电磁安全防控技术和装备现状分析

刘春莹¹ 谢峰¹ 吕杨¹ 李宝清² 郭兰图³ 赵军³ 左伟庆³

1.公安部第一研究所 2.北京市公安局石景山分局 3.中国电子科技集团公司第二十二研究所

摘要：随着科学技术的突飞猛进和信息社会的日新月异，电磁环境变得日益复杂，面临的安全威胁也呈现出多样化、复杂化的趋势，其中电磁安全问题愈发突出，如伪基站、黑广播、黑飞无人机、窃听器等带来了潜在威胁，严重扰乱社会秩序，开展电磁安全防控技术和装备现状分析对提升电磁威胁精准防控能力具有重要的现实意义。

关键词：复杂电磁环境 电磁威胁 电磁安全防控

1 引言

在当前数字化高度发展的时代，电磁环境变得日益复杂，面临的安全威胁也呈现出多样化、复杂化的趋势，其中电磁安全问题愈发突出，如伪基站、黑广播、黑飞无人机、窃听器等带来了潜在威胁。电磁威胁识别定位技术装备作为安全防控的关键支撑，其重要性不言而喻。准确识别电磁威胁来源、精准定位威胁位置，是实现电磁威胁精准防控的前提。目前，电磁威胁日益多样化、复杂化，传统的电磁威胁识别定位技术装备在对应新兴威胁时暴露出诸多不足，如对复杂电磁环境的适应性差、识别定位精度不高、响应速度慢等。因此，深入研究电磁威胁识别定位技术装备，推动其技术创新与发展，提升电磁威胁精准防控能力，已成为电磁安全领域亟待解决的重要课题。

本文围绕上述问题，对国内外电磁威胁识别定位、电磁威胁精准防控系统的技术和装备发展现状开展了分析研究。

2 电磁威胁识别定位技术和装备现状分析

2.1 电磁威胁识别定位技术发展现状分析

在全球电磁环境呈现频谱拥挤化、干扰多样化、威胁智能化的复杂态势下，传统电磁安全防控手段因感知范围有限、识别精度不足、响应速度滞后等问题逐渐失效。各国加速研究电磁威胁目标识别和定位技术，以进一步提升电磁安全防控能力。比利时提出了一个端到端学习应用于频谱监测的概念框架，在检测干扰的任务上运用新的概念框架使得模型的性能增益提高了4dB，分类精度提高了9%，对电磁信号FFT数据的识别准确率提高了20%。美国采用基于传统无线电定位结合AIMDS监测系统的技术对电磁干扰源进行高精度识别和定位，一期工程配置30个移动监测、测向站进行实验。我国解放军信息工程大学开发了一种基于分簇传感网的RSSI/TDOA协同定位方法，定位误差在25~70m之间。西安电子科技大学设计了一种加权的基于AOAs的定位方法，对每个方位估计进行加权，与未加权方法比定位误差降低了20%。澳门大学提出了一种两步线性算法，联合估计被动目标的位置与收发器之间的未知时间偏差，显著优于使用TOA测量的算法。相较于国外的现状，国内识别定位系统装备水平有所欠缺，目前多以监测站结合便携监测设备的形式进行电磁信号的识别与定位，且定位方法多基于合作场景、视距条件下的RSSI、TDOA、AoA或位置指纹特征，在面对非合作、非视距、稀疏感知场景时难以具有良好的识别准确率和定位精确率。

目前，城市电磁信号环境监测主要难点在信号定位，非合作定位技术正在由以DOA、AOA、TOA为主的单一技术向TDOA/RSSI融合技术的方向发展，系统功能从单纯定位应用向侦测识别定位一体化应用发展。传统DOA等定位方法仅适合开阔空间，城市遮挡环境偏差较大，现有问题面向的场景从简单电磁环境向复杂的非合作、非视距、稀疏感知的城市场景发展。城市场景的非合作定位主要发展方向包括：一是对不同坐标的辐射场分布进行采样，形成每个坐标的场强矢量指纹，该技术适合固定监测网络，并且需要大量的试验采样；二是结合电波反演技术，进行逆向定位，该技术无需固定监测网络，但需要电波传播模型作为先验知识。

2.2电磁威胁识别定位装备分析

电磁威胁识别定位装备涵盖了多种技术手段用于监测、识别和定位电磁威胁以确保活动的安全性，例如部署频谱监测与分析技术、信号侦察与定位技术、雷达技术、电子对抗技术、无人机监测技术、数据分析与人工智能技术等的设备。现有的相关系统装备主要有以下类别。

2.2.1频谱监测和分析设备

频谱监测和分析设备能够扫描和监测电磁频谱，识别并分析各种信号。它可以在实时环境中检测异常信号、干扰源等，从而快速发现潜在的威胁。在重大活动中，这些设备可以扫描无线通信频段，识别并定位可能的无线通信干扰，以确保通信的稳定和安全。

频谱管理是电磁安全维护的前提条件，重大活动开始之前，为了区分敌我用频设备，需要活动主办方联合无线电管理委员会针对参会方的实际需要划分频谱，制定黑白目标名单。无线电频谱监测装备在此充当两个角色：一是在活动开始之前排查附近可能存在的同频干扰，保证活动开始时会场内参会方和安保部门的通信链路正常工作；二是在活动中监测是否存在许可频段外的陌生通信设备，将其划入黑名单发出警告。

频谱监测和分析设备包括固定式、车载式、便携式、手持式等多种类型，其内核都为频谱分析仪，通过外接全向或者定向高增益天线实现广域高灵敏度频谱测量。由于单一类型的频谱监测设备在应用中存在装备规模数量少、性能指标弱、组网应用能力差等问题，难以满足对频谱态势的广域、实时感知能力需求，为此在重大安保活动中普遍采用多类型设备联合部署的方式实现无死角的频谱检测。

2.2.2无线信号侦察设备

无线信号侦察设备可以探测和定位无线通信设备，如窃听器、无人机控制器等。通过收集信号强度和方向信息，可以精确定位信号源。在重大会议或活动中，这些设备可以帮助安保人员追踪无线通信设备，防止信息泄露或非法干扰。

2.2.3雷达系统

雷达系统用于监测运动目标，如无人机、车辆等。它可以提供目标的位置、速度和方向信息，从而帮助识别潜在的威胁。雷达系统可以监测无人机等设备的进入，防止无人机干扰或攻击。

2.2.4电子对抗设备

电子对抗设备可以发射干扰信号，干扰敌方无线通信设备的正常运作。这可以削弱或中断对手的通信、导航、雷达等能力。电子对抗设备可以干扰潜在的无线攻击，确保通信和导航的安全。

2.2.5无人机监测系统

无人机监测系统用于探测和定位无人机。通过雷达、光学传感器和声纳等技术，可以实时监测空中无人机活动。无人机监测系统可以帮助监测和识别潜在的无人机入侵，防止可能的突发事件。

2.2.6数据分析和人工智能系统

数据分析和人工智能系统可以处理大量电磁数据，识别异常模式，并提供实时的预警和响应建议。这些系统可以分析无线通信模式，检测异常信号或未经授权的通信，保障会议的安全。

3 电磁威胁精准防控技术和装备现状分析

3.1电磁威胁精准防控技术现状分析

对于电磁威胁精准防控技术的关注点侧重于物理层信息安全，关键在于基于信号处理、波束形成等通信技术，运用凸松弛等优化理论寻找假定理想环境下的协同干扰最优解。电磁精准管控的核心在于压制黑名单的同时不误伤白名单，最优方案是生成一种既能够干扰敌方，又对友方没有影响的噪声序列，为此人工噪声生成技术应运而生。但是人工噪声技术需要在面对多个通信用户或者多个窃听者时计算复杂度高且可能找不到理论解，接收端也不同于一般通信设备，需要能够执行特殊的信号处理算法，使得适用范围非常受限，所以在当前技术发展阶段缺乏实际应用价值。为此，简化干扰装备的设计难度，以最容易实现的高斯白噪声作为干扰手段，将重心放在针对不同场景的干扰策略研究上成为当今的主流。部署策略的核心旨在黑名单接收到的干扰信号功率足够大以及白名单接收到的干扰信号足够小，才能实现精准压制。图1展现了黑白名单精准压制效果。

电磁频谱管控逻辑关系见图2，针对复杂电磁环境下的电磁安全威胁，首先要进行电磁频谱的态势感知，先摸清电磁威胁的来源和具体情况，然后根据实际情况实施安全决策，采用不同的设备进行频谱管控。针对复杂电磁环境下多种多样的电磁安全威胁，无论是对于更易于实现的人工噪声生成方法探索，还是干扰策略的研究，都应结合各类新兴技术朝着更复杂真实的实际环境深入，无线电频谱管理模式不断向智能化、统一化的方向发展，向更精准、更高效的智能模式转变。

3.2电磁威胁精准防控装备分析

为了避免遥控炸弹、伪基站、黑飞无人机等严重违法犯罪行为对电磁安全产生影响，需要部署电磁屏蔽干扰装备压制这些黑名单并阻断其通信链路，常见的装备有电磁屏蔽仪、电磁屏蔽车、反无人机干扰仪三种。

3.2.1电磁屏蔽仪

电磁屏蔽仪集成了数字式无线电技术，数字信号处理，功率放大，高增益天线设计等功能模块，能够适应RCIED（远程干扰/阻断传输）遥控设备的处置，是电磁安全维护的中坚力量。主要功能是在一定区域内，阻断频率范围在20~6000MHz内常规无线收发设备的通信链路，形成无线信号不能正常被接收的通信屏蔽区域，实现通信信号无效空间。由于采用集成模块化设计，可单兵便携操作，有交流电和锂电池双供电系统，在小范围屏蔽隔离区域、处置可疑物体突发事件等情况下都有着广泛的应用。电磁屏蔽仪可实现：

1)全频段覆盖。屏蔽频率为20~6000MHz 范围内的重点公用无线频段。

2)电池供电。自带锂电池最少可提供一个小时全频段连续工作时间。

3)使用方式扩展。干扰仪可以方便地架设于车上，利用车载天线，增强干扰仪的移动特性和干扰距离。

3.2.2电磁屏蔽车

电磁屏蔽车是一种具备特殊防护功能的专用车辆，主要通过车体材料和结构设计，实现对外部电磁信号的阻隔与内部电磁环境的保护。其核心功能包括：一是电磁信号隔离，通过金属壳体、导电涂层或复合屏蔽材料，有效阻挡外界电磁干扰，同时防止车内电子设备的电磁泄漏，避免对外部环境造成干扰；二是移动灵活性，基于改装的车辆平台，具备全地形移动能力，可快速部署至指定区域，满足临时或动态电磁防护需求。电磁屏蔽车的优势体现在其便捷性，能快速响应、灵活部署，以及全场景适应性。

3.2.3反无人机干扰仪

反无人机干扰仪是一种通过电磁信号干预技术实现对无人机管控的专用设备，核心功能在于阻断无人机与操控者的通信链路或导航信号，从而导致无人机接收不到黑目标传递的指令或者无法实现精确的物理定位，迫使其悬停、返航或降落，从而消除非法无人机带来的安全隐患，保障低空空域安全。根据实际需求不同有便携式干扰枪定向打击黑飞无人机和固定式立体无人机防御系统两种。

4 结语

本文对电磁威胁识别定位技术和装备及电磁威胁精准防控技术和装备的发展现状进行了分析。电磁威胁识别定位装备的实战需求受不断变化的安全环境和技术发展的影响，将向着智能化，具备自适应能力的方向发展。装备应具备分析电磁信号数据、自动识别并做出实时响应的能力，同时可以整合多种数据源，如频谱数据、视频数据、传感器数据等，实现更全面的信息收集和综合分析，进而提高威胁识别的准确性。未来可能会面对更加多样化、新型的电磁威胁，对电磁防控技术的稳定性、精准度、灵敏度要求也越来越高，督促着电磁威胁精准防控装备的功能在满足基础指标的同时持续向着小型化、智能化、集成化、自动化的方向发展。将装备与新兴的人工智能、信号识别等各项技术融合，实现“监测—警报—决策—压制”的一体化综合控制系统是未来装备研发的大势所趋。

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本文发表于2025年第2期《中国安全防范技术与应用》杂志

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