【正文】 內(nèi)，以極高的強度照射目標(biāo)，從而產(chǎn)生殺傷和破壞效果。這種武器具有以下特點：一是其波束較激光波束寬，而且是光速武器，所以對跟蹤目標(biāo)的精度要求低，便，于解決活力控制問題；二是這種武器是對付隱身目標(biāo)的有效手段，高功率微波發(fā)射裝置本質(zhì)上是相當(dāng)于雙基雷達的發(fā)射站，所以，外形設(shè)計不起作用；三是這種武器具有遠距離干擾、近距離摧毀等多種殺傷效應(yīng)，隨著距離的變化，可連續(xù)對目標(biāo)產(chǎn)生不同改制的殺傷效果。2002年10月初，美國高功率微波武器項目的專家透露，美國空軍正研制的裝備，無人作戰(zhàn)飛機的高功率微波武器已經(jīng)發(fā)展到成熟狀態(tài)。電磁脈沖武器雖利用強電磁脈沖摧毀導(dǎo)彈或破壞雷達、通信系統(tǒng)和武器系統(tǒng)中電子設(shè)備或擾亂人的大腦神經(jīng)系統(tǒng)而使人暫時失去知覺的武器，也成為射頻武器，主要包括電磁脈沖彈，微秒波炸彈和電磁脈沖產(chǎn)生器等。其對目標(biāo)的作用形式和波長有關(guān)。長波電磁脈沖不會進入，目標(biāo)的外殼內(nèi)部，但可在目標(biāo)導(dǎo)電外殼上產(chǎn)生感應(yīng)電流和電壓。若波長大于目標(biāo)尺寸，則產(chǎn)生的感應(yīng)電壓和電流會很大，從而使內(nèi)部，正常的電壓和電流分布被破壞。目前，進行電磁脈沖武器研制的主要是美國、俄羅斯和英國。2002年8月，美國和英國的研究人員宣布已經(jīng)成功設(shè)計了可用于無人作戰(zhàn)飛機的電磁脈沖武器。 任務(wù)載荷的應(yīng)用與發(fā)展無人機的非武器類任務(wù)載荷的研制工作已經(jīng)有幾十年的歷史，其產(chǎn)品和應(yīng)用都很廣泛。本節(jié)對無人機任務(wù)載荷的應(yīng)用和發(fā)展情況，進行簡單闡述。 無人機任務(wù)載荷的應(yīng)用情況本節(jié)以表格的形式說明不同用途無人機的載荷裝備，情況。根據(jù)《舍菲爾德無人機手冊2002》中無人機的用途和有效載荷統(tǒng)計表，總結(jié)無人機的用途和任務(wù)載荷應(yīng)用情況，如表41所示，表4表43和表44則分別總結(jié)給出了部分戰(zhàn)術(shù)無人機、戰(zhàn)略無人機以及微小型，無人機的任務(wù)載荷裝備情況。表41 無人機的用途和任務(wù)載荷應(yīng)用情況統(tǒng)計表 無人機類型分析項目生產(chǎn)型微型戰(zhàn)斗型無人機用途偵查/監(jiān)視/目標(biāo)截獲85%100%50%通信中繼23%00電子情報11%00電子戰(zhàn)17%00環(huán)境/氣象觀測4%00民用/科研5013%其他8%00有效載荷光學(xué)照相機15%00紅外行掃描器8%00日光電視攝像機79%100%0微光電視攝像機8%10%13%紅外攝像機/前視紅外72%30%13%激光測距/照射器15%00雷達8%00合成孔徑雷達16%025%電子情報13%00電子戰(zhàn)21%00其他24%10%0不明3%10%40%表42 部分戰(zhàn)術(shù)無人機的任務(wù)載荷無人機任務(wù)載荷捕食者“天球”紅外/電光多傳感器監(jiān)視系統(tǒng)，日光彩色電視攝像機，合成孔徑雷達獵犬組合式電視/前視紅外傳感器，機載超高頻數(shù)據(jù)中繼系統(tǒng)，激光照射器和測距器，電子情報系統(tǒng)，雷達干擾機，通信干擾機先鋒高分辨力電視攝像機，前視紅外傳感器，電光測距器，雙探測器監(jiān)視系統(tǒng)不死鳥MRTS多任務(wù)轉(zhuǎn)塔系統(tǒng)CL289三透鏡高速低空全景光學(xué)相機，紅外行掃描器，視頻數(shù)據(jù)發(fā)射機紅隼“獨眼巨人”紅外行掃描器，可見光譜電荷耦合器件行掃描器，廣角黑白電視攝像機，電光/紅外傳感器轉(zhuǎn)塔。表43 部分戰(zhàn)略無人機的任務(wù)載荷機型任務(wù)載荷“全球鷹”綜合傳感器系統(tǒng)，組合式光電/紅外傳感器，合成孔徑雷達“暗星”光電傳感器，雷達傳感器，電子/光學(xué)照相機“納蚊”微光電視，紅外掃描儀，電子支援設(shè)備，防化探測設(shè)備“掃描鷹”日光彩色攝像機，紅外攝像機傳感飛行器光電/紅外傳感器，攝像機，電子監(jiān)聽設(shè)備，合成孔徑雷達表44 部分微小型無人機任務(wù)載荷機型任務(wù)載荷“黑寡婦”電視攝像機“懸停飛”小型彩色攝像機TAE一些質(zhì)量小于10g的載荷“大黃蜂”電視攝像機等，正在升級中“指針”黑白/彩色/微光/紅外攝像機“烏鴉”紅外攝像機等，“美洲獅”輕型紅外攝像機 無人機任務(wù)載荷的發(fā)展趨勢無人機任務(wù)載荷的發(fā)展執(zhí)著之強勁是史無前例的。基于新材料、新技術(shù)和新概念的任務(wù)載荷研究方向眾多，使無人機任務(wù)載荷正朝著多功能、高性能和綜合性的方向發(fā)展。隨著微電子技術(shù)、通信技術(shù)、計算機技術(shù)和航空技術(shù)的進步，無人機任務(wù)載荷的技術(shù)發(fā)展將主要聚焦在以下方面。（1）發(fā)展第四代前視，紅外系統(tǒng)。第四代前視紅外技術(shù)（又稱靈巧焦平面，陣列技術(shù)）將采用碲鎘汞傳感器和先進的信號處理技術(shù)，可以覆蓋整個可見光波段和近、中、遠紅外波段，為飛機提供約100km的紅外搜索跟蹤能力。第四代前視紅外系統(tǒng)準(zhǔn)備用于“全球鷹”無人機的紅外搜索與跟蹤系統(tǒng)以及美國海軍的E2C預(yù)警機。（2）非制冷凝視焦平面陣列。紅外探測器一般分為兩類：光探測器和熱探測器。熱探測器與光探測器不同，熱探測器要達到良好性能的關(guān)鍵是敏感遠件與相鄰元件、基板之間最大限度地絕熱。熱探測器一般可以工作在室溫下，不需要昂貴的深冷制冷器。因此，熱電探測器也通常被稱為非制冷紅外探測器。非制冷紅外探測器與凝視焦平面，陣列結(jié)合在一起，更適用于無人機。分析表明，非制冷紅外凝視焦平面陣列可能成為近距、低成本紅外成像偵察設(shè)備的首選。它很適合戰(zhàn)術(shù)無人機特別是微型無人機任務(wù)載荷的要求。電視攝像機逐步取代光學(xué)照相機在無人偵察機上廣泛應(yīng)用，電視攝像機正在進一步追求光學(xué)照相機的圖像質(zhì)量。電視攝像機與前視，紅外特別是是深冷掃描線列前視，紅外相比，正在向體積小、質(zhì)量輕的方向發(fā)展。微型無人機對任務(wù)載荷體積、質(zhì)量的要求，促使任務(wù)載荷技術(shù)在微型化上會有重大突破。多光譜探測技術(shù)可以探測不同的紅外帶寬、光譜甚至混合光和射頻以及激光測距的頻譜，將提供更多的信息并減輕信號處理負(fù)荷。未來的機載成像光譜儀可以在幾十個甚至幾百個波段成像，而不是只進行雙波段的探測。采用中、低光譜分辨率的超光譜成像系統(tǒng)并結(jié)合知法的探測算法，可進行大面積搜索。中、低分辨力超光譜成像器件具有超強的目標(biāo)探測能力，能夠迅速發(fā)現(xiàn)目標(biāo)，而且得到的數(shù)據(jù)量大大少于普通，光電成像器件，從而降低了數(shù)據(jù)處理負(fù)擔(dān)。不足之處是難以進行目標(biāo)識別。因此，將其與普通光電成像器件的高分辨力目標(biāo)識別能力相結(jié)合，可兼得兩種系統(tǒng)的優(yōu)點。無人機系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)日趨復(fù)雜，全壽命使用成本也在不斷增高，使用者越來越希望無人機具有執(zhí)行多種不同任務(wù)的能力。受無人機任務(wù)載荷能力的限制，目前只有大型無人機具備執(zhí)行多種任務(wù)的能力。如果各種設(shè)備使用公用的信號和圖像數(shù)據(jù)處理設(shè)備，即偵測數(shù)據(jù)的處理各模塊的控制等任務(wù)由機載公用處理設(shè)備完成，就可以減輕探測器的總量。這種方法同時也存在著一些需要解決的問題，刟降低了整個無人機系統(tǒng)的可靠性，提高了對設(shè)備接口、輸出數(shù)據(jù)格式的要求，要求協(xié)調(diào)執(zhí)行多種任務(wù)時的公共資源分配等。隨著廣泛應(yīng)用模塊化觀念設(shè)計無人機搭載設(shè)備，現(xiàn)在的無人機已以根據(jù)不同任務(wù)需要靈活地更換載荷設(shè)備。模塊式任務(wù)載荷的概念正在受到越來越多的關(guān)注，因為它可使無人機中的一個傳感器或一些傳感器改變到適合每一任務(wù)或一系列任務(wù)的需要。未來信息化戰(zhàn)爭要求無人偵察機具有更高的信息獲取能力，即要求無人偵察機擴大信息獲取空間，延長信息獲取時間，增加獲取信息的種類，提高獲取信息的有效性。對用以獲取作戰(zhàn)所需信息的有效載荷來講，要能夠在復(fù)雜的戰(zhàn)爭環(huán)境中全天候、全天時工作，就需提高有效載荷的性能和功能綜合化程度。無人偵察機信息獲取載荷功能的綜合化，是通過多種在功能上互補的信息獲取載荷的合理配置，來擴大，無人偵察機信息獲取系統(tǒng)工作的空域、時域、頻域，提高其獲取信息的能力和所獲信息的實時性與有效性來實現(xiàn)的。無人機偵察系統(tǒng)只有實現(xiàn)數(shù)字化，才能加強系統(tǒng)的功能性和有效性。數(shù)字化偵察圖像具有以下優(yōu)點。（1）圖像效果增強。數(shù)字化對比度處理使圖像清晰度更好。（2）可辯論和提取感興趣的區(qū)域，將場景以多種視角和尺寸顯示出來，數(shù)字工具能夠測算感興趣的目標(biāo)。（3）采用數(shù)據(jù)壓縮和錯誤校正編碼，便于圖像傳輸和還原。目前的紅外熱成像和激光測距機等，技術(shù)已基本實現(xiàn)了數(shù)字化。為了將偵察到的情報及時傳送到指揮官手中，偵察系統(tǒng)必須包含先進的通信系統(tǒng)。機械通信系統(tǒng)一般采用空地?zé)o線電通信設(shè)備或衛(wèi)星通信設(shè)備。超光譜成像和高分辨力成像器件等，先進傳感器的應(yīng)用，要求通信鏈路不斷拓寬頻帶和提高信息傳輸容易。建設(shè)高速數(shù)據(jù)資源等措施，可以提高難住系統(tǒng)傳輸高速數(shù)據(jù)的能力。采用適宜傳輸高速數(shù)據(jù)的數(shù)據(jù)壓縮和編譯碼體系，選擇適當(dāng)?shù)木幋a增益和碼比率，是建立高費效比的高速數(shù)據(jù)傳輸系統(tǒng)的重要保證。美軍正在研究基于無人機機載通信情報偵察系統(tǒng)功能，的多元化，通過采用機載通信截獲和干擾移動電話的方法。由于商業(yè)移動電話使用擴頻和跳頻技術(shù)，截獲和干擾并不容易。這使無人機將不得不飛得足夠低，以截獲這些低功率信號。同時，有效的干擾需要采用寬帶干擾。2003年初，“捕食者”攜帶載荷截獲了移動電話信息。 無人機的數(shù)據(jù)鏈路 概述無人機的數(shù)據(jù)鏈路用于在無人機飛行過程中，連接飛行，器平臺和地面操控指揮人員與設(shè)備的信息橋梁，基本功能，是傳遞地面遙控指令，采油接收無人機的飛行，狀態(tài)信息和傳感器獲取的情報信息。無人機數(shù)據(jù)路的概念如圖41所示。圖41 無人機數(shù)據(jù)路無人機數(shù)據(jù)鏈路在功能上包括一條用于地面控制站對飛行器及機上設(shè)備控制的上行鏈路（也叫指揮鏈路）和一條用于接收無人機下行鏈路。上行鏈路一般帶寬為10Kb/s200Kb/s，無論何時地面控制站請求發(fā)送命令，上行鏈路必須保證隨時傳送。下行鏈路提供兩個通道。一條是用于向地面控制站傳遞當(dāng)前的飛行速度、發(fā)動機轉(zhuǎn)速以及機上設(shè)備狀態(tài)等信息的狀態(tài)信道（也稱遙測信道），該信道需要較小的帶寬，類似于指揮鏈路。第二條信道用于向地面控制站傳遞傳感器信息，它需要足夠的帶寬傳送大量的傳感器信息，帶寬范圍為300Kb/s10Mb/s。一般下行鏈路都，是連續(xù)傳送的，但有時也會臨時啟動以傳送機上暫存的等待發(fā)送的數(shù)據(jù)。數(shù)據(jù)鏈路也可用于測量地面天線相對于飛行器的距離和方位，這些信息可用于無人機的導(dǎo)航，提高機載傳感器對目標(biāo)位置的測量精度。 數(shù)據(jù)鏈路的結(jié)構(gòu)與原理無人機數(shù)據(jù)鏈路一般由機載部分和地面部分組成。數(shù)據(jù)鏈路的機載部分包括機載數(shù)據(jù)終端（ADT）和天線。機載數(shù)據(jù)終端RF接收機、發(fā)射機以及用于連接接收機和發(fā)射機到系統(tǒng)其余部分的調(diào)制調(diào)解器。有些機載數(shù)據(jù)終端為了滿足帶寬的要求，還提供壓縮數(shù)據(jù)處理。天線采用全向天線，有時也采用具有增益的有向天線。數(shù)據(jù)鏈的地面部分包含地面數(shù)據(jù)終端（GDT）和一副，或幾副，天線。GDT包含RF接收機和發(fā)射機以及調(diào)制調(diào)解器。若傳感器信息在傳輸前經(jīng)過壓縮，那么地面數(shù)據(jù)終端還需采用處理器對數(shù)據(jù)進行重建。數(shù)據(jù)壓縮和重建可以分裝成幾個部分，一般包括一輛天線車（可以放在離無人機地面控制占有一定距離的地方）、一條連接地面天線和地面控制站的本地數(shù)據(jù)連線，以及地面控制站中的若干處理器和接口。無人機數(shù)據(jù)鏈路地面部分的工作原理如圖42所示。圖42 無人機數(shù)據(jù)鏈路地面部分工作原理圖地面站發(fā)送的控制指令在信源編碼器中進行指令編碼，然后將編碼完的數(shù)據(jù)進行加密運算，加密完的數(shù)據(jù)同偽碼產(chǎn)生器產(chǎn)生的偽碼進行相加從而完成擴頻，擴頻完的擴頻信號對載波信號進行調(diào)制，生成載波調(diào)制信號，然后將此信號送至功率放大器進行功率放大，經(jīng)過功率放大的射頻信號經(jīng)過饋線送到天線上，由天線發(fā)射出去。地面站在發(fā)射控制信息的同時，還進行遙測接收。機載下行信號通過天線和饋線送至高頻放大器，經(jīng)放大后的信號同本地振蕩器進行混頻，混頻后得到的第一中頻信號分為兩路；一路送給測向誤差產(chǎn)生與處理電路，出來的結(jié)果送至天線伺服系統(tǒng)進行天線跟蹤控制；另一路送至第二漫步器同本地振蕩器產(chǎn)生的信號進行混頻，然后再通過帶通濾波器進行濾波，此時的中頻信號經(jīng)過鑒頻器鑒頻后分成兩路，一路通過低通濾波器濾波產(chǎn)生視頻信號，將視頻信號送至監(jiān)視器進行視頻顯示，另一路經(jīng)過帶通濾波器濾波產(chǎn)生，然后經(jīng)過鑒頻和分離電路恢復(fù)遙測基帶信號與偽碼數(shù)據(jù)流信號，遙測信號通過位環(huán)和幀環(huán)提取電路送至測控制終端進行遙測數(shù)據(jù)處理，另一路送至測距電路，測距電路將此信號同偽碼產(chǎn)生器偽隨機碼對比產(chǎn)生測距信號，最后將此測距信號送至測控終端進行數(shù)據(jù)處理。無人機數(shù)據(jù)鏈路機載部分的工作原理如圖43所示。機載飛行控制系統(tǒng)通過串行數(shù)據(jù)口發(fā)出遙測信號數(shù)據(jù)流，同時接收遙控指令數(shù)據(jù)流。對于遙控接收部分，從天線接收到的遙控信號經(jīng)過接收機的放大、一次混頻，由射頻信號變換為中頻信號，經(jīng)過二次混頻、放大，經(jīng)過濾波、整形，進行解擴解調(diào)后，得到遙控基帶信號數(shù)據(jù)流。該數(shù)據(jù)流通過解密后直接送至飛行控制計算機處理。對于遙測發(fā)射部分，來自飛行控制計算機或直接來自機上設(shè)備的遙測數(shù)據(jù)，首先經(jīng)過遙測編碼，再經(jīng)過載波調(diào)制得數(shù)下行的射頻信號，該射頻信號經(jīng)過功率放大器送至天線，最后由天線發(fā)射出去。圖43 無人機數(shù)據(jù)鏈路機載部分工作原理 對數(shù)據(jù)鏈路的特別要求戰(zhàn)場上，無人機數(shù)據(jù)鏈系統(tǒng)會受到各種電磁威脅，如反輻射攻擊、電子截獲和情報利用、欺騙反制、對數(shù)據(jù)鏈的無意干擾和蓄意干擾等。因此，從作戰(zhàn)需要來說，對無人機數(shù)據(jù)鏈路適應(yīng)復(fù)雜電磁環(huán)境的能力有以下要求。（1）抗反輻射攻擊。降低上行鏈路的占空比是可供考慮的抗擊反輻射武器的措施。理想的情況，是上行鏈路只有在必須向無人機發(fā)送指令時才發(fā)送信號，這樣上行鏈路便，可以長時間保持緘默。這是系統(tǒng)問題，因為整個系統(tǒng)的設(shè)計應(yīng)該使上行鏈路的使用最少；同時也是數(shù)據(jù)鏈問題，某些數(shù)據(jù)鏈被設(shè)計成即使沒有任何指令要傳送也定時輻射信號。護反輻射武器可以通過采用低截獲頻率、頻率捷變和擴頻技術(shù)來實現(xiàn)。（2）低截獲概率。由于地面站常常需要段較長時間的靜止不動以對飛行中的飛行器進行控制，這就使其一旦確定方位就會成為炮火和導(dǎo)彈容易擊中的目標(biāo)。所以，上行鏈路需要具有低截獲概率，而低截獲概率對下行鏈路不是很重要。采用擴頻、頻率捷變、功率管理和低占空比技術(shù)可獲得低截獲概率。但受低成本的限制，低截獲概率不是數(shù)據(jù)鏈必須具備的性能。（3）抗欺騙反制。對方通過對上行鏈路的欺騙可獲