测雷达

2021年2月，圣彼得堡国立电子技术大学紧急情况预测及监控研究所（简称“‘预测’研究所”）与无线电工程和电信学院共同开发了一种双基地雷达，用于探测隐形无人机。与单基地雷达相比，双基地雷达的优势在于能够以最少的处理时间准确确定运动目标的方向、目标空间坐标的精确度较高、对有源和无源干扰的抗干扰能力，同时，由于使用了在空间和频率上分散设置的系统收发设备而具备了更高的可靠性［10］。

2021年5月，图拉仪器制造设计局（隶属于俄罗斯国家技术集团的“高精度综合体”科研生产联合公司）与俄罗斯“时代”军事创新科技园的工作人员对图拉仪器设计局开发的雷达系统进行现代化升级，以提高其探测反舰导弹、无人机、地面和水下机器人等隐形目标的能力。该项目中，测量程序和测量方法的研发工作及雷达系统的设计文件均已完成，实时目标的环境模拟器也已制造完毕，工作人员调试了背景目标环境模拟器，并继续建立将用于整个系统试验工作的雷达信号处理算法。据悉，该项目的下一阶段工作计划于2021—2022年完成［11］。

2021年10月，微型雷达“波浪”在俄罗斯问世，可对小型无人机实施全天候、全天时的搜索、探测和跟踪，亦可应用于作战指挥装置，在探测到无人机后，随即向反无人机作战武器装备发出目标指示。直升机型无人机的有效反射面通常很小，其悬停在目标上空时往往会实现“隐身”，难以被利用多普勒效应探测目标的传统雷达发现。“波浪”雷达则采用了三坐标多波束有源天线系统，可对包括静止无人机在内的任意无人机实施瞬间锁定。“波浪”雷达的目标探测距离为5km，能够在1km 内发现无线电信号辐射范围小于10cm 的微型无人机，较之传统雷达，其技术性能明显提升［12］。

4 俄罗斯民用无人机探测技术

近年来，民用无人驾驶航空器蓬勃发展，无人机快速进入人们的生活，用于地形测绘、气象监控、物流运输、农林植保、搜索救援及航拍报道等。然而，作为空中物体，即使是价格最低廉的无人机，均潜藏着对社会秩序和安全造成负面影响的风险，如在机场附近或人群上空飞行的无人机。例如，2017年，我国成都双流机场的“黑飞”事件接连造成大面积航班延误；2018年12月，英国第二大的伦敦盖特威克机场因为无人机闯入，跑道关闭超过24h，诸如此类的事件每年都在发生。

为了抵御由无人机带来的安全威胁，对其发现、识别并予以反制的需求也不断上升［13］。在空域控制方面，以及在国家战略、工业、燃料和能源及其他重要设施中，都需要随时警惕无人机的侵扰，同时，对河流、海港、沿海水域进行监测时也要防备无人机乘虚而入。对无人机最有效的监测手段是结合光学和声学手段的雷达监视系统，俄罗斯为此推出的各类民用无人机探测设备同样可圈可点。

4.1 小型无人机探测雷达

Karneev 公司研制生产的脉冲有源相干雷达——“Spider”无人机探测雷达探测距离为1500m。“Spider”雷达可按照用户要求配备电视摄像机和/或红外热像仪，能够自动检测和识别RCS超过0.01m2的飞行目标，并在3s 内发现目标轨迹，可对通信、输油管道、电力线、铁路提供防护。

4.2 反无人机综合系统

以合理利用无人机为宗旨的Stopdron 公司，其主要产品是反无人机装置，即通过检波器近距离发现无人机，并由信号干扰仪中止无人机工作。该公司近年还单独研发了Ku 波段无人机探测雷达“Stopdrongorizont”（意为“无人机中止—地平线”），可发现10km内的小型空中目标，并可根据反射信号识别无人机，同时将其他的诸如飞鸟、气球和航空器等目标默认为安全目标。Stopdron 公司另一款针对无人机研发的探测设备是“Stopdron-peleng”（意为“无人机中止—方位”），该设备采用射频方式探测无人机，用三角测量的方法锁定无人机方位并进行实时跟踪，可补足雷达或光学摄像机、热像仪的探测盲区。

4.3 出口版民用无人机探测雷达

俄罗斯电子计算信息系统研究生产中心（Elvis）研制的无人机探测系统出口版本“浣熊”系统，采用了多波束接收系统，RCS 为0.01m2，能够在1.8km 半径内探测无限数量的无人机，将地面目标锁定在8.3km的距离内。“浣熊”旨在保护燃料和能源系统的机场和企业，以及位于平坦、易见区域的具有战略意义的工厂和发电站。设计者承认，“浣熊”无人机探测系统在作用距离和有效性方面逊色于在俄罗斯军队服役的同产品军用型号，不过其较高的性价比是一大优势［14］。目前，这一无人机探测系统已出口韩国，在国际市场上的需求量较大。

5 结语

军用无人机作为现代空中军事力量中的一员，以其隐蔽性强、使用方便、造价低廉、性能机动灵活和无人员伤亡等特点在现代战争中的地位和作用日渐突出。俄罗斯基于自身雄厚的雷达技术实力，针对无人机军事威胁而开发的无人机探测雷达正在向小型化和功能细化（无人机蜂群探测雷达及隐形无人机探测雷达）方向发展，是对俄罗斯国家防御网有力的补充，且军工企业与科研院所、高等院校均参与研发，这一领域仍未来可期。

而在民用领域，在无人机袭击沙特阿拉伯的石油设施之前，人们更多地认为对抗无人机是一项纯粹的军事任务。事实上，民用无人机的应用日趋广泛，无人机的防御范畴在逐渐扩大。世界各国在发展民用无人机技术的同时，也相应地加强了对无人机探测技术的重视。俄罗斯诸多企业以雷达技术和人工智能技术为基础，推出各类民用无人机探测系统，满足不同用户的需求，并以较高的产品性价比在国际市场上占据了一席之地。可以说，在军用和民用领域，俄罗斯的无人机探测雷达技术都取得了长足的发展，从另一个角度讲，也为国际环境和各国空域的相对安全作出了相应的贡献。