一种无人机防御系统的制作方法

1.本发明属于无人机技术领域，具体涉及一种无人机防御系统。


背景技术：

2.近年来，随着无人机技术的不断发展与完善，无人机不仅在军事领域发挥 着重要作用，在民用领域也得到了广泛应用。然而，随着使用难度的不断降低， 无人机在给人们生产生活带来巨大便利的同时，其黑飞与滥用现象也给国家、 社会和人民带来了安全隐患。非法无人机的主要威胁可以分为五个方面：威胁 国家安全、威胁重要目标安全、威胁空中飞行安全、威胁公共安全、侵犯公民 隐私。因此，对低空无人机进行探测与防御的需求在军、民领域均十分强烈。
3.无人机反制对电力系统的变电站、高压线等重要基础设施的安全有着重大 意义。面对无人机带来的各种安全隐患，反无人机系统已经在军队、公安、政 府、监狱、油气田、核电水电等重点场所大量部署。
4.目前电力系统的立体安防形势异常严峻，采取必要的无人机防御手段是十 分重要的。因此在变电站构建一套无人机防御系统具备重大现实意义。目前国 内无人机反制系统已经开始投入市场，实现了行业应用，从目前国内研发情况 来看，反无人机系统还存在如下问题：(1)缺点多，盲区大：只能在单一或者某 些特定环境下具备反无人机能力；(2)指标低，范围小：对无人机的发现反制距 离有限且不具备大范围无缝防御能力；(3)智能化程度不高，多依赖于人工盯防， 对周边电磁环境有干扰。针对当前无人机探测防御设备存在的问题，结合我公 司实际使用场景，研发一套无人机防御系统。


技术实现要素：

5.为解决上述问题，本发明的目的是提供一种无人机防御系统，及时探测发 现黑飞无人机，通过适当手段进行驱离、防范控制，实现对电力系统重点设施 的智能防护。
6.为实现上述目的，本发明采用以下技术方案：
7.一种无人机防御系统，包括无线电侦测防御模块、指挥管控平台、无线电 信号接收模块、信号检测模块、信号处理模块、无人机打击模块、无人机测向 模块，模块之间通过网络通信方式连接；
8.所述无线电侦测防御模块部署于室外，用于侦测无人机信息，并将无人机 信息输出到指挥管控平台；
9.所述指挥管控平台用于指挥控制全设备，对全过程进行监测和控制；
10.所述无线电信号接收模块，用于接收无人机无线电信号，并输出到信号检 测模块；
11.所述信号检测模块，用于将无线电信号接收模块传输过来的无线信号通过 ad转换变成数字信息，经过fpga等专用硬件加速运算形成检测结果，并输出 到信号处理模块；
12.所述信号处理模块，用于将信号检测模块输出的检测结果进行识别处理， 通过识
别信息划分黑白名单，将处理信息传输至指挥管控平台；
13.所述无人机测向模块，用于监测无人机空中位置从而定位黑飞无人机的方位 信息，将方位信息传输至指挥管控平台，为定向精准打击提供指引；
14.所述无人机打击模块部署于室外，通过网络交换机与指挥管控平台连通， 通过指挥管控平台发出的信号实现对黑飞无人机的精准打击。
15.进一步地，所述无线电侦测防御模块位于防御区域主控楼制高点，通过网 线接引、网桥传输或4g模块传输连接至指挥管控平台。
16.进一步地，所述无线电侦测防御模块包括无线电频谱探测设备、全向干扰 设备、网络交换机，无线电频谱探测设备和全向干扰设备通过网络交换机接入 指挥管控平台。
17.进一步地，所述无线电信号接收模块包括高增益天线、限幅保护电路和低 噪声放大器，通过采取低功率密度特性的微弱信号，从背景噪声中提取出有用 信号。
18.进一步地，所述信号处理模块由相关软件和支持cuda并行运算的高性能 显卡组成，同时兼容识别并处理wifi，蓝牙，普通rf信号等类型的协议，通 过识别无人机的频点和地址码，可使用很小功率精确打击黑飞无人机通信频点。
19.进一步地，所述无人机测向模块由阵列测向天线、高速信号切换开关以及相 应的检测模块组成，利用阵列测向天线对无人机信号进行测向，通过测量信号 到达监测站的时间，确定信号源的距离。
20.进一步地，所述无人机打击模块由高功率功放、高速信号源以及高增益打击 天线组成，系统侦测到黑飞无人机的频点和地址码时，可使用很小功率精确打 击黑飞无人机通信频点，若信号属于白名单，则不进行预警和防御，若信号不 在白名单内，则系统发出预警信号并进行打击防御。
21.进一步地，该系统还包括数据存储模块，用于将目标探测的全过程进行存 储，基于电子地图做到轨迹回放等功能。
22.无线电接收模块是各模块的基础，信号检测模块将接收的信号处理成为数据， 信号处理模块则识别数据所使用的协议进行crpcs解析运算，由无人机打击模 块进行精准打击，如果是黑飞无人机就进行手动或自动打击，白名单无人机则 不予干预。无人机测向模块则进一步提供黑飞无人机的方位信息，为定向精准 打击提供指引，并供有关人员参考和深入处理。
23.侦测：使用无线电频谱感知与识别技术，采取低功率密度特性的微弱信号， 从背景噪声中提取出有用信号，提高有效检测距离。
24.检测、处理：利用无电线信号破解与特征提取技术，基于特征级融合的二次 特征提取技术，以进一步提高估计的精度和鲁棒性。在信号特征提取技术上， 按照样本制作规范，分别制作不同目标、不同辐射源的频谱特征库。
25.测向：采用tdoa定位技术，利用阵列测向天线对无人机信号进行测向； tdoa定位是一种利用时间差进行定位的方法，通过测量信号到达监测站的时 间，确定信号源的距离。
26.打击：使用无线电信号功放功率控制技术，保证对授权用户不造成干扰。
27.与现有技术相比，本发明系统具有以下优点：
28.(1)绿色零干扰：无源侦测，不主动发射信号，避免对周边环境的射频污染；
29.(2)精准识别：能够识别主流无人机生产厂商和型号，并记录无人机识别码；
30.(3)黑白名单：支持黑白名单，防御黑名单无人机，放行白名单无人机；
31.(4)精准打击：尽量避免使用大功率干扰压制，以免影响其他电子设备。
32.综上所述，本系统具有“三无两准一识别”的创新点，“三无”即无源侦测、 无人值守、360度无死角；“两准”即精准打击、精准测向，“一识别”即识别敌 我，可在防御区形成一个无形的穹顶式保护罩，里面无人机无法起飞、外部无 人机无法进入，有效保护目标，紧贴应用场景实现实战应用。该系统用于解决 国内外低慢小民用无人机的侦测、识别、定位、防御、管控，可覆盖当前98％ 以上的无人机类型，实现对非法无人机目标可靠打击，有效遏制来自非法入侵 无人机的破坏和安全威胁。
附图说明
33.图1是本发明系统原理图。
具体实施方式
34.为使本领域的技术人员更好地理解本发明的技术方案，下面结合附图和具 体实施例对本发明作进一步详细描述，以下实施例仅用于说明本发明，但不用 来限制本发明的范围。
35.实施例1
36.如图1所示，本发明提供一种无人机防御系统，包括无线电侦测防御模块、 指挥管控平台、无线电信号接收模块、信号检测模块、信号处理模块、无人机 打击模块、无人机测向模块，模块之间通过网络通信方式连接；
37.所述无线电侦测防御模块部署于室外防御区域主控楼制高点，包括无线电 频谱探测设备、全向干扰设备、网络交换机，无线电频谱探测设备和全向干扰 设备通过网络交换机接入指挥管控平台，用于侦测无人机信息并传输至指挥管 控平台；
38.所述指挥管控平台用于指挥控制全设备，对全过程进行监测和控制；
39.所述无线电信号接收模块包括高增益天线、限幅保护电路和低噪声放大器， 用于接收无人机无线电信号，通过采取低功率密度特性的微弱信号，从背景噪 声中提取出有用信号，并输出到信号检测模块；
40.所述信号检测模块，用于将无线电信号接收模块传输过来的无线信号通过 ad转换变成数字信息，经过fpga等专用硬件加速运算形成检测结果，并输出 到信号处理模块；
41.所述信号处理模块，由相关软件和支持cuda并行运算的高性能显卡组成， 同时兼容识别并处理wifi，蓝牙，普通rf信号等类型的协议，用于信号的识 别处理，通过识别无人机的频点和地址码，可使用很小功率精确打击黑飞无人 机通信频点，将处理信息传输至指挥管控平台；
42.所述无人机测向模块由阵列测向天线、高速信号切换开关以及相应的检测模 块组成，用于监测无人机空中位置从而定位黑飞无人机的方位信息，利用阵列 测向天线对无人机信号进行测向，通过测量信号到达监测站的时间，确定信号 源的距离，将方位信息传输至指挥管控平台，为定向精准打击提供指引；
43.所述无人机打击模块部署于室外，通过网络交换机与指挥管控平台连通。 该模块
由高功率功放、高速信号源以及高增益打击天线组成，通过指挥管控平 台发出的信号实现对黑飞无人机的精准打击，若信号属于白名单，则不进行预 警和防御，若信号不在白名单内，则系统发出预警信号并进行打击防御。
44.优选地，该系统还包括数据存储模块，用于将目标探测的全过程进行存储， 基于电子地图做到轨迹回放等功能。
45.以上详细描述了本发明的优选实施方式，但是，本发明并不限于上述实施 方式中的具体细节，在本发明的技术构思范围内，可以对本发明的技术方案进 行多种变换，这些简单变换均属于本发明的保护范围。