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SDR技术闪耀警博会:解锁警用装备智能化新密码
特种装备网 发布时间:2025-05-19
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引语

5月14日,由公安部主办的第十二届中国国际警用装备博览会在北京首钢国际会展中心开幕。本届警博会以“新技术、新装备、新质战斗力”为主题,众多国内外警用装备企业和科研机构展示新技术、新应用。深圳市安卫普科技有限公司(位置:6号馆 6B-07)如期参展,并携反恐搜排爆、警航反无等多种SDR技术加持的最新警用装备惊艳亮相,广受关注。

第十二届警博会大量最新警用装备的精彩展出,是近年来警用装备快速迭代的缩影,新场景、新需求、新技术三驾马车驱动其向智能化、集成化、无人化发展,而技术跃迁是根本动力。SDR(Software Defined Radio 即软件定义无线电)作为新一代无线通信技术在安检、VIP出行保障、搜排爆、无人机反制等警用场景成为主流技术路线,其效果得到了行业一致认可。本文基于近十年来警用场景的动态演变,分析了SDR技术如何以“软件定义”之力赋能警用装备智能化发展,以飨读者。

SDR技术闪耀警博会:解锁警用装备智能化新密码

一、警务场景十年之变:通信技术发展带来的新挑战

过去十年间,无线通信技术的快速迭代在提升社会运行效率的同时,也为警务工作带来了全新挑战。5G通信的普及、抗干扰技术的迭代以及低空场景通信协议的发展,使得电磁环境复杂度呈指数级增长,传统警务通信与反制手段面临系统性升级压力,主要表现有:

一是大型活动安保压力剧增。在演唱会、体育赛事等大型活动场景下,人员密度与通信流量呈指数级增长。传统设备难以应对多协议、多频段的复杂电磁环境,这给安保工作带来了巨大的压力。

二是技术型犯罪反制难题。无线电远程操控爆炸装置等高科技犯罪手段的泛滥,对无线通信干扰的精准性与灵活性提出了更高要求,进一步加大了警务工作难度。

三是低空无人机“黑飞”威胁。无人机非法航拍、扰乱舆情甚至携带爆炸物等行为,成为政府机关、机场、军事禁区等敏感区域的新安全隐患。

二、警用装备因势而变:需求驱动下SDR技术应用的必然走向

随着警务场景的日益复杂,警用装备体系正加速向智能化、集成化、无人化方向发展。这一趋势对无线通信及反制设备提出多重要求:

智能化要求设备具备多信号灵活处理能力;

集成化要求通过模块化设计简化集成流程,降低操作门槛;

无人化则要求设备无需人工干预即可快速响应动态威胁。

然而,随着无线通信威胁的不断升级,如跳频/扩频技术、新型通信协议的出现,传统反制设备逐渐陷入被动局面:频段受限及功能固化——难适配无人机新频段与通信协议的快速迭代;功耗过大——制约设备小型化、便携化设计。这种矛盾表明,硬件固化架构已难以满足当前警用装备的底层需求。在此背景下,SDR技术通过软件定义无线电架构,实现物理层功能可重构,成为应对这些挑战、推动警用装备发展的必然选择。

三、SDR技术的代际跃迁

(一)技术原理架构

SDR技术是一种利用软件来实现无线电功能的技术。与传统的硬件无线电设备不同,SDR设备的功能可以通过软件更新和配置来改变,而不需要更换硬件,这使得SDR设备具有更高的灵活性和可扩展性,能够适应不同的通信标准和协议。

SDR技术原理主要依托于FPGA(可编程数字器件)芯片与动态波形库(预存多种通信协议解析与干扰波形的软件模块),实现信号处理全链路的数字化,具体过程如下:

1.通过天线接收无线电信号后,先用“射频前端”转化为中频信号;

2.再用“模数转换器(ADC)”将模拟信号转为数字信号;

3.最后通过计算机或芯片中的软件,对数字信号进行解析、加密、干扰等操作。

(二)传统技术瓶颈

传统无线电设备依赖VCO(压控振荡器)和DDS(直接数字合成器)等专用电路,核心特点及局限如下:

VCO(压控振荡器):其工作原理是利用电压控制频率,其原理简单、成本低,然而频率稳定性较差,容易受到温度和电压波动的影响,导致频率漂移,而且频段切换速度缓慢,无法用于大面积区域。

DDS(直接数字合成器):利用数字信号处理技术生成频率,其优点是频率精度高、切换速度快、相位噪声低,但输出频率范围较窄,通常集中在低频段,需要与混频器配合才能上变频到射频频段,这增加了硬件的复杂度,同时在高频段功耗较高,严重影响设备的便携性和续航能力。

(三)SDR技术的核心优势

SDR技术为无线电设备带来了三大核心能力跃迁,使其在复杂电磁环境中展现出更高的灵活性与效能:

信号感知能力:通过实时频谱扫描与算法分析信号特征,从而识别出不同的信号类型,区分出各种通信协议。

动态对抗能力:通过对射频信号进行数字化处理,结合动态波形库,快速加载干扰协议,有效应对跳频/扩频等复杂信号,实现低功耗、精准压制。

算法升级能力:支持软件在线升级,无需硬件改造,即可轻松兼容多种通信协议及操作系统。

SDR技术闪耀警博会:解锁警用装备智能化新密码

四、SDR技术与警用场景的深度融合

(一)案例1:SDR频率干扰仪——信令级干扰

在反恐处突、重大活动安保等场景中,频率干扰仪作为切断无线威胁链路的核心装备,可防止嫌疑人远距离遥控引爆爆炸物,保障警员及群众生命财产安全;同时能管控舆情,避免现场群众用手机拍摄视频上传网络等。

传统DDS技术主要采用大功率压制模式,这不仅会导致超过90%的能量浪费在非目标频段,还可能对警用350MHz对讲机通信造成干扰,同时随着通信基站技术升级至5G时代,传统干扰技术因无法解析新型调制信号,导致对5G信号干扰失效。

而SDR技术为频率干扰仪带来了技术革新:SDR的信令级干扰策略,通过解析环境中的频谱信号、针对性调整调制方式、频率、功率等通信参数,实现自适应干扰。同时还能精准区分手机/对讲机/遥控器等信号,分通道进行干扰,从而有效规避能量浪费及对警用频段的“误伤”。基于SDR架构可在线升级的特性,使设备可持续适应新的通信制式和频率。有效解决各省市甚至海外通信频点差异问题及频段重耕问题。

(二)案例2:SDR无人机反制——精准反制

在城市低空防御领域,应对无人机“黑飞”现象,无人机反制设备可通过阻断飞控及图传信号,强制无人机返航或迫降,守护公共安全。然而尽管当前市场上同类产品众多,但实际反制效果,尤其是对FPV无人机的反制效果普遍未达预期。传统设备依赖固定频段、大功率压制的方式,难以应对目前常规无人机及FPV穿越机所采用的跳频/扩频技术等灵活通信方式,甚至可能因新型无人机协议的出现而失效。

SDR技术的应用为无人机反制领域注入了新的活力:通过识别无人机跳频/扩频序列及通信协议特征,动态适配专用干扰码,在保持高效反制能力的同时显著降低能耗——单通道功耗从传统方案的40-140W优化至25-50W,实现节能50%以上。以无人机常用的低延迟跳频协议为例,SDR技术可在秒级完成信号特征抓取,并生成精准匹配的干扰信号,显著提升针对性与反制效率。

(三)更低成本、更小功率、更远干扰的三重突破

SDR技术凭借其独特优势,显著提升了效费比。以单位为例,其传统频率干扰仪需要800W才能覆盖20米范围,而SDR设备仅需320W即可覆盖40米,能效比提升了2.5倍。在成本方面,传统设备的年升级维护费用超过12万元,而SDR设备通过软件升级,将维护成本降至千元级别,有效保障了投资回报。

更重要的是,SDR的软件定义特性为警务部门提供了强大的未来兼容性。无论是新型通信协议还是新威胁,都能通过软件更新无缝适配,无需更换硬件,从而确保设备能够长期有效地应对复杂多变的环境。

五、结语

从过去靠硬件“固化压制”,到如今用算法“动态对抗”,SDR技术正以“软件定义”之力重塑警用装备发展格局。作为行业先锋,深圳市安卫普科技有限公司深耕SDR核心技术,将这一理论突破转化为安检、VIP出行保障、搜排爆、无人机反制等领域的实战装备。通过打破传统硬件设备的功能局限,利用算法实现对复杂场景的动态适配,SDR技术已逐渐成为多个专业领域的主流技术选择,并持续引领行业发展方向。

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[来源:特种装备网公众号责任编辑:admin]
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