一直以來，都是通過無線電波來遠(yuǎn)程控制無人機(jī)。但今年夏天，英國國防公司 QinetiQ 宣布通過激光成功控制無人機(jī)。飛行機(jī)器和人類操作員之間的通信和控制方法為在傳統(tǒng)無線電控制易受干擾或攔截的情況下指揮無人機(jī)提供了一種新方法。這是一項(xiàng)很有前途的技術(shù)，它可以將現(xiàn)有已知的無線電控制限制換取一系列全新的以激光為重點(diǎn)的挑戰(zhàn)。

  活動(dòng)于今年早些時(shí)候在英格蘭南部巨石陣附近的索爾茲伯里平原訓(xùn)練場舉行。這架無人機(jī)由一個(gè)名為“自由空間光通信 (FSOC)”的系統(tǒng)控制，在該系統(tǒng)中，信息轉(zhuǎn)化為光，通過開闊的天空傳輸，并由專用接收器接收。

  “FSOC 提供非常高的帶寬、非常低的檢測通信概率、低后勤足跡以及抵消對(duì)手在拒絕射頻頻譜方面可能進(jìn)行的大量投資的潛力，” QinetiQ 7月份的公告中寫道。

  該演示于2022年3月進(jìn)行 ，這是英國國防科學(xué)與技術(shù)實(shí)驗(yàn)室更廣泛地推動(dòng)無人機(jī)通信更具彈性的努力的一部分。依賴于發(fā)送和接收激光信號(hào)的通信在低能見度的天氣中可能會(huì)遇到困難，例如霧或塵埃，這會(huì)遮蔽天空。不過，這種方法的前景是可以通過光快速清晰、高帶寬地傳輸大量數(shù)據(jù)，并且無論發(fā)送者和接收者在哪里都可以公開進(jìn)行。這已經(jīng)在封閉空間光通信的光纖電纜 網(wǎng)絡(luò)中實(shí)現(xiàn)，并且需要基礎(chǔ)設(shè)施投資來建立和連接。

  幾十年來，使這種通信工作一直是軍事研究的主題。2004年，空軍研究實(shí)驗(yàn)室和DARPA合作開展了光射頻聯(lián)合鏈路實(shí)驗(yàn)(ORCLE)。該計(jì)劃旨在將光通信的高數(shù)據(jù)容量與無線電的信號(hào)保真度相結(jié)合。ORCLE 著手將這兩種方法集成到通信節(jié)點(diǎn)網(wǎng)絡(luò)中，并理解無線電將允許在惡劣天氣下進(jìn)行持續(xù)通信。

  根據(jù)諾斯羅普·格魯曼公司的新聞稿，2008年，DARPA 與諾斯羅普·格魯曼公司簽訂了光射頻通信附件 (ORCA) 項(xiàng)目的合同，旨在提供“全天候、高連通性、抗干擾、高帶寬的網(wǎng)絡(luò)” 。

  由于光通信本身的局限性，許多關(guān)于自由空間光通信的研究將其與無線電通信相結(jié)合，以獲得更大的彈性。  “盡管 FSOC 系統(tǒng)可能無法在云層或濃霧中運(yùn)行，但在混合射頻/光鏈路配置中使用它們可以產(chǎn)生一個(gè)可以在大多數(shù)天氣條件下運(yùn)行的系統(tǒng)，并在大多數(shù)條件下提供高帶寬、安全、抗干擾的通信， ” 2011年一篇關(guān)于自由空間光網(wǎng)絡(luò)的論文的作者爭辯道，其中包括 DARPA 的成員。

  最近，DARPA 將研究重點(diǎn)放在了衛(wèi)星之間空間的光通信上，它不受阻礙地球上光通信的大氣障礙的影響。

  無線電信號(hào)通過已知頻率發(fā)送，被理解和監(jiān)控長達(dá)一個(gè)世紀(jì)。無線電傳輸?shù)男再|(zhì)意味著可以在接收波之外觀察到波，因?yàn)樾盘?hào)通過露天傳播，有時(shí)會(huì)在地形和大氣現(xiàn)象中折射或擴(kuò)散。該特征對(duì)于遠(yuǎn)距離傳輸信息很有用，但對(duì)于保密該信息的用處不大。尤其是基于激光的光通信的前景是，它將所有傳輸?shù)男畔⒓性谝皇馐小?/span>

  “自由空間光通信幾乎不可能被攔截或探測到，因?yàn)榧す馐ㄟ^一條非常狹窄的路徑直接從一個(gè)平臺(tái)傳播到另一個(gè)平臺(tái)，”QinetiQ在其網(wǎng)站上描述道。“攔截需要對(duì)手實(shí)際出現(xiàn)在光束的路徑中——這是極難實(shí)現(xiàn)的?！?/span>

  如果攔截很困難，那么保持信號(hào)可能并不容易。雖然無人機(jī)的優(yōu)勢在于知道定向光束來自何處，并自動(dòng)將其接收器定向到該點(diǎn)，但它可能容易受到激光眩目器的影響，激光眩目器旨在禁用飛行機(jī)器人上的傳感器。

  該技術(shù)用于短程小型無人機(jī)的最大前景是，它將允許士兵在不被無線電頻率探測到的情況下指揮偵察員。QinetiQ 的公告指出，該演示“包括自由空間光通信 (FSOC) 作為其任務(wù)通信系統(tǒng)中的雙向鏈路”。

  QinetiQ 測試的系統(tǒng)中可能存在其他雙向通信鏈路，用作故障保護(hù)或備份。設(shè)計(jì)為僅接收激光信號(hào)的無人機(jī)可能難以使用。包含激光信號(hào)和傳統(tǒng)方法的無人機(jī)在出現(xiàn)故障的情況下將正常運(yùn)行，同時(shí)具有額外實(shí)用性的潛力。

  目前，這項(xiàng)技術(shù)似乎專注于偵察無人機(jī)的指揮、控制和數(shù)據(jù)傳輸功能。如果應(yīng)用于設(shè)計(jì)用于攜帶武器的無人機(jī)，挑戰(zhàn)將變得更加復(fù)雜。但是，只要有一個(gè)偵察員，光通信的更快數(shù)據(jù)傳輸將使有用的視頻快速到達(dá)，或者允許更高分辨率的相機(jī)，而無需擔(dān)心帶寬問題。至少，所有這些都承諾，即使面對(duì)無線電干擾器和反無人機(jī)技術(shù)，無人機(jī)也會(huì)很有用。