低空经济以低空飞行活动为核心,构建起涵盖无人机、通用航空等多个领域的产业生态体系,其作为战略性新兴产业,正加速成为推动经济高质量发展的新引擎。然而,低空经济的蓬勃发展也伴随着严峻的安全挑战,未经授权的非合作无人机(如“黑飞”无人机、恶意入侵无人机)对低空安全构成的威胁日益凸显。在此背景下,低空安全已成为空域治理的核心议题,实现非合作无人机的精准探测与高效反制,成为保障低空经济健康发展的关键环节。
多元并立,各有侧重
自2011年无人机多旋翼技术实现关键突破后,无人机加速向商业与民用市场渗透,为应对日益增多的“黑飞”“乱飞”等安全问题,全球范围内的无人机探测与反制技术专利布局持续加强。进入2015年,在民用无人机普及化浪潮以及中国、美国、韩国等国相继出台政策规范的共同推动下,无人机探测与反制技术呈现快速增长态势。
对全球主要申请人的专利数据分析显示,无人机探测与反制领域呈现“多元并立”的竞争格局。中国以企业为主导,形成了中国电子科技集团、中国船舶集团等国有企业为引领,上海特金、深圳塞防等专业民企高度活跃,国防科技大学、电子科技大学、北京理工大学、北京环境特性研究所等高校及科研院所积极参与的创新体系。中国技术创新表现出全场景覆盖、技术融合度高的特点。相比之下,欧美企业多以美国雷神、波音以及德国迪尔防务、莱茵金属等传统行业巨头或专业性公司为主体,其技术路线侧重于在雷达、无线电或光电等单一技术分支上深耕,并以覆盖全球市场为战略方向。
全面布局,重点突出
无人机雷达探测技术的专利数据分析显示,有源雷达探测在专利数量上居于主导地位,是该领域专利布局的重点。有源雷达探测技术专利申请中,申请量排名前五的技术来源国分别为中国、美国、韩国、俄罗斯和丹麦。中国表现出“全面布局、重点突出”的态势,其中相控阵雷达、调频连续波雷达、脉冲多普勒雷达是布局最为集中的领域;美国在调频连续波雷达和相控阵雷达领域有相对集中的布局;韩国、俄罗斯、丹麦三国整体布局有限,仅在调频连续波雷达或脉冲雷达探测上有轻微聚集。
有源雷达探测技术专利申请量排名前十的申请人中,中国申请人占据九席,唯一的国外申请人是荷兰的罗宾雷达公司。在技术布局方面,各申请主体展现出一定的差异化特征。中国申请人的关注点主要集中在相控阵雷达、脉冲多普勒雷达和脉冲雷达技术上。相比之下,荷兰罗宾雷达公司的布局则高度集中于调频连续波雷达探测技术,形成了其特有的技术优势。
通过对国内外关键专利技术分析可以看出,有源雷达探测技术主要聚焦提升探测精度、抑制杂波干扰与优化成本等核心问题,发展呈现出向系统集成、智能识别演进的整体趋势。中外技术发展同向但路径各有侧重:国外技术相对入局早,特别体现在相控阵、调频连续波探测技术的研究中;中国技术展现出后发优势,从解决具体应用场景出发,在硬件创新和算法落地方面构建了较为完整的技术体系。
无人机雷达探测技术中,人工智能(AI)的应用正成为当前的研究热点与未来重要发展方向。目前,AI主要应用于特征提取与模式识别等环节,提升无人机目标的检测、识别及追踪精度。
无线电通感一体探测技术(In‐tegrated Sensing and Communica‐tions,ISAC)是一种新兴的无线系统架构理念,该技术通过在现有蜂窝通信设施中融入目标检测、定位与跟踪等感知能力,使基站等网络设备不仅能传输数据,还能像雷达一样“看见”并识别周围环境与目标。这一技术体系尤其适用于对“低慢小”无人机的监测,可有效解决传统雷达部署成本高、盲区多、难以全天候覆盖的问题。
专利分析表明,无线电通感一体探测技术的专利布局始于2017年,此后一直处于技术探索阶段。随着5G-A(5G-Advanced)和未来6G技术的发展,全球主要无线电设备商及运营商显著加大了对该技术的研发投入。自2022年起,相关专利申请量开始快速攀升,并于2024年达到峰值。
全球专利布局与流向分析显示,中国不仅是该领域最主要的技术来源国和创新策源地,同时也在美国、印度等关键海外市场积极布局构建保护体系。除中国之外,瑞典、阿拉伯联合酋长国和日本也有少量专利布局。
无线电通感一体探测技术领域专利申请量排名前五的专利权人依次为华为、OPPO、中国电信、中国移动和瑞典爱立信公司。其中,中国企业占据4席,展现了国内机构在该技术领域的强劲实力与活跃态势。
未来,随着6G、AI等技术的进一步融合,无人机通感一体探测技术将在城市安防、应急监测及空天地一体化网络中发挥核心作用。
强化创新,筑牢壁垒
无人机技术的普及与多元化应用,在带来产业革命的同时,也引发了日益严峻的公共安全、空域安全问题。无人机探测与反制技术作为应对这一挑战的关键,已成为全球科技创新和战略布局的热点领域。笔者建议,要强化核心技术创新,构建多层次专利壁垒。
巩固优势领域,持续迭代升级。在探测技术方面:以雷达探测领域为例,除了继续优化相控阵、脉冲多普勒等主流技术的性能,还应重点投入人工智能与雷达探测的深度融合。在反制技术方面:应重点加大对导航信号诱骗劫持与通信协议劫持的研发投入,开发针对不同品牌、不同型号无人机的“靶向”反制技术。
前瞻布局前沿与交叉领域,抢占技术制高点。在雷达探测中,多波段融合技术仍处于萌芽阶段,应集中力量探索光学波段、太赫兹等与雷达的融合,解决复杂环境下的目标识别与跟踪难题,并率先完成专利布局,定义技术标准。“通感一体”被普遍认为是5G-A/6G技术的核心能力,国内无人机反制企业应积极与通信设备商、运营商合作,共同研究如何利用未来移动通信网络实现广域、低成本、高精度的无人机探测,并在协议、算法、芯片等层面提前布局。
此外,增加便携性、降低功耗等当前专利关注度不高的实用化方向,恰恰是产品能否大规模部署的关键。应鼓励针对低功耗芯片设计、高效散热、轻量化结构等工程技术的创新。
(国家知识产权局专利分析普及推广项目低空安全课题组)
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