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TechnicalFeature 技术特写

无人机侦测和定位系统

Drone Detection and Location Systems

编辑：Patrick Hindle
《Microwave Journal》编辑

无 线电控制的商用无人机迅速吸引了消费者 大多数商业Wi-Fi、蓝牙和物联网（如ZigBee、
和企业家的注意力，他们为此创造了许
Z-Wave、LoRa）系统都在这个频段上运行。在
多新颖的商业用途。从摄像到农作物和基础设 这些频段上传输的信号受到的管制很松，使用
施的检验再到货物交付，无人机不仅成为业余 的是随机接入规则而不是时间控制或频分接入
爱好者的消遣方式，也是企业家必不可少的工 方案。因此，在2.4GHz ISM频段的80MHz附近
具。随着无人机为许多商业应用和数百万爱好 堆积了大量信号。SRD和5.8GHz ISM频段目前
者所用，有报道称，无人机的商业销售在2025 使用率还不高，但很快它们必将成为最密集的
年预计将达到近100亿美元。 频段。
然而，随着一些轰动事件的发生，例如： 《Microwave Journal》收集了来自Rohde &
无人机降落在白宫花园，无人机差点撞上机场 Schwarz、是德科技和Aaronia AG的三篇文章，
着陆的飞机等等，关键设施或私人设施、基础 文章内容均是探讨射频无人机侦测和定位系
设施、公共场所甚至边界管理机构面临新的安 统，包括无人机侦测面临的挑战，这些系统的
全保障挑战，亟需对商用无人机进行侦测和定 优缺点以及一些关于其系统的信息。虽然还有
位以减轻其可能造成的威胁。 很多公司也在开发这些系统，但我们选择了这
在过去六个月中，美国联邦航空管理局记 三家领先的测试和测量公司，作为频谱监测领
录了约600次无人机事故。民用无人机的问题变 域的专家来分享他们的方法和观点。
得越来越严峻——据报道，今年4月17日，英国
航空公司的一架航班在降落伦敦希思罗机场时
与无人机相撞。两个月前，刚从希思罗机场起 射频无人机侦测和定位系统的
飞的另一架飞机险些与无人机相撞。 挑战与解决方案
2013年9月，一架无人机在德国总理默克尔 Darren McCarthy
面前降落；2015年4月，另一架无人机降落在日 Rohde & Schwarz
本首相安倍晋三的办公室屋顶上，这些无人机 美国俄勒冈州比福顿市
都是由抗议者放飞的。将来，这样的无人机可
能携带爆炸品或是生化武器来发动恐怖袭击。 禁止无人机飞行并不是一个轻而易举的任
它们也可能用于运输非法物品如毒品，或用于 务，没有一个解决办法是万能的。用视觉和听觉
干扰无线电信号，如GPS或Wi-Fi，导致服务 进行侦测可能因环境干扰造成性能下降和错误。
中断。鉴于这些担忧，根据ASD报告，到2022 雷达可能无法侦测到外形较小的无人机，电/光
年，无人机侦测系统的市场估计将增至约160亿 （EO）传感器在遇到恶劣的天气条件（如雨或
美元。 雾）时可能会失灵。即使是射频侦测，对使用
无人机无线电控制（RC）通常使用为遥控 GPS航点导向的预编程无人机也不完全有效。无
设备保留的三段频谱之一进行操作（表1）。 线电链路的存在对于射频侦测来说必不可少。然
这些频段可能非常拥挤，特别是2.4GHz ISM， 而，射频侦测系统对于大多数在用的商用无人机
技术来说都是十分有效的，与其它技术相比，它
表1 无人机无线电控制使用的典型频段（是德科技提供） 在侦测速度方面具有明显的优势。
频段名称 起始频率 终止频率 功率限制 射频侦测系统要想发挥作用，必须具有高
UHF短程设备 433.05MHz 434.79MHz ≤10mW ERP 灵敏度，能够提供预警而不能产生假报警。一
个完整的反制系统还需要安全、可靠的手段来
ISM 2.4GHz 2.4GHz 2.4835GHz ≤100mW EIRP
阻止威胁。对于一个包括其它传感器技术的系
ISM 5.8GHz 5.725GHz 5.85GHz ≤100mW EIRP 统来说，射频侦测系统可能只是其完整工作流
ERP：有效辐射功率；EIRP：等效各向同性辐射功率 程的一个有用部分。

28 Microwave Journal China 微波杂志 Jul/Aug 2017