“基站基站，獵人已發現目標，是否擊落？”
“迅速擊落！”
隨著總指揮一聲令下，只見空中一架試圖接近典禮核心區域的“陌生”無人機緩緩降落，停在早已清空的路邊空地上。
這是發生在4月初陝西黃帝陵舉行的“戊戌年清明公祭軒轅黃帝典禮”開始前實戰演練的一幕：一架未事先報備的無人機欲“闖入”管制空域，被應陝西省公安廳邀請到場負責反制無人機的西電團隊提前擊落。
這支由西安電子科技大學雷達信號處理國家重點實驗室蘇濤教授團隊、天線與微波國家重點實驗室王新懷副教授團隊、信息感知協同創新中心楊明磊副教授團隊抽調精兵強將共同組成的“反黑飛天團”，利用學校為軍隊和國防現代化作出重要貢獻的相關學科先進技術優勢，研發反“黑飛”民用設備，併成功協助陝西省公安廳完成相關保障任務。
問題導向：黑飛無人機隱患巨大
試想，假如你正在參加一場大型集會，突然一架經非法改裝的無人機從天而降，後果會怎樣？
近年來，伴隨我國低空領域的逐步開放，無人機、航模等民用低空飛行器的使用量和保有量日漸增多，它們給民眾帶來“航拍”“無人機送貨”“噴灑農藥”等諸多便利的同時，也帶來了一定的隱患——一旦違規飛行，將給民航機場、大型集會現場、監獄等重要場所帶來巨大安全威脅。
這種違法違規或未經登記的飛行，稱之為“黑飛”。據瞭解，常見飛行器通常被分為固定翼、直升機和多旋翼幾種。因優良的操控性能，近年來多旋翼成為低空飛行的新星。此類無人機搭載智能化的“大腦”——飛控系統，飛手通過數據信道發送信號，使地面控制參數與無人機進行交互，無人機就可以實現超視距自主飛行，目前的黑飛就以這種形式居多。如何通過一款便攜實用且成本較低的產品，像軍隊作戰一樣快速有效反制“黑飛”，成為近年來困擾包括公安在內很多單位的難題。
其實各種棘手的“黑飛”問題，西電早在本世紀初就已經關注到。專家們認為，複雜條件下，能否及時準確識別並定位違規飛行器，迅速切斷飛手和飛行器的信號並阻斷其自動定位系統，最終在保障人民群眾生命財產安全的前提下將其捕獲或驅離，是解決問題的關鍵。
憑藉以往積累的軍口科研經驗，西電相關團隊圍繞上述問題展開持續攻關，拿出了自己的解決方案。
黑飛剋星：雷達搜索+光電跟蹤定位+反制槍
西電“黑飛剋星”反制系統由雷達、光電系統和反制槍三個部分構成。雷達是“眼睛”，可以實現對目標的廣角探測預警。光電系統是“手電筒”，方便確認目標。反制槍則可以直接對無人機進行干擾打擊，防止破壞活動的發生。指揮部可以憑藉西電研發的這套系統，實現對“黑飛”無人機的“探測-跟蹤-處置”一體化快速管控。
“為了把隱患扼殺在萌芽中，使黑飛在進入管制區域前就能被發現，我們用雷達來預警，而在這方面我們西電掌握核心算法。”據楊明磊介紹，一旦管控區域內出現“黑飛”無人機，團隊即可以通過雷達對意圖進入禁飛區的低空飛行器進行提早識別並定位，確保重點空域安全。
雷達是西電的傳統優勢，早在二十世紀六十年代初，西安電子科技大學就在保錚院士主持下成功研製出我國第一臺微波氣象雷達。現如今，西電憑藉全國唯一的信息感知技術協同創新中心、雷達信號處理國家重點實驗室、天線與微波技術國家重點實驗室，依然在雷達探測技術領域保持領先。西電反“黑飛”設備的目標探測採用低成本相控陣雷達，這種雷達的主要工作機制是電控相掃或頻掃，具有機動性好，可對大範圍內快速移動目標進行準確識別的特點。區別於慢速旋轉且存在機械故障風險的機掃天線，相控陣雷達可以做到快速預警處置的同時靜默工作，可很好滿足一些會場的肅靜及無走動的需求。
作為反“黑飛”設備的重要武器之一，反制槍功不可沒。據瞭解，無人機和飛手之間的數據傳輸一般通過固定信道，只需對信號命令（無線信號頻段為2.4GHz）、圖像傳輸（5.8GHz）、GPS（1.575GHz）和900MHz等多個功能不同頻段無線信號進行有效干擾，即可切斷無人機與操作者的連接，實現對無人機的迫降捕獲和驅離。
6次斬獲全國大賽獎項的西電“黑飛剋星”反制槍外形酷似一把輕巧的衝鋒槍，由電子信息工程專業王新懷副教授指導研究生與本科生團隊共同製作完成。該反制槍主要運用一種基於軟件無線電的反無人機系統，通過GPS欺騙、針對性頻點壓制、轉發式欺騙型偽信號干擾3種技術比較領先的干擾模式，可以有效干擾1km範圍內的低慢小無人機，迫使它們降落或者自動返航。
“我們的黑飛剋星反制槍採用的是較為溫和、安全的方式使無人機迫降。”據“黑飛剋星”無人機偵測與反制系統的指導老師王新懷副教授介紹，“比起市面上其他的技術手段來說，我們的智能化反制無人機系統功耗低，能量利用率高，靈活性高，響應速度快，成本低。而且經測試證實，西電的這套設備從發現目標到迫使目標降落，整個過程最快只需十幾秒。”
未來方向：滿足民用更多需求
目前，民用雷達正當行業風口，很多單位都在積極研發。雷達應用領域很廣，除不斷迭代的軍事需求外，民用領域也離不開它，特別是有待進一步挖掘潛力的無人遙感、無人駕駛、人工智能機器人、智慧交通等技術，均依賴雷達技術的進步。
西電雷達信號處理國家重點實驗室深耕雷達領域數十年，擁有多項行業領先的核心技術。在國家軍民融合戰略支持下，2017年，西電憑藉雷達信號處理等學科技術優勢，獲批成立陝西省民用雷達工程研究中心。在該中心的整合推動下，將成套反“黑飛”民用裝備成功推向了社會應用，取得了較好的反響。
團隊負責人蘇濤教授說：“西安電子科技大學自成立以來，為國防現代化做出了很多貢獻，時至今日未忘初心。我們的反無人機系統已有系列產品和發展規劃，伴隨著團隊科研的不斷深入，後續會開發更加智能的自動化反無人機系統以及功能更加強大的無人機管控平臺。”
“當然，‘黑飛’背後還有很多關於無人機制造標準、改裝、監管等一系列複雜的問題，我們主要是從具體實戰角度做一些力所能及的工作。我們有信心研發並不斷推出更好的產品，來滿足更多的國防和民生需求。”蘇濤進一步補充道。
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