防御破局者：Echodyne如何用雷達創新對抗廉價無人機

隨著無人機在戰場上激增，對探測雷達的需求也與日俱增。圖片來源：James Newsome/DVIDS

這筆賬觸目驚心：一架100美元的商用無人機可能摧毀一套價值1億美元的雷達系統。

對Echodyne聯合創始人兼首席技術官Tom Driscoll而言，這種經濟上的不對稱既代表了現代戰爭的核心挑戰，也意味著他公司的最大機遇。

“如果我派出10架或100架小型無人機，每架成本100美元，然后我摧毀了一套1億美元的雷達，那么你就損失了1億美元，”Driscoll 解釋道。

他認為，解決方案不是建造更昂貴的先進雷達，而是制造性能足夠強大且成本低廉到可以隨處部署的雷達。

Driscoll的公司聲稱，他們已經解決了一個困擾國防承包商數十年的難題：如何以遠低于傳統軍用相控陣雷達的成本、尺寸和功耗，制造出性能與之媲美的雷達系統。

他表示，這一突破在于采用了一種完全不同的方法——使用超材料，這是一個通過全新方法引導無線電波的物理領域。

“我們手握一把錘子，然后去尋找釘子，”Driscoll在談及他團隊的初始超材料研究時說道。“結果證明，這在雷達領域非常有價值。”

時機再關鍵不過了。隨著廉價的商用無人機充斥從烏克蘭到中東的戰場，世界各國軍隊都在爭相尋找能夠應對這種威脅規模且價格合理的探測系統。

Driscoll相信，他的技術為實現他所說的“在自主時代保障世界安全”提供了一條路徑——這一使命從活躍戰區延伸到保護關鍵基礎設施和邊界。

他補充道，基于這個起點，Echodyne一直追求“軍民兩用”的聚焦點：首先是針對小型無人機找到產品與市場的契合點，然后擴展到安全和國防領域。

認識一下Echodyne的聯合創始人兼首席技術官Tom Driscoll。圖片來源：Echodyne/提供

一種不同的波束導向方法

Driscoll將Echodyne描述為“一家技術平臺公司”，認為其核心進步在于一種新的波束成形架構。

“世界上最好的雷達都擁有這種引導無線電波的能力，幾乎總是通過所謂的相控陣來實現，”他說。他指出，這些相控陣長期以來“非常昂貴”，并且常常“體積龐大、耗電量高”。

相比之下，他聲稱Echodyne的超材料方法“是一種從根本上不同的方式，將雷達的所有能量”集中在狹窄、可快速切換的方向上。

“這種不同的方法，其成本僅僅是以往嘗試構建經典相控陣每種方法的十分之一或百分之一，”他說，并稱這一成果是“改變游戲規則的存在”。

為何反無人機是首要應用

Driscoll說，該公司的“灘頭陣地”一直是反無人機系統：在復雜環境中探測和跟蹤小型、低空、通常是商用的無人機。部分原因在于經濟性。

“一直以來都有性能非常高的雷達可以探測這些小型無人機，”他說，并補充說一些世界頂級的系統“每套成本超過1,000萬美元，有些甚至達到1億美元。”

他認為，面對成群的廉價飛行器，“態勢感知的另一個因素是分布：部署足夠多的雷達以使戰場態勢對稱。”

他說，Echodyne聲稱其雷達能提供“非常高端、非常昂貴的雷達的大部分性能，同時提供足以讓你對稱化應對這一威脅的價格點。”

他補充說，實際上，這將無人機探測從基地級資產轉變為類似“班排級資產，可以安裝在‘剃刀’全地形車或‘悍馬’車上。每個人都獲得針對該威脅的部隊防護能力。”

Echodyne的雷達在尺寸、重量、功耗和成本上大幅降低。圖片來源：Echodyne/提供

烏克蘭是鏡子，而非起因

Driscoll認為，烏克蘭戰爭是揭示而非創造了廉價、數量眾多的無人機時代。

“這場戰爭恰好發生在技術條件成熟之時，”他說。在他看來，民用技術和快速的數字化迭代已經為此創造了條件。“如果發生在任何其他地方，我們也會看到類似的結果，”他補充道。

他強調，要保持同步，就需要在防御方面采用與當前進攻方相同的節奏。“你必須規劃快速演進、快速迭代，”他說。這意味著軟件定義的系統以及能夠“通過發布軟件更新來應對不斷變化的威脅性質”的能力。

他暗示一些傳統承包商“在某種模式下經營了幾十年非常好的生意”，并且“改變需要時間”，但他強調了Echodyne的軍民兩用定位。“盡管國防業務目前是我們最大的收入來源，但它是一項軍民兩用技術。我相信這至關重要。”

他認為，在無人機與干擾器的貓鼠游戲中，雷達也具有內在優勢。“隱身幾乎是擊敗雷達的唯一方法，而隱身技術仍然非常昂貴，”他說。“沒有辦法實現廉價的商用隱身。”

關于行業力量和“改進型商用”

當被問及顛覆性時，Driscoll警告說，即使是突破性的傳感器也不會顛覆最大的系統集成商。

“我可以擁有世界上最好的雷達并以一美元的價格出售，但這并不會顛覆雷神公司或諾斯羅普·格魯曼公司，”他說。

他預計行業整合將繼續。“并購始終是其中的一部分，”他說，并將主要公司在管理大型政府項目方面的“優勢地位”描述為“幾乎不可撼動”。

他暗示，較新的公司仍然可以推動變革。
引用他所說大約“20年前”首次聽到的一種理念——未來在于“改進型商用”，他認為國防部門終于開始接納從民用市場改造而來的產品。“這并非新思維，”他說。“只是剛剛開始被接受。而改變需要時間。”

Driscoll還指出，一家大型主承包商在過往一輪融資中收購了Echodyne的少數股權，他將其定性為戰略投資，并表示公司“遠超過90%”的募集資本來自私人投資者。

一名美國士兵在叢林作戰訓練中心釋放一架小型戰術偵察無人機，偵察敵方位置。圖片來源：美國陸軍第一特種部隊群/DVIDS

AI應該做什么——以及不應該做什么

Driscoll稱近期機器學習的進步“不可否認”，但對他所認為的炒作提出了反駁。

將AI視為“神奇銀彈”，他說，是“天真的”。據他描述，艱巨的工作在于“水面之下”——收集高質量數據、進行標注并構建管理數據的機制。

他說，Echodyne使用機器學習”主要用于分類相關事務”：“鳥類vs無人機vs車輛vs飛機，等等。”

但“我們的大部分數字信號處理是基于算法的，”他補充道，并贊揚了傳統信號處理的可解釋性。“如果一個算法的行為不符合你的預期，你可以理解原因。這是一個非常強大的工具。”

軟件定義產品與“成長階段”的優先事項

Driscoll將公司定位于“成長階段”，優先事項集中在部署系統和擴大應用范圍。

“我們的優先任務是讓這個解決方案落地，”他說，并補充說公司繼續投資研發，因為“軟件定義”在當今世界是“強制性的”。

他以Echodyne的EchoGuard和EchoShield雷達為例，說明這些平臺會接收“定期的軟件更新”，他形容這些更新增加了“非常實質性的新功能”，而不僅僅是補丁。他聲稱，需求信號“非常明確、非常巨大，并且以非常健康的速度增長”。

他如何努力培育突破

Driscoll將自己描述為一個應用型研究思考者，他推動團隊將想法與可制造的產品聯系起來。

“即使是進行最深入研究的團隊，你也真的需要將他們與產品聯系起來，”他說。他認為，這種聯系可以過濾掉那些“在產品中永遠行不通”的精妙想法。

他還敦促領導者不要“為研究安排嚴格的時間表”。未知性使得研究不適合僵化的項目時間線，他說，除非公司能負擔得起多個并行項目。在他看來，若做不到這一點，研究應該在產品團隊依賴它之前得到“充分驗證”。

在思考另一種規模時，他指出大規模制造是被忽視的創新引擎：回顧蘋果在中國的產能建設，他說他不“記得具體數字了”，但相信在那里制造和人才方面的投資是"數百億美元的倍數"。

“一旦你實現了產品與市場的契合，接下來要做的就是推動飛輪運轉，”他說。

雷達領域的下一個重大變革

當被要求展望未來時，Driscoll對那些吸引頭條新聞的突破性進展持懷疑態度。

“量子雷達很有趣，”他說，“但我認為它會從根本上改變游戲規則嗎？可能不會。”

他認為，真正能改變格局的是發現更多能達到汽車雷達規模的應用，后者曾推動了整個供應鏈的發展。

他提出，如果城市需要密集的傳感器網絡來管理擁擠的低空空域，無人機可能會提供那種規模。

“我們很可能將需要傳感器，”他說。“雷達是一個相當好的傳感器。”他補充說，如果市政當局建立“幫助管理空域的雷達網絡”，投資將“激增”，從而推動整個領域的進步。

就目前而言，他用直白的語言闡述了Echodyne的目標。“安全意味著在激烈戰斗中保護自己，”他說。“安全也意味著守護關鍵基礎設施和邊界。”

用他的話說，近期的任務很簡單：“去為某些在相當長一段時間內似乎沒有很好解決方案的問題提供解決方案。”