本發(fā)明屬于軍民兩用反無人機(jī)技術(shù)領(lǐng)域,更具體地涉及一種車載反無人機(jī)網(wǎng)彈攔截系統(tǒng)。

背景技術(shù)：

以下對本發(fā)明的相關(guān)技術(shù)背景進(jìn)行說明，但這些說明并不一定構(gòu)成本發(fā)明的現(xiàn)有技術(shù)。

隨著無人機(jī)的普及和應(yīng)用，在軍事和民用兩方面發(fā)揮了重要作用的同時，也帶來了一系列危害。如何對付敵方攻擊型無人機(jī)和執(zhí)行特種任務(wù)的無人機(jī)；如何對付業(yè)余愛好者操作無人機(jī)誤闖禁區(qū)，甚至干擾民航飛行；尤其是如何對付恐怖分子利用無人機(jī)進(jìn)行恐怖襲擊、運(yùn)送毒品等一系列問題，已擺在了我們面前。由于無人機(jī)機(jī)動性強(qiáng)，具有可低空飛行、軌跡捷變等特性，有的無人機(jī)體積很小，速度也快，成為軍用武器的利器，也給恐怖分子帶來了可乘之機(jī)，對國防安全和人民生命財產(chǎn)安全帶來了極大的威脅。所以，迫切需要一種適合軍民兩用的有效的反無人機(jī)手段。

國家知識產(chǎn)權(quán)局于2016年6月29日公布了申請人為上海儀耐新材料科技有限公司，申請?zhí)枮?01610062940.2，名稱為一種網(wǎng)彈式反無人機(jī)智能攔截系統(tǒng)的專利，該文獻(xiàn)提供的技術(shù)方案是通過探測預(yù)警系統(tǒng)對來襲入侵無人機(jī)進(jìn)行預(yù)警，由地面或空中控制發(fā)射系統(tǒng)接受雷達(dá)信號并發(fā)出攔截指令，再通過發(fā)射智能攔截網(wǎng)彈對目標(biāo)進(jìn)行抓捕，智能攔截網(wǎng)彈通過釋放發(fā)射由高強(qiáng)高模聚乙烯和智能導(dǎo)電纖維編織而成的網(wǎng)具，在電磁感應(yīng)形成的定向牽引作用下攔截抓捕無人機(jī)，并通過網(wǎng)須纏繞無人機(jī)螺旋槳，使其失去動力，速度減慢，進(jìn)行纏繞抓捕。

雖然在文獻(xiàn)中提到采用以上方法具備預(yù)警范圍廣、攔截速度快、應(yīng)用范圍廣、命中準(zhǔn)確率高、智能高效，可以對敵方無人機(jī)進(jìn)行有效的全方位、多角度的干擾、攔截、抓捕，而且可根據(jù)預(yù)警信號中無人機(jī)的型號大小，選擇發(fā)射對應(yīng)網(wǎng)具的網(wǎng)彈，從而使攔截效果更好的優(yōu)點(diǎn)。但該系統(tǒng)在發(fā)射時根據(jù)預(yù)警裝置測得的距離、速度信息預(yù)測目標(biāo)和張網(wǎng)時間，以及利用網(wǎng)須纏繞無人機(jī)螺旋槳使無人機(jī)失去動力的過程中存在以下缺點(diǎn)：

(1)由于網(wǎng)彈是在預(yù)測距離無人機(jī)50-100m位置上彈出推進(jìn)裝置，此時網(wǎng)彈距離無人機(jī)還是相對較遠(yuǎn)的，網(wǎng)彈的網(wǎng)具一旦張開，速度將迅速下降，速度一般為10-30m/s，而網(wǎng)具完全張開的時間一般為2-20ms，具體張開時間視網(wǎng)具完全張開的直徑而定；當(dāng)無人機(jī)飛行速度較快或飛行方向忽飄不定時，則該網(wǎng)彈由于網(wǎng)具張開后與預(yù)測目標(biāo)位置相遇交會的時間將達(dá)數(shù)秒，致使難于交會目標(biāo)，難以適用于高速、機(jī)動的無人機(jī)目標(biāo)。

(2)通過網(wǎng)須纏繞只適合螺旋槳式的無人機(jī)，并且利用網(wǎng)須捕獲和毀傷目標(biāo)，難以適用于危害性大、情況危急的場合，并易對地面人員或其他目標(biāo)造成二次傷害。

(3)利用電磁感應(yīng)形成的定向牽引作用攔截抓捕無人機(jī)原理不清，難以適用于非金屬材質(zhì)的無人機(jī)。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

為解決現(xiàn)有技術(shù)提出的攔截方法只適用于金屬材料的螺旋槳式無人機(jī)，不僅對高速機(jī)動的無人機(jī)目標(biāo)難以實現(xiàn)精準(zhǔn)捕捉，而且易對地面人員或其他目標(biāo)造成二次傷害的技術(shù)問題，本發(fā)明提出一種車載反無人機(jī)網(wǎng)彈攔截系統(tǒng)。

在根據(jù)本發(fā)明的一個優(yōu)選的實施例中，一種車載反無人機(jī)網(wǎng)彈攔截系統(tǒng)，其特征在于：包括搜索云臺，設(shè)置于搜索云臺上的預(yù)警探測器和發(fā)射筒，以及設(shè)置于發(fā)射筒內(nèi)的子彈藥；所述搜索云臺根據(jù)車載預(yù)警探測器獲取的無人機(jī)距離、運(yùn)動速度等位置信息，調(diào)整俯仰角和方位角，將發(fā)射筒的發(fā)射方向瞄準(zhǔn)無人機(jī)方向；所述預(yù)警探測器用于獲取無人機(jī)目標(biāo)的距離、速度和角度信息；所述發(fā)射筒根據(jù)搜索云臺給定的俯仰角、方位角，以及預(yù)警探測器信號處理板計算出的無人機(jī)的距離、速度和角度等信息發(fā)射子彈藥。

優(yōu)選地，上述搜索云臺為兩維轉(zhuǎn)臺或萬向云臺，用于靈活調(diào)節(jié)方位角和俯仰角，實現(xiàn)對無人機(jī)的搜索。

優(yōu)選地，上述預(yù)警探測器由毫米波射頻前端、與毫米波射頻前端電信號連接的信號檢測單元，與信號檢測單元電信號連接的信號處理器組成。

優(yōu)選地，上述毫米波射頻前端由一發(fā)雙收的t/r組件和接在t/r組件一端的雙天線組成。

優(yōu)選地，上述發(fā)射筒為制式火箭發(fā)射筒，用于根據(jù)搜索云臺給定的俯仰角、方位角，以及預(yù)警探測器信號處理器計算出的目標(biāo)無人機(jī)的距離、速度和角度等信息發(fā)射子彈藥。

優(yōu)選地，上述子彈藥由近感引信和網(wǎng)彈組成；所述網(wǎng)彈由張網(wǎng)裝置、網(wǎng)體、毀傷單元組成。當(dāng)子彈藥接近無人機(jī)目標(biāo)時，由近感引信感知目標(biāo)信息，以與無人機(jī)脫靶量為參考基點(diǎn)確定最佳張網(wǎng)時間，張網(wǎng)裝置控制網(wǎng)體張開，實現(xiàn)對目標(biāo)無人機(jī)的捕捉。

優(yōu)選地，上述張網(wǎng)裝置由1個主筒和多個圍繞主筒呈蜂窩狀的附筒組成；所述主筒盛放和安裝網(wǎng)體，所述附筒盛放和安裝預(yù)置不同方向同步發(fā)射的火箭。

優(yōu)選地，上述毀傷單元均布于網(wǎng)體上，用于在網(wǎng)體纏住目標(biāo)無人機(jī)時，由近感引信根據(jù)脫靶量計算出最佳延時時間，并發(fā)出發(fā)火控制信號，引爆毀傷單元，實現(xiàn)對目標(biāo)無人機(jī)摧毀。

優(yōu)選地，上述毀傷單元由多點(diǎn)網(wǎng)絡(luò)同步起爆電路和多個密集毀傷小口徑子彈的戰(zhàn)斗部組成。

優(yōu)選地，上述網(wǎng)體采用尼龍絲或高強(qiáng)高模聚乙烯纖維或碳纖維材料編制而成。

本發(fā)明具體以下優(yōu)點(diǎn)：

1、本發(fā)明通過預(yù)警探測器獲取無人機(jī)距離和速度信息，并通過搜索云臺搜索、跟蹤、自動瞄準(zhǔn)無人機(jī)，發(fā)射網(wǎng)彈，提高了網(wǎng)彈攔截系統(tǒng)攔截和捕獲效率，適用于對高速、機(jī)動的無人機(jī)進(jìn)行精準(zhǔn)攔截與抓捕。

2、網(wǎng)彈配有近感引信，以脫靶量為基點(diǎn)適時點(diǎn)火，發(fā)射小火箭，使網(wǎng)彈獲得最佳張網(wǎng)速度和飛行速度的配合，最大限度地縮短接近目標(biāo)的時間，進(jìn)一步提高了網(wǎng)彈攔截系統(tǒng)攔截和捕獲效率，更適用于對高速、機(jī)動的無人機(jī)進(jìn)行精準(zhǔn)攔截與抓捕。

3、網(wǎng)彈以制式彈丸形式生產(chǎn)、儲存、勤務(wù)處理、裝填、發(fā)射、飛行、點(diǎn)火、引爆，并配用制式火箭發(fā)射筒，可納入目前國軍標(biāo)型譜裝備系列，適合于標(biāo)準(zhǔn)化量產(chǎn)、型號裝備，適用于軍民兩用場合。

4、本系統(tǒng)適用于捕捉金屬及非金屬材料制作的無人偵察機(jī)、電子戰(zhàn)無人機(jī)、靶機(jī)、反輻射無人機(jī)、對地攻擊無人機(jī)、通信中繼無人機(jī)、火炮較射無人機(jī)、特種無人機(jī)、誘餌無人機(jī)、固定翼無人機(jī)、旋翼無人機(jī)、撲翼無人機(jī)、飛艇等飛行物。

附圖說明

通過以下參照附圖而提供的具體實施方式部分，本發(fā)明的特征和優(yōu)點(diǎn)將變得更加容易理解，在附圖中：

圖1是車載反無人機(jī)網(wǎng)彈攔截系統(tǒng)組成示意圖；

圖2是車載反無人機(jī)網(wǎng)彈攔截系統(tǒng)中未張網(wǎng)時彈丸形式的子彈藥結(jié)構(gòu)示意圖；

圖3是未張網(wǎng)時的彈丸形式的子彈藥俯視圖示意圖；

圖4是子彈藥張網(wǎng)形式時結(jié)構(gòu)示意圖；

圖5是車載反無人機(jī)網(wǎng)彈攔截系統(tǒng)的工作流程圖；

圖6是預(yù)警探測器的毫米波探測器原理框圖；

圖7是近感引信的微型毫米波調(diào)頻引信原理框圖。

附圖標(biāo)記說明：

搜索云臺1；預(yù)警探測器2，毫米波射頻前端201，信號檢測單元202，信號處理器203；發(fā)射筒3；子彈藥4，近感引信41，網(wǎng)彈42，張網(wǎng)裝置4211，主筒42111，附筒42112，小火箭42113，網(wǎng)體4212，毀傷單元4213，多點(diǎn)網(wǎng)絡(luò)同步起爆電路42131，戰(zhàn)斗部42132；無人機(jī)目標(biāo)5。

具體實施方式

下面參照附圖對本發(fā)明的示例性實施方式進(jìn)行詳細(xì)描述。對示例性實施方式的描述僅僅是出于示范目的，而絕不是對本發(fā)明及其應(yīng)用或用法的限制。

本發(fā)明的一個實施例中，參見圖1-圖4所示，本發(fā)明提供的一種車載反無人機(jī)網(wǎng)彈攔截系統(tǒng)，包括搜索云臺1，設(shè)置于搜索云臺1上的預(yù)警探測器2和發(fā)射筒3，以及設(shè)置于發(fā)射筒3內(nèi)的子彈藥4；搜索云臺1根據(jù)預(yù)警探測器2獲取的無人機(jī)距離、運(yùn)動速度等位置信息，調(diào)整俯仰角和方位角，將發(fā)射筒3的發(fā)射方向跟蹤、鎖定并瞄準(zhǔn)無人機(jī)方向；預(yù)警探測器2用于獲取無人機(jī)目標(biāo)5的距離、速度和角度信息；發(fā)射筒3根據(jù)預(yù)警探測器2給定的俯仰角、方位角，以及預(yù)警探測器2中的信號處理器203計算出無人機(jī)的距離、速度和角度等信息發(fā)射子彈藥4。

參見圖1所示，搜索云臺1裝載于車輛頂部或敞開式車廂上，具體結(jié)構(gòu)為二維轉(zhuǎn)臺或萬向云臺或球形電動云臺。二維轉(zhuǎn)臺結(jié)構(gòu)具有實現(xiàn)方位角和俯仰角搜索功能；萬向云臺其臺面既可以水平旋轉(zhuǎn)，也可垂直轉(zhuǎn)動，因此，可帶預(yù)警探測器2和發(fā)射筒3在三維立體空間對目標(biāo)無人機(jī)進(jìn)行全方位的觀察；為了美觀和隱蔽，可使用球形電動云臺，當(dāng)云臺在水平和垂直兩個方向任意轉(zhuǎn)動時，其預(yù)警探測器2和發(fā)射筒3在前端的運(yùn)動軌跡恰構(gòu)成一個球面，還能進(jìn)行高速、變速運(yùn)轉(zhuǎn)，瞬時反轉(zhuǎn)，可對監(jiān)視無人機(jī)快速搜索和精確跟蹤，運(yùn)行時平穩(wěn)、無聲。三種結(jié)構(gòu)的搜索云臺通過對預(yù)警探測器2和發(fā)射筒3的方位角和俯仰角的靈活調(diào)節(jié)，實現(xiàn)對無人機(jī)目標(biāo)5的精準(zhǔn)搜索，一旦搜索到無人機(jī)目標(biāo)5，可鎖定無人機(jī)目標(biāo)5。

參見圖2，圖3，圖4所示，發(fā)射筒3為制式火箭發(fā)射筒，用于根據(jù)搜索云臺1給定的俯仰角、方位角，以及預(yù)警探測器信號處理器203計算出的目標(biāo)無人機(jī)的距離、速度和角度等信息發(fā)射子彈藥4。如圖2所示，子彈藥4由近感引信41和網(wǎng)彈42組成。如圖3所示，網(wǎng)彈42由張網(wǎng)裝置4211、網(wǎng)體4212、毀傷單元4213組成。當(dāng)子彈藥4接近無人機(jī)目標(biāo)時，以與無人機(jī)脫靶量為參考基點(diǎn)，由近感引信41感知目標(biāo)信息，確定最佳張網(wǎng)時間，張網(wǎng)裝置4211開始工作。張網(wǎng)裝置4211具體由1個主筒42111和多個圍繞主筒呈蜂窩狀的附筒42112及小火箭42113組成，如圖4所示，本申請以設(shè)置6個附筒為例，主筒42111用于盛放和安裝網(wǎng)體4212，附筒42112用于盛放和安裝預(yù)置不同方向同步發(fā)射的小火箭42113，當(dāng)網(wǎng)彈42接近無人機(jī)臨近脫靶量時，由近感引信41發(fā)出點(diǎn)火控制信號，使6枚小火箭42113按預(yù)置的不同方向發(fā)射，使網(wǎng)體4212迅速呈正六邊形展開。

參見圖4所示，網(wǎng)體4212由尼龍絲或高強(qiáng)高模聚乙烯纖維或碳纖維材料編制而成，毀傷單元4213均布于網(wǎng)體4212上，當(dāng)六邊形網(wǎng)體4212纏住無人機(jī)目標(biāo)時，由近感引信41根據(jù)脫靶量計算出最佳延時時間，經(jīng)最佳延時時間的延時，發(fā)出發(fā)火控制信號，引爆毀傷單元4213。毀傷單元4213由多點(diǎn)網(wǎng)絡(luò)同步起爆電路42131和多個密集毀傷小口徑子彈的戰(zhàn)斗部42132組成，采用自適應(yīng)的延時起爆方案，使得纏繞在網(wǎng)體4212上不同位置的小口徑子彈的戰(zhàn)斗部42132同時引爆，摧毀無人機(jī)目標(biāo)5。本發(fā)明發(fā)射小火箭42113的角度是預(yù)置的、固定的，不需要調(diào)整小火箭42113的發(fā)射角，只是要確定何時發(fā)射。所以配有近感引信41，以脫靶量為基點(diǎn)適時點(diǎn)火，發(fā)射小火箭42113，取得最佳配合效果。這樣，網(wǎng)彈42會盡量以彈丸形式飛行，減少空氣阻力的影響，最大限度地縮短接近目標(biāo)的時間。只有當(dāng)臨近目標(biāo)時，以脫靶量為基點(diǎn)點(diǎn)火張網(wǎng)，發(fā)揮最佳效果。以彈丸形式發(fā)射、飛行，并配用制式火箭發(fā)射筒，可納入目前國軍標(biāo)型譜裝備系列，為以后標(biāo)準(zhǔn)化量產(chǎn)、型號裝備打下基礎(chǔ)，可用于軍民兩用場合。

參見圖5所示，本發(fā)明系統(tǒng)的工作流程如下：首先通過搜索云臺確定俯仰角和方位角；其次通過預(yù)警探測器給出無人機(jī)位置信息；再次制式火箭發(fā)射筒發(fā)射子彈藥；再由近感引信確定張網(wǎng)時間，打開子彈藥張網(wǎng)裝置纏住無人機(jī)；再由按近感引信確定的最佳延時起爆時間，引爆戰(zhàn)斗部摧毀無人機(jī)目標(biāo)。(以上方法中提到的搜索云臺、預(yù)警探測器、制式火箭發(fā)射筒、張網(wǎng)裝置以及近感引信的具體結(jié)構(gòu)及原理已詳細(xì)說明，在此不再敖述。)

具體實現(xiàn)方式為，當(dāng)預(yù)警探測器2探測到無人機(jī)目標(biāo)時，以150-330m/s的速度(火箭發(fā)射筒口徑與速度視所選制式火箭發(fā)射筒型號而定)飛向目標(biāo)；當(dāng)距離目標(biāo)接近脫靶量時，子彈藥4上的近感引信41引爆6個附筒雷管，點(diǎn)燃相應(yīng)的小火箭42113，使6個小火箭42113按預(yù)置的角度朝6個均布不同的斜前行方向飛行，拽出網(wǎng)體4212，在2ms左右時間完成張網(wǎng)過程，實現(xiàn)精準(zhǔn)捕捉目標(biāo)。其中，制式火箭發(fā)射筒采用82mm火箭筒發(fā)射器，子彈藥4的口徑、長度、外形尺寸與氣動結(jié)構(gòu)等參數(shù)均按此制式82mm火箭發(fā)射筒的要求設(shè)計。網(wǎng)體4212張開后直徑約為10m，則最大脫靶量可達(dá)到5m；網(wǎng)體4212張開后直徑可根據(jù)需求選擇和設(shè)計。預(yù)警探測器2與近感引信41是兩個不同的探測器，前者安裝于搜索云臺1上，后者裝置于子彈藥4上隨網(wǎng)彈42一起飛行。

預(yù)警探測器2由毫米波射頻前端201、與毫米波射頻前端201電信號連接的信號檢測單元202，與信號檢測單元202電信號連接的信號處理器203組成，其原理框圖如圖6所示。預(yù)警探測器2采用的毫米波射頻前端201由一發(fā)雙收的t/r組件和接在t/r組件一端的雙天線組成。具體原理為，信號處理器203(也稱為數(shù)字信號處理板)通過d/a產(chǎn)生調(diào)制波形，經(jīng)vco產(chǎn)生射頻信號，再由功分器分成發(fā)射信號和參考信號兩部分；發(fā)射信號通過放大器由發(fā)射天線發(fā)出，經(jīng)無人機(jī)目標(biāo)反射，分別由兩路接收天線1/2接收，通過放大器后，在混頻器與參考信號進(jìn)行差頻，獲得含有目標(biāo)距離、速度等信息的差頻信號，經(jīng)低通濾波器和a/d，傳輸給信號處理器203，并經(jīng)雙天線比相測角，由信號處理器203進(jìn)行一系列運(yùn)算得出無人機(jī)目標(biāo)的距離、速度和角度信息。同時，搜索云臺1將俯仰、方位角度信息，輸出給信號處理器203，進(jìn)行信息融合，最終得出目標(biāo)的精確位置信息，鎖定并瞄準(zhǔn)無人機(jī)目標(biāo)5。

近感引信41由具有測距測速功能的微型毫米波調(diào)頻引信組成，其原理框圖如圖7所示，其射頻頻率為35ghz，三角波調(diào)制信號，頻偏500mhz，調(diào)制周期為10us。

雖然參照示例性實施方式對本發(fā)明進(jìn)行了描述，但是應(yīng)當(dāng)理解，本發(fā)明并不局限于文中詳細(xì)描述和示出的具體實施方式，在不偏離權(quán)利要求書所限定的范圍的情況下，本領(lǐng)域技術(shù)人員可以對所述示例性實施方式做出各種改進(jìn)或變型。