一种无人机侦测反制系统及方法与流程

1.本发明涉及无人机侦测反制技术领域，特别涉及一种无人机侦测反制系统及方法。


背景技术：

2.近年来，随着无人机技术的不断发展，无人机在人们的日常生活中愈加常见，民用无人机市场规模迅速增长。但是，目前针对无人机飞行管理的法律法规尚不完善，监管环节存在盲区，存在巨大的安全隐患。
3.在现有无人机侦测技术中，较常采用的雷达探测方式和光学仪器搜索方式均需要人工操作，且对操作人员要求较高，容易出现漏检；采用发送电磁波干扰的方法虽能够对低空目标起到防御作用，通过设立固定站点主动向外辐射电磁波，虽大大降低目标探测和打击过程对人工操作的要求，但设备一直处于开启状态会对防控区域内电子设备的工作性能产生影响。


技术实现要素：

4.本发明提供了一种无人机侦测反制系统及方法，该无人机侦测反制系统具有无人值守功能，能够在全程无人操作的情况下，自动完成对区域内目标的侦测与打击，且在侦测阶段无主动电磁辐射，对周围环境电子设备通信无影响。
5.为了实现上述目的，本发明供了一种无人机侦测反制系统，包括由包括无线电侦测干扰设备、显控设备、固定式干扰设备；
6.无线电侦测干扰设备用于侦测无人机，在侦测到无人机后将无人机信息发送给显控设备，并响应显控设备发出的精准打击控制指令，生成用于干扰目标无人机的通信频段的干扰信号，向目标无人机发射干扰信号，以实现精准打击；其中，无人机信息至少包括无人机的通信频段信息及方位信息；
7.显控设备用于在接收到无人机信息后，确定目标无人机，并根据目标无人机的方位信息，生成精准打击控制指令并发送至无线电侦测干扰设备或生成定向干扰控制指令发送至固定式干扰设备；
8.固定式干扰设备用于响应显控设备发出的定向干扰控制指令，生成并发射定向干扰信号，对目标无人机进行定向干扰打击。
9.在一种可能的设计中，无线电侦测干扰设备包括侦测天线、信号处理单元、接收通道单元、天线功放单元和干扰天线；
10.侦测天线用于接收无线电信号以侦测无人机，以及通过接收通道单元向信号处理单元发送回波数据；
11.信号处理单元用于处理回波数据，确定无人机的方位信息和通信频段信息，以及对显控设备发出的精准打击控制指令进行处理，确定干扰信号的频段与功率，并发送相应指令至天线功放单元；
12.天线功放单元用于响应信号处理单元发出的指令，生成指定频段的干扰信号，并通过干扰天线进行发射。
13.在一种可能的设计中，固定式干扰设备包括通讯模块、功放模块和二维转台；
14.通讯模块用于与显控设备进行信息交互，以及向功放模块和二维转台发出控制指令；
15.功放模块用于发射定向干扰信号；
16.二维转台用于搭载功放模块及控制定向干扰信号的发射方向。
17.在一种可能的设计中，无人机侦测反制系统还包括网络连接设备；
18.显控设备通过网络连接设备与无线电侦测干扰设备和固定式干扰设备连接。
19.在一种可能的设计中，无人机侦测反制系统还包括服务器；
20.服务器通过网络连接设备与显控设备和无线电侦测干扰设备连接。
21.在一种可能的设计中，显控设备的工作模式包括无人值守模式和手动控制模式。
22.本发明还提供了一种无人机侦测反制方法，采用上述第一方面的无人机侦测反制系统实现，包括如下步骤：
23.s1.开启无人值守模式，设置干扰周期；
24.s2.通过无线电侦测干扰设备侦测无人机，并将侦测到的无人机信息发送至显控设备，生成白名单无人机列表和待打击无人机列表，并将待打击无人机列表中的排序为第一个的无人机设为目标无人机；
25.s3.计算目标无人机与白名单无人机列表中的任一无人机之间的方位角度，若方位角度小于固定式干扰设备波束角的一半，则执行步骤s4，否则执行步骤s5；
26.s4.通过显控设备向无线电侦测干扰设备发送精准打击控制指令，指示无线电侦测干扰设备生成并发射相应的干扰信号，以对目标无人机的通信频段进行精准打击，经一个干扰周期后，停止发送精准打击控制指令，执行步骤 s6；
27.s5.通过显控设备向固定式干扰设备发送定向干扰控制指令，指示固定式干扰设备生成并发射定向干扰信号，对目标无人机进行定向干扰打击，经一个干扰周期后，停止发送定向干扰控制指令，执行步骤s6；
28.s6.将被干扰的无人机进行标记；
29.s7.若结束无人值守模式，则执行步骤s8，否则返回步骤s2；
30.s8.退出无人值守模式，停止发送所有干扰信号，进入手动控制模式。
31.在一种可能的设计中，白名单无人机列表和待打击无人机列表是通过如下方式生成的：
32.显控设备根据侦测到的无人机信息，将己方无人机进行标记，生成白名单无人机列表；
33.将白名单无人机列表以外的无人机进行排序，生成待打击无人机列表。
34.在一种可能的设计中，无线电侦测干扰设备生成并发射相应的干扰信号包括：
35.根据目标无人机的通信频段，生成针对目标无人机通信频段的窄频小功率干扰信号并发射。
36.在一种可能的设计中，固定式干扰设备生成并发射定向干扰信号包括：
37.根据目标无人机的通信频段，生成覆盖目标无人机通信频段的宽频大功率干扰信
号，并向目标无人机方向发射。
38.本发明与现有技术相比至少具有如下有益效果：
39.本发明的无人机侦测反制系统采用无线电技术，先由无线电侦测干扰设备进行自行搜索，在侦测阶段无主动电磁辐射，对周围环境电子设备通信无影响，在识别到目标无人机后，根据目标无人机的方位信息，指示无线电侦测干扰设备或固定式干扰设备对目标无人机进行电磁干扰，整个过程对区域内通讯设备的影响很小；同时该系统具有无人值守功能，能够在全程无人操作的情况下，自动完成对区域内目标的侦测与打击。
附图说明
40.为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
41.图1是本发明实施例中一种无人机侦测反制系统结构框图；
42.图2是本发明实施例中一种无人机侦测反制方法流程示意图。
具体实施方式
43.为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例，基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
44.如图1所示，本发明供了一种无人机侦测反制系统，包括无线电侦测干扰设备、显控设备、固定式干扰设备；
45.无线电侦测干扰设备用于侦测无人机，在侦测到无人机后将无人机信息发送给显控设备，并响应显控设备发出的精准打击控制指令，生成用于干扰目标无人机的通信频段的干扰信号，向目标无人机发射干扰信号，以实现精准打击；其中，无人机信息至少包括无人机的通信频段信息及方位信息；本发明中无线电侦测干扰设备同时具有侦测和干扰功能，通过显控设备实现联动，在探测到目标无人机的方位信息后，响应显控设备发出的精准打击控制指令，生成和发射干扰目标无人机的通信频段干扰信号，向指定的较窄频段范围发射干扰信号，实现对目标无人机的精准打击。
46.本发明中无线电侦测干扰设备的侦测部分使用无线电协议破解、测向定位、弱小信号识别技术，干扰部分则通过内置先进的算法来分析天线接收到的无线电信号，结合现场实时数据和协议破解数据库，检测和防御各种基于射频飞控的无人机，实现侦测干扰一体化。
47.显控设备用于在接收到无人机信息后，确定目标无人机，并根据目标无人机的方位信息，生成精准打击控制指令并发送至无线电侦测干扰设备或生成定向干扰控制指令发送至固定式干扰设备；本发明中显控设备用于控制无线电侦测干扰设备和固定式干扰设备生成并发送干扰信号。
48.固定式干扰设备用于响应显控设备发出的定向干扰控制指令，生成并发射定向干
扰信号，对目标无人机进行定向干扰打击；本发明中固定式无人机干扰设备仅具有干扰功能，通过显控设备实现联动，在探测到目标无人机的方位信息后，响应显控设备发出的定向干扰控制指令，生成和发射定向干扰信号，集中向指定的较小范围发射干扰信号，增强打击效果，减小对区域内通讯设备的干扰。
49.无线电侦测干扰设备侦测到无人机后，将侦测到的无人机的信息发送至显控设备，显控设备接收无人机的信息(至少无人机的通信频段信息及方位信息)后，确定目标无人机，并根据目标无人机的方位信息，生成精准打击控制指令并发送至无线电侦测干扰设备或生成定向干扰控制指令发送至固定式干扰设备，并由无线电侦测干扰设备或固定式干扰设备生成并发射相应的干扰信号，对目标无人机的通信频带进行精准打击或定向干扰打击。
50.在一些实施方式中，如图1所示，无线电侦测干扰设备包括侦测天线、信号处理单元、接收通道单元、天线功放单元和干扰天线；
51.侦测天线用于接收无线电信号以侦测无人机，以及通过接收通道单元向信号处理单元发送回波数据；
52.信号处理单元用于处理回波数据，确定无人机的方位信息和通信频段信息，以及对显控设备发出的精准打击控制指令进行处理，确定干扰信号的频段与功率，并发送相应指令至天线功放单元；
53.天线功放单元用于响应信号处理单元发出的指令，生成指定频段的干扰信号，并通过干扰天线进行发射。
54.在无线电侦测干扰设备中，侦测天线用于接收无线电信号以侦测无人机，干扰天线用于发射无线电信号对无人机进行干扰；侦测天线和干扰天线所组成的天线系统由对数周期天线阵组成，为保证接收测向信号的天线增益，对数周期天线阵工作于2.4ghz、5.8ghz，利用多个天线阵元，将空间同一无线电磁波信号感应为不同幅度、相位的有线电信号。
55.接收通道单元的核心接收机采用lk-h100宽带接收机，是工作在 9khz～6ghz频率范围内的无线电监测设备，采用超外差三次变频体制，中频带宽27mhz，主要实现对无线信号的搜索、监测与分析，具有很高的接收灵敏度。
56.天线功放单元实现低端天线通道和高端天线通道的切换，实现测向天线阵信号的切换选择，并将选路后的信号送至下变频设备；其中的射频开关矩阵是射频前端各设备信号交换的核心控制设备，接收信号处理单元的指令，在不同模式下，分别输出不同的控制信号，对外部天线系统实施信号选择与切换控制。
57.信号处理单元中内置两块som板，用来驱动天线接收70m～6ghz的无线电信号，接收的信号经lna放大后，由内置算法对信号进行协议破解、智能分析。
58.在一些实施方式中，如图1所示，固定式干扰设备包括通讯模块、功放模块和二维转台；
59.通讯模块用于与显控设备进行信息交互，以及向功放模块和二维转台发出控制指令；
60.功放模块用于发射定向干扰信号；功放模块工作于0.4ghz～6ghz频段，干扰信号发射频率包含：433
±
5mhz、840mhz～845mhz、902mhz～928mhz、 1430mhz～1485mhz、
2400mhz～2485mhz、5150mhz～5250mhz、5720mhz ～5850mhz，能够覆盖无人机的整个通信频带，可以根据无人机信息中的通信频段信息选择开启的干扰信号发射频率。
61.二维转台用于搭载功放模块及控制定向干扰信号的发射方向；二维转台通过方位、俯仰二维方向转动控制功放模块发射干扰信号的方向，并将实时方位、俯仰数据发送至通讯模块；通过二维转台的旋转可实现360
°
全方位发射定向干扰信号。
62.在一些实施方式中，无人机侦测反制系统还包括网络连接设备；显控设备通过网络连接设备与无线电侦测干扰设备和固定式干扰设备连接。
63.在一些实施方式中，无人机侦测反制系统还包括服务器；
64.服务器通过网络连接设备与显控设备和无线电侦测干扰设备连接。
65.本发明通过网络连接设备实现显控设备与服务器、显控设备与固定式干扰设备、服务器与无线电侦测干扰设备之间的连接，并通过网口进行信息交互；通过服务器，除操控显控设备的使用者，其他使用者也可获取无线电侦测干扰设备对目标无人机的侦测信息，同时目标无人机的侦测信息也能在服务器本地进行存储。
66.在一些实施方式中，显控设备的工作模式包括无人值守模式和手动控制模式。
67.本发明通过显控设备实现对无线电侦测干扰设备和固定式无人机干扰设备的控制；显控设备的工作模式包括无人值守模式和手动控制模式；在手动控制模式下，显控计算机不会主动根据无人机信息发出精准打击控制指令和定向干扰控制指令，通过手动控制可以发出包括但不限于无人值守模式下能够发出的所有精准打击控制指令和定向干扰控制指令；具体地，控制固定式无人机干扰设备的方位、俯仰、干扰信号发射状态，控制无线电侦测干扰设备的白名单添加、白名单添加移除、指定无人机干扰、指定通信频段干扰。
68.本发明无人机侦测反制系统的一般应用环境为固定点位的区域防控，为增强无人机侦测反制效果，前端设备(无线电侦测干扰设备、固定式无人机干扰设备)架设于高处，需要通过网络连接设备连接后端设备(服务器、显控计算机)，网络连接采用局域网，后端设备安置于几公里内，可对前端设备进行远程控制。
69.如图2所示，本发明还提供了一种无人机侦测反制方法，采用上述第一方面的无人机侦测反制系统实现，包括如下步骤：
70.s1.开启无人值守模式，设置干扰周期；
71.s2.通过无线电侦测干扰设备侦测无人机，并将侦测到的无人机信息发送至显控设备，生成白名单无人机列表和待打击无人机列表，并将待打击无人机列表中的排序为第一个的无人机设为目标无人机；需要说明的是，白名单无人机列表为己方无人机列表。
72.s3.计算目标无人机与白名单无人机列表中的任一无人机之间的方位角度，若方位角度小于固定式干扰设备波束角的一半，则执行步骤s4，否则执行步骤s5；
73.s4.通过显控设备向无线电侦测干扰设备发送精准打击控制指令，指示无线电侦测干扰设备生成并发射相应的干扰信号，以对目标无人机的通信频段进行精准打击，经一个干扰周期后，停止发送精准打击控制指令，执行步骤 s6；
74.s5.通过显控设备向固定式干扰设备发送定向干扰控制指令，指示固定式干扰设备生成并发射定向干扰信号，对目标无人机进行定向干扰打击，经一个干扰周期后，停止发送定向干扰控制指令，执行步骤s6；
75.s6.将被干扰的无人机进行标记；
76.s7.若结束无人值守模式，则执行步骤s8，否则返回步骤s2；
77.s8.退出无人值守模式，停止发送所有干扰信号，进入手动控制模式。
78.本发明无人机侦测反制方法可通过无人值守模式和手动控制模式实现；在无人值守模式下，首先通过无线电侦测干扰设备侦测到无人机后，将侦测到的无人机的信息发送至显控设备，显控设备接收无人机的信息(至少无人机的通信频段信息及方位信息)后，将己方无人机进行标记，生成白名单无人机列表，将白名单无人机列表以外的无人机进行排序，生成待打击无人机列表，并将待打击无人机列表中的排序第一的无人机确定为目标无人机；当白名单无人机列表中无人机数量不为0时，根据目标无人机的方位信息，计算目标无人机与白名单列表中的任一无人机的方位角，根据目标无人机与任一白名单列表中的无人机之间的方位角确定干扰方式；当目标无人机与任一白名单列表中的无人机之间的方位角小于固定式干扰设备波束角的一半时，为了避免影响白名单列表中的无人机，显控设备向无线电侦测干扰设备发出针对目标无人机的精准打击指令，并由无线电侦测干扰设备生成并发射干扰目标无人机的通信频段的干扰信号，以实现对目标无人机的精准打击；当目标无人机与任一白名单列表中的无人机之间的方位角大于固定式干扰设备波束角的一半时，显控设备向固定式干扰设备发出针对目标无人机的定向干扰指令，并由固定式干扰设备生成并定向干扰信号，以实现对目标无人机的定向干扰。
79.在一些实施方式中，白名单无人机列表和待打击无人机列表是通过如下方式生成的：
80.显控设备根据侦测到的无人机信息，将己方无人机进行标记，生成白名单无人机列表；
81.将白名单无人机列表以外的无人机进行排序，生成待打击无人机列表。
82.进一步地，本发明待打击列表中的无人机的排序方式根据待打击无人机的出现时间的先后顺序进行排序，先出现的排序在前，后出现的排序在后；但不仅限于此，还可以根据待打击无人机与白名单无人机列表中无人机的方位角度的大小排序，方位角度小的排序在前，方位角度大的排序在后。
83.在一些实施方式中，无线电侦测干扰设备生成并发射相应的干扰信号包括：
84.根据目标无人机的通信频段，生成针对目标无人机通信频段的窄频小功率干扰信号并发射。
85.在一些实施方式中，固定式干扰设备生成并发射定向干扰信号包括：
86.根据目标无人机的通信频段，生成覆盖目标无人机通信频段的宽频大功率干扰信号，并向目标无人机方向发射。
87.本发明为了避免对目标无人机干扰过程中对白名单无人机产生影响，根据目标无人机与任一白名单列表中的无人机之间的方位角确定干扰方式；当目标无人机与任一白名单列表中的无人机之间的方位角小于固定式干扰设备波束角的一半时，由无线电侦测干扰设备生成并发射干扰目标无人机的通信频段的干扰信号，向指定的较窄频段范围内的无人机发射干扰信号，实现对目标无人机的精准打击；否则，由固定式干扰设备生成并发射覆盖目标无人机通信频段的宽频大功率的定向干扰信号，集中向指定的较小范围发射干扰信号。
88.本发明提供的无人机侦测反制方法在预警探测阶段无主动电磁辐射，整个侦测反
制过程对防控区域内通讯设备的影响非常小，具有无人值守功能，能够在全程无人操作的情况下，自动完成对区域内多个目标无人机的侦测与打击；此外，本发明提供的无人机侦测反制方法可将己方无人机添加进白名单，能够在自动打击目标无人机的过程中对己方无人机进行识别和保护。
89.需要说明的是，在本文中，诸如第一和第二之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个
…”
限定的要素，并不排除在包括所述要素的过程、方法、物品或者设备中还存在另外的相同因素。
90.最后应说明的是：以上实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的精神和范围。