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无人机“黑飞”带来的安全挑战正在从偶发事件演变为常态化威胁。无论是大型活动期间的低空安保,还是机场、边境、军事要地等关键区域的持续防护,未经授权的无人机闯入都会对公共安全构成直接风险。
近年来,低空经济作为国家战略性新兴产业,正以前所未有的速度重塑农林、交通、物流和城市管理格局。据Marketsandmarkets预测,全球反无人机市场规模预计将由2025年的44.8亿美元增长至2030年的145.1亿美元。国内反无人机系统市场规模2025年已达418.65亿元。
▲全球反无人机市场规模预测,来自Marketsandmarkets
产业蓬勃发展的同时,相关安全短板也开始暴露,无人机“黑飞”行为时有发生,增添了行业发展的隐忧。大量“黑飞”事件之所以难以被提前预警和及时处置,根源在于传统探测手段各有盲区:雷达对低空慢速小目标识别率偏低,易受地形和电磁干扰;射频侦测只能识别有通信信号的无人机,一旦目标关闭无线通信或采用光纤控制即失效;光电设备在夜间、雾霾、雨雪天气下性能大幅下降。没有任何单一技术手段能够独立覆盖所有低空威胁。多模态传感器融合已成为行业共识,雷达、无线电、光电与声学探测的协同融合,正成为提升低空安防识别精度的关键路径。
声学探测正成为低空安防体系中关键的补盲手段。无人机在飞行过程中,螺旋桨高速旋转会持续产生特征性噪声,这种难以规避的声音信号构成了无人机天然的“声学特征”,只要飞行,就会发声;只要发声,就有机会被识别。声学探测通过麦克风阵列实时采集空域声音信号,结合远场波束形成、滤波算法与AI声纹分析,对无人机目标进行识别、定位和跟踪。这种探测方式不主动发射电磁信号,隐蔽性好且无电磁干扰,在夜间、低能见度及复杂电磁环境下均可稳定工作。声学探测具备一定的绕射传播能力,在部分遮挡条件下仍具备探测可能,可作为复杂地形下低空慢速目标探测的有效补充。
▲声学无人机探测工作原理
杭州兆华电子股份有限公司(品牌CRYSOUND)是国家工信部认定的专精特新“小巨人”企业、国家高新技术企业,并获批组建浙江省声学检测企业研究院。公司通过了ISO 9001质量管理体系、ISO 14001环境管理体系、ISO 45001职业健康安全管理体系、ISO 27001信息安全管理体系、ISO 20000信息技术服务管理体系等多项认证。公司拥有90多项发明专利授权,产品覆盖消费电子、汽车制造、电力石化、航空航天和科研军工等40多个细分行业,服务客户超过10,000家。
▲兆华电子资质与荣誉
深耕声学测试领域近三十年,兆华电子将其在麦克风阵列、波束形成、声源定位与声纹识别算法方面的积累延伸至低空无人机声学探测方向,推出了固定式与手持式两大类产品,分别对应持续性监测与机动式验证需求。两类产品均基于被动声学原理,不主动发射电磁信号,隐蔽性好且无电磁干扰,能有效补充雷达、射频、光电等技术对小型无人机、静默无人机(含光纤控制无人机)或悬停无人机的探测盲区。
固定式无人机探测模块:全天候在线值守
对于需要长期连续监测的低空安防场景,兆华电子固定式无人机探测模块(CRY2622M)提供全天候在线值守能力。该模块搭载128通道MEMS数字麦克风阵列,配合2kHz至48kHz的宽频覆盖范围,能够精准捕捉各类无人机的螺旋桨噪声与电机运转声纹特征。
▲兆华电子固定式无人机探测模块
实测数据显示,该模块对DJI Air 2S型无人机的探测距离可达150米。150°声场角设计使单台设备即可覆盖前方大片空域,方位角≤3°、俯仰角≤5°的高精度方位角和俯仰角定位,辅助快速处置。模块支持7×24小时全天候监测,实时触发和记录报警信息,通过Web端VMS平台展示声像云图与可见光视频融合画面。
手持式无人机探测套件:机动灵活
边境巡逻、临时检查站、大型活动机动布控等场景对探测设备的机动性要求更高,需要能够快速部署、随时转移的解决方案。兆华电子手持式无人机探测套件(CRY8500声像派)正是面向这类需求设计。
该套件采用模块化阵列设计,集成多达208个MEMS麦克风,支持128通道或208通道配置,提供4款标准阵列配置:30cm128通道、30cm 208通道、70cm208通道、110cm 208通道;覆盖30cm、70cm、110cm三种阵列尺寸,可根据现场验证、样本采集和算法开发需求灵活选择。工作频率范围200Hz至20kHz(110cm阵列),声压级范围28至132dB,既能捕捉远距离微弱信号,也可应对近距离强噪声场景。
▲兆华电子手持式无人机探测套件CRY8500
实测数据显示,该套件可实现对DJI Air 2S无人机300米距离的稳定定位跟踪;对DJI M350等工业级无人机可实现远距离稳定成像500米。配备8英寸电容触摸屏(1920×1200),可同步显示高精度无人机数据与声源定位结果,现场操作人员无需额外携带仪表即可直观查看目标位置。执勤人员可手持设备沿巡逻路线移动侦测,也可通过三脚架将设备固定在观测点位进行定点监测,两种模式自由切换。
该套件不仅是一款探测工具,更是一套面向快速部署、样本采集与算法开发的专业化平台。它最高支持208通道实时波形数据与视频流输出API,客户可基于兆华硬件平台采集的原始数据自主开发算法与应用,相关算法可通过Matlab软件在PC端进行部署。科研院所、算法团队可利用该平台开展无人机声纹识别、到达角估计、多目标分辨等算法研究。
▲声学科研与算法研究
固定式无人机探测模块适合机场周界、军事要地、场馆等需要长期监测的场所;手持式无人机探测套件适合边境巡逻、临时检查站、机动布控等需要快速响应的场景。两类产品协同互补,覆盖从长期部署到临时响应的多样化低空安防需求。
▲兆华电子无人机声学探测典型应用场景