一種無人機(jī)綜合防御系統(tǒng)及方法
【專利摘要】本發(fā)明公開一種無人機(jī)綜合防御系統(tǒng)和方法，系統(tǒng)包括偵查設(shè)備單元、干擾設(shè)備單元和控制單元；偵察設(shè)備單元集合了雷達(dá)偵查、光電偵查和無線電偵查技術(shù)對指定區(qū)域進(jìn)行監(jiān)測，以識別無人機(jī)，并獲取無人機(jī)的運(yùn)動和位置信息、指令和圖傳信息，以及無人機(jī)操作者的方位信息?？刂茊卧鶕?jù)獲取到的信息，通過干擾設(shè)備單元實(shí)現(xiàn)對無人機(jī)指令信號、導(dǎo)航信號及圖傳信號的干擾。本發(fā)明通過在綜合雷達(dá)、光電/紅外偵查以及電子干擾技術(shù)的基礎(chǔ)上，增加電子偵查以對無人機(jī)的無線信號進(jìn)行偵查分析，并用于引導(dǎo)干擾，提升干擾效能和效率；同時可對無人機(jī)操作者進(jìn)行遠(yuǎn)程定位，在實(shí)現(xiàn)無人機(jī)防御的同時為執(zhí)法部門提供抓捕引導(dǎo)，提升無人機(jī)犯罪的犯罪成本。
【專利說明】
一種無人機(jī)綜合防御系統(tǒng)及方法
技術(shù)領(lǐng)域
[0001]本發(fā)明涉及無人機(jī)防御技術(shù)領(lǐng)域，特別是一種無人機(jī)綜合防御系統(tǒng)及方法。
【背景技術(shù)】
[0002]隨著無人機(jī)數(shù)量的快速上升，與無人機(jī)相關(guān)的各類“違規(guī)”甚至“違法”事件也層出不窮。比如一般的“黑飛”人員無授權(quán)飛行對民航或軍隊管制空域的入侵、敵特分子對重點(diǎn)保密區(qū)域進(jìn)行偵查拍攝，犯罪分子利用無人機(jī)為監(jiān)獄運(yùn)送物品等，這些問題為一些保密及要害部門的安全帶來了嚴(yán)重隱患。國家相關(guān)部門也認(rèn)識到了無人機(jī)大量使用帶來的潛在危害，因此在2015年提出了《無人機(jī)管理辦法》進(jìn)行意見征詢，但是如果沒有技術(shù)手段支持，無法對違規(guī)行為進(jìn)行發(fā)現(xiàn)、制止，對違規(guī)者進(jìn)行識別、懲處，那么該法規(guī)的執(zhí)行力度和威懾力將會大打折扣。同時，那些有明確犯罪目的的罪犯和敵特分子，也不會被一紙法規(guī)所約束，停止無人機(jī)入侵犯罪活動。因此，對敏感、要害區(qū)域的部門和單位來說，擁有針對無人機(jī)的基本防御手段、能夠有效的發(fā)現(xiàn)、制止無人機(jī)犯罪是十分必要和迫切的。
[0003]現(xiàn)有的對小型無人機(jī)的防御，最為有效的方式為利用直接火力進(jìn)行擊落，但是這種方式只適用于軍隊、警察等特殊單位，且需要在觀測條件良好以及周邊場地和人文環(huán)境允許的情況下實(shí)行。在不具備以上條件時，或者面對一般用戶時，一般采用簡單的電子干擾的方式對無人機(jī)進(jìn)行攻擊，也就是利用無線干擾信號干擾無人機(jī)指令、圖傳以及導(dǎo)航信號，使無人機(jī)失控降落，避免其對目標(biāo)區(qū)域進(jìn)一步侵犯。這也是目前國內(nèi)外比較通行的做法。
[0004]在一般情況下，簡單的干擾設(shè)備可以滿足一般用戶需求，但是在一些特殊情況下，比如夜晚，在不能有效觀測到無人機(jī)的情況下，上述簡單手段就會失去作用。因此，一套完整的無人機(jī)防御系統(tǒng)還需要具備對無人機(jī)的自動偵查與識別能力，典型的偵查設(shè)備主要是雷達(dá)及紅外偵查系統(tǒng)，其中雷達(dá)系統(tǒng)可以靈敏的發(fā)現(xiàn)運(yùn)動的無人機(jī)，并得出無人機(jī)的距離、方位以及速度等運(yùn)動信息，但是其一般無法識別目標(biāo)類型、大小等特征信息。而紅外和光學(xué)偵查系統(tǒng)正好與其互補(bǔ)，能夠識別出目標(biāo)外觀特性以及方位信息，但是對距離以及運(yùn)動信息不敏感。兩者的組合可以較好的形成對無人機(jī)的發(fā)現(xiàn)與識別，這是目前國內(nèi)外針對無人機(jī)防御較為系統(tǒng)的解決方案，這其中典型的產(chǎn)品如英國的反無人飛行器防御系統(tǒng)(AUDS )。
[0005]我們認(rèn)為一個完善的無人機(jī)防御系統(tǒng)除了能夠?qū)π⌒蜔o人機(jī)進(jìn)行偵查、識別和干擾以外，還應(yīng)該具備對無人機(jī)操作者位置的偵查發(fā)現(xiàn)能力，便于對其進(jìn)行跟蹤及抓捕，提升無人機(jī)操作者的犯罪成本。如果系統(tǒng)不具備該項能力，那么對潛在的無人機(jī)犯罪者來說，利用廉價的一次小型無人機(jī)實(shí)施犯罪行動仍然是性價比較高的選擇，不能從根本上阻絕其犯罪行為。
[0006]同時，目前的無人機(jī)防御系統(tǒng)的干擾設(shè)備的工作頻段基本上都固定在2.4G或者5.SG左右，對準(zhǔn)的是一般消費(fèi)級無人機(jī)的公開使用頻段，即使是英國反無人飛行器防御系統(tǒng)(AUDS)，其仍舊不具備對無人機(jī)通信信號的偵察分析能力，在應(yīng)對一些工業(yè)級無人機(jī)或者具有定制通信設(shè)備的無人機(jī)時，系統(tǒng)存在失效的風(fēng)險。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0007]本發(fā)明要解決的技術(shù)問題為:在現(xiàn)有無人機(jī)防御系統(tǒng)綜合了雷達(dá)、光電/紅外偵查以及電子干擾技術(shù)的基礎(chǔ)上，增加電子偵查技術(shù)，以對無人機(jī)的無線信號進(jìn)行偵查分析，并用于引導(dǎo)干擾，提升干擾效能和效率；同時可對無人機(jī)操作者進(jìn)行遠(yuǎn)程定位，在實(shí)現(xiàn)無人機(jī)防御的同時為執(zhí)法部門提供抓捕引導(dǎo)，提升無人機(jī)犯罪的犯罪成本。
[0008]本發(fā)明采取的技術(shù)方案具體為:一種無人機(jī)綜合防御系統(tǒng)，包括偵查設(shè)備單元、干擾設(shè)備單元和控制單元；
偵察設(shè)備單元包括雷達(dá)偵查設(shè)備、光電偵查設(shè)備和無線電偵查設(shè)備;雷達(dá)偵查設(shè)備和光電偵查設(shè)備分別對應(yīng)監(jiān)測指定區(qū)域內(nèi)目標(biāo)無人機(jī)的運(yùn)動信息和外觀特性信息，傳輸至控制單元;無線電偵查設(shè)備對指定區(qū)域內(nèi)目標(biāo)無人機(jī)的指令和圖傳數(shù)據(jù)進(jìn)行截獲，并對目標(biāo)無人機(jī)的指令發(fā)送位置進(jìn)行定位，將截獲的數(shù)據(jù)與定位結(jié)果信息傳輸至控制單元；
干擾設(shè)備單元包括分別可向目標(biāo)無人機(jī)發(fā)送指令干擾信號、圖傳干擾信號和導(dǎo)航干擾信號的指令干擾模塊、圖傳干擾模塊和導(dǎo)航干擾模塊，以及用于輻射干擾信號的天線陣列；控制單元根據(jù)接收到的偵察設(shè)備單元偵查到的目標(biāo)無人機(jī)信息，控制干擾設(shè)備單元對目標(biāo)無人機(jī)發(fā)出干擾信號。
[0009]本發(fā)明中，偵查設(shè)備單元中的各偵查設(shè)備，以及干擾設(shè)備單元中的各干擾設(shè)備分別可采用現(xiàn)有相關(guān)功能模塊，通過本發(fā)明規(guī)定的系統(tǒng)各模塊之間的關(guān)聯(lián)關(guān)系進(jìn)行協(xié)作，實(shí)現(xiàn)對目標(biāo)無人機(jī)的偵查、發(fā)現(xiàn)、干擾，以及對無人機(jī)操作者的定位等目的。
[0010]優(yōu)選的，本發(fā)明偵查設(shè)備單元中，雷達(dá)偵查設(shè)備包括天線、收發(fā)機(jī)、信號處理器和驅(qū)動電機(jī);其中收發(fā)機(jī)由發(fā)射通道和接收通道組成;信號處理器產(chǎn)生雷達(dá)偵查信號，并依次通過收發(fā)機(jī)的發(fā)射通道和天線向外輻射;天線將接收到的外部信號通過收發(fā)機(jī)的接收通道傳輸至信號處理器進(jìn)行處理;信號處理器將信號處理結(jié)果發(fā)送至控制單元；
信號處理器通過驅(qū)動電機(jī)控制天線的運(yùn)動，以改變雷達(dá)偵查信號的輻射方向。
[0011 ]上述收發(fā)機(jī)的發(fā)射通道實(shí)現(xiàn)中頻與射頻的轉(zhuǎn)換和驅(qū)動放大，接收通道實(shí)現(xiàn)接收信號的放大及差頻信號輸出。信號處理器通過接口控制模塊進(jìn)行處理結(jié)果數(shù)據(jù)的傳送和電機(jī)驅(qū)動同步，可參考現(xiàn)有技術(shù)。為了更直觀的了解雷達(dá)偵查過程，雷達(dá)偵查設(shè)備還可設(shè)置顯示控制終端，用于啟動、控制雷達(dá)偵查設(shè)備的運(yùn)行，以及偵查過程中產(chǎn)生及接收的信號和相關(guān)數(shù)據(jù)的展示。
[0012]進(jìn)一步的，本發(fā)明雷達(dá)偵查設(shè)備可采用固態(tài)脈沖壓縮多普勒雷達(dá)。其采用脈壓體制，在不犧牲距離精度的情況下，提高輻射功率，增強(qiáng)作用距離;采用固態(tài)技術(shù)，提高可靠性和使用壽命;方便多普勒信號提取，便于小目標(biāo)信號識別。相比于連續(xù)波雷達(dá)，其更適用于復(fù)雜背景，特別是城市環(huán)境中的強(qiáng)反射環(huán)境。
[0013]本發(fā)明偵查設(shè)備單元中的光電偵查設(shè)備包括機(jī)架、綜合控制器、伺服控制器以及安裝于機(jī)架上的紅外跟蹤模塊、可見光跟蹤模塊和角度測量模塊;機(jī)架包括水平轉(zhuǎn)軸和垂直轉(zhuǎn)軸，角度測量模塊由分別安裝于水平轉(zhuǎn)軸和垂直轉(zhuǎn)軸上的測角元件組成;機(jī)架可繞垂直轉(zhuǎn)軸轉(zhuǎn)動，紅外跟蹤模塊和可見光跟蹤模塊分別轉(zhuǎn)動安裝于水平轉(zhuǎn)軸的兩端;綜合控制器可通過伺服控制器分別控制機(jī)架、紅外跟蹤模塊和可見光跟蹤模塊繞相應(yīng)轉(zhuǎn)軸轉(zhuǎn)動；
紅外跟蹤模塊和可見光跟蹤模塊對目標(biāo)無人機(jī)進(jìn)行跟蹤，并將跟蹤圖像信息傳輸至綜合控制器和伺服控制器;跟蹤過程中，角度測量模塊測量機(jī)架、紅外跟蹤模塊和可見光跟蹤模塊分別在相應(yīng)轉(zhuǎn)軸上的實(shí)時轉(zhuǎn)角信息，傳輸至伺服控制器，進(jìn)而傳輸至綜合控制器；
綜合控制器將跟蹤圖像信息及跟蹤目標(biāo)的位置信息傳輸至控制單元，以便控制單元控制干擾設(shè)備單元及時對目標(biāo)無人機(jī)實(shí)施干擾。其中跟蹤目標(biāo)的位置信息通過分析測角元件獲取的角度信號得到。
[0014]此外本發(fā)明光電偵查設(shè)備還可不設(shè)置伺服控制器，而設(shè)置控制桿，通過人為控制機(jī)架、紅外跟蹤模塊和可見光跟蹤模塊的轉(zhuǎn)動，以跟蹤目標(biāo)。
[0015]本發(fā)明系統(tǒng)控制單元在接收到綜合控制器的跟蹤圖像信息后，對于跟蹤圖像信息的處理可僅為顯示，配合顯示器及人機(jī)接口，通過人工查看跟蹤圖像的方式，判斷跟蹤目標(biāo)是否為無人機(jī)，若為無人機(jī)則人為通過人機(jī)接口使控制干擾設(shè)備單元對目標(biāo)無人機(jī)實(shí)施干擾。
[0016]若要實(shí)現(xiàn)目標(biāo)無人機(jī)偵查與干擾的自動化，則系統(tǒng)控制單元在接收到跟蹤目標(biāo)圖像信息后，可利用現(xiàn)有的圖像比對分析算法，判斷跟蹤目標(biāo)是否為無人機(jī)，對于確認(rèn)為無人機(jī)的跟蹤目標(biāo)則自動控制干擾設(shè)備實(shí)施相應(yīng)的干擾。
[0017]紅外跟蹤模塊和可見光跟蹤模塊分別可采用現(xiàn)有紅外跟蹤儀和可見光跟蹤儀，紅外跟蹤儀包括紅外傳感器、紅外跟蹤器，可見光跟蹤儀包括可見光傳感器、可見光跟蹤器，兩者分別還包括調(diào)光調(diào)焦模塊。在已經(jīng)獲得雷達(dá)偵查結(jié)果的基礎(chǔ)上，系統(tǒng)控制單元可通過綜合控制器和伺服控制器實(shí)現(xiàn)對紅外傳感器和可見光傳感器的最初引導(dǎo)，使得紅外傳感器和可見光傳感器能夠獲取到目標(biāo)無人機(jī)的圖像信息。然后在調(diào)光調(diào)焦模塊的作用下進(jìn)一步完成對焦和光感度的調(diào)節(jié)，提高視頻圖像的質(zhì)量和可觀測性。同時可見光跟蹤器和紅外跟蹤器對獲取的圖像進(jìn)行信號處理，并將處理結(jié)果傳輸至綜合控制器和伺服控制器，伺服控制器通過對目標(biāo)圖像的動態(tài)分析控制機(jī)架、紅外跟蹤模塊和可見光跟蹤模塊的轉(zhuǎn)動，從而實(shí)現(xiàn)光電單元的自動跟蹤。
[0018]在跟蹤過程中，安裝于機(jī)架水平軸的測角元件可感知紅外跟蹤模塊和可見光跟蹤模塊的方位變化角度，安裝于機(jī)架垂直軸的測角元件可感知紅外跟蹤模塊和可見光跟蹤模塊的俯仰變化角度。測角元件可采用現(xiàn)有角度傳感器。伺服控制器實(shí)現(xiàn)對機(jī)架、可見光跟蹤模塊和紅外跟蹤模塊的轉(zhuǎn)動驅(qū)動控制可采用現(xiàn)有機(jī)械驅(qū)動結(jié)構(gòu)形式。還可同時輔以防抖單元使得目標(biāo)圖像的穩(wěn)定性更好。
[0019]光電偵查設(shè)備還包括時統(tǒng)終端，按照統(tǒng)一的GPS時間為獲取的圖像信息建立時間標(biāo)志，穩(wěn)定平臺用于防抖，保證目標(biāo)獲取過程中的圖像穩(wěn)定性，單桿控制器為控制人員操作使用，用于手動控制可見光以及紅外鏡頭的朝向。
[0020]本發(fā)明偵查設(shè)備單元中的電子偵查設(shè)備包括偵查天線組、接收前端處理器、測頻器、頻譜分析儀、測向器和電子偵查模塊控制器；
偵查天線組偵查接收目標(biāo)無人機(jī)的控制指令信號，傳輸至接收前端處理器;接收前端處理器對接收到的無人機(jī)控制指令信號進(jìn)行包括放大、濾波及變頻的處理，然后分別輸出至測頻器、頻譜分析儀和測向器;測頻器對接收到的控制指令信號進(jìn)行測頻，得到無人機(jī)控制指令信號的頻率信息;頻譜分儀析對接收到的控制指令信號進(jìn)行頻譜分析，得到包括無人機(jī)控制指令信號的工作頻段、跳頻頻點(diǎn)和調(diào)制信號特征的信息，作為無人機(jī)控制指令信號的頻率特征集;測向器對接收到的控制指令信號進(jìn)行測向，得到控制指令信號的方向信息；電子偵查設(shè)備控制器獲取前述得到的無人機(jī)控制指令信號的頻率信息、頻率特征集以及方向信息，并傳輸至控制單元。
[0021]系統(tǒng)控制單元接收到電子偵查設(shè)備獲取的無人機(jī)控制指令信號的頻率信息、頻率特征集以及方向信息后，可用于引導(dǎo)干擾設(shè)備單元對無人機(jī)指令信號進(jìn)行干擾，保證干擾的有效性可靠性。同時有助于獲知目標(biāo)無人機(jī)操作者的位置，方便引導(dǎo)對違法犯罪者的抓捕。
[0022]具體的，電子偵查設(shè)備中的偵查天線組由多對偵查天線成，多對偵查天線至少包括一對L頻段偵查天線和一對S頻段偵查天線;各偵查天線對中的兩個天線在水平方向上對稱布置。不同工作頻段的偵察天線對可覆蓋無人機(jī)控制信號的主要工作頻段，每個頻段設(shè)置多個天線對能夠保證無人機(jī)控制指令偵查結(jié)果的可靠性。
[0023]進(jìn)一步的偵查天線組中包括分別由定向高增益天線組成的天線對，和由全向低增益天線組成的天線對。其中定向高增益天線測量距離遠(yuǎn)，角度范圍小，可在雷達(dá)的引導(dǎo)下快速截獲目標(biāo)無人機(jī)的指令和圖傳信號;全向低增益天線測量距離近，角度范圍大，可獨(dú)立工作，在其測量范圍內(nèi)，獲取無人機(jī)的控制指令及圖傳信號，保證對無人機(jī)操作者控制指令信號的可靠和快速截獲，提高無線電偵查效率。
[0024]本發(fā)明的電子偵查設(shè)備中，測頻器、接收前端處理器、頻譜分析儀和測向器分別可采用現(xiàn)有相應(yīng)功能的硬件產(chǎn)品。
[0025]干擾設(shè)備單元包括干擾樣式產(chǎn)生器、變頻器、功率放大器和天線陣列；
干擾樣式產(chǎn)生器包括數(shù)字頻率合成器、壓控振蕩器和噪聲源，控制單元向干擾樣式產(chǎn)生器發(fā)送干擾控制信號，壓控振蕩器基于干擾控制信號及噪聲源信號，產(chǎn)生指定帶寬的噪聲調(diào)頻信號，數(shù)字頻率合成器接收上述噪聲調(diào)頻信號，與其自身產(chǎn)生的射頻信號進(jìn)行混頻，從而產(chǎn)生寬帶掃頻信號或梳妝譜干擾信號；
干擾樣式產(chǎn)生器產(chǎn)生的干擾信號經(jīng)變頻器輸出至多個工作頻段不同的功率放大器進(jìn)行放大，然后分別經(jīng)天線輻射輸出;連接各功率放大器的天線組成天線陣列。
[0026]上述各功率放大器的工作頻段在0.lGHz-6GHz范圍內(nèi)，各功率放大器分別采用固態(tài)連續(xù)波功率放大器。如設(shè)置三個功率放大器，工作頻段分別為1.5GHz、2.4GHz和5.8GHz，可以覆蓋GPS/GLN0SS/BD所在的工作頻段，以及2.4G和5.8G的無人機(jī)常用工作頻段。各不同頻段的功率放大器對無人機(jī)導(dǎo)航、指令以及圖像干擾信號進(jìn)行放大后，通過相應(yīng)頻段的天線進(jìn)行輻射。固態(tài)連續(xù)波功率放大器可采用200W固態(tài)連續(xù)波功率放大器。
[0027]本發(fā)明的干擾設(shè)備單元中，天線陣列轉(zhuǎn)動安裝于一轉(zhuǎn)臺上。天線陣列中的天線采用窄帶高增益天線，天線形式采用螺紋旋轉(zhuǎn)式或八木天線，天線增益大于14dB。定向性好，增益高。
[0028]基于上述無人機(jī)綜合防御系統(tǒng)的無人機(jī)綜合防御方法，包括以下步驟:
步驟一，通過雷達(dá)偵查設(shè)備對指定區(qū)域進(jìn)行目標(biāo)偵查，監(jiān)測雷達(dá)信號回波信息，排除靜止目標(biāo)的影響，對于運(yùn)動目標(biāo)，計算其運(yùn)動速度;定義目標(biāo)運(yùn)動速度范圍，判斷運(yùn)動目標(biāo)的運(yùn)動速度是否在目標(biāo)運(yùn)動速度范圍內(nèi)；如果在，則獲取運(yùn)動目標(biāo)的實(shí)時位置信息，上報至控制單元；
步驟二，控制單元控制光電偵查設(shè)備對進(jìn)入警戒范圍的運(yùn)動目標(biāo)進(jìn)行偵查，判斷運(yùn)動目標(biāo)是否為無人機(jī)，對確認(rèn)為無人機(jī)的運(yùn)動目標(biāo)，光電偵查設(shè)備上送判斷結(jié)果信息至控制單元；
步驟三，控制單元控制無線電偵查設(shè)備對目標(biāo)無人機(jī)的指令和圖傳信號進(jìn)行截獲，并對截獲的信號進(jìn)行偵查分析，然后基于偵查分析結(jié)果，根據(jù)需要利用控制單元控制干擾設(shè)備單元中各干擾設(shè)備的運(yùn)行，包括:
控制指令信號干擾模塊發(fā)出干擾信息干擾目標(biāo)無人機(jī)的控制通信鏈路；
控制圖傳信號干擾模塊發(fā)出干擾信息干擾無人機(jī)的圖像回傳通信鏈路；
控制導(dǎo)航信號干擾模塊發(fā)出干擾信息煩擾目標(biāo)無人機(jī)的導(dǎo)航信號;上述其中的一種或多種；
步驟四，對于需要獲取操作者位置的目標(biāo)無人機(jī)，無線電偵查設(shè)備對無人機(jī)操作者發(fā)出的指令信號進(jìn)行偵查定位，以確定操作者的位置，并將定位結(jié)果信息發(fā)送至控制單元。
[0029]步驟一中，所述指定區(qū)域覆蓋警戒范圍，對于運(yùn)動速度在目標(biāo)運(yùn)動速度范圍內(nèi)的運(yùn)動目標(biāo)，獲取其實(shí)時位置信息后，還判斷其是否進(jìn)入警戒范圍；雷達(dá)偵查設(shè)備上報至控制單元的信息還包括告警信息。
[0030]有益效果:本發(fā)明在集成雷達(dá)、光電(可見光/紅外)偵查以及電子干擾設(shè)備的基礎(chǔ)上，增加了電子偵察功能，可以對無人機(jī)的無線信號進(jìn)行偵查分析，并用于引導(dǎo)干擾，從而提升干擾效能和效率。更重要的是，我們的電子偵察功能可以對無人機(jī)操作者進(jìn)行遠(yuǎn)程無線定位。從而在防御無人機(jī)的同時能夠引導(dǎo)執(zhí)法部門對無人機(jī)犯罪者進(jìn)行抓捕，提升其犯罪成本。具體的:
1、本發(fā)明結(jié)合雷達(dá)、光電/紅外成像以及電子偵察技術(shù)，可對無人機(jī)操作者進(jìn)行遠(yuǎn)距離定位，系統(tǒng)在雷達(dá)、光電系統(tǒng)發(fā)現(xiàn)和確定無人機(jī)初步位置的基礎(chǔ)上，通過電子偵察手段，可以實(shí)現(xiàn)對無人機(jī)操作者的遠(yuǎn)距離(100米到5000米)定位。通過其中電子偵察設(shè)備也可獨(dú)立實(shí)現(xiàn)對無人機(jī)操作者進(jìn)行近距離的定位(20米到2000米)；
2、本發(fā)明通過結(jié)合電子偵察和電子干擾設(shè)備，可以實(shí)現(xiàn)在電子偵察技術(shù)上引導(dǎo)的精確電子干擾，從而成倍提升電子干擾的效能和作用距離?？梢酝ㄟ^電子偵察系統(tǒng)獲得控制信號的信號特征形式，從而實(shí)現(xiàn)對無人機(jī)的控制；
3、本發(fā)明通過結(jié)合雷達(dá)、光電/紅外成像技術(shù)，可實(shí)現(xiàn)對無人機(jī)的自動發(fā)現(xiàn)及識別，進(jìn)而進(jìn)行干擾。
【附圖說明】
[0031 ]圖1所示為本發(fā)明系統(tǒng)結(jié)構(gòu)示意圖；
圖2所示為雷達(dá)偵查設(shè)備結(jié)構(gòu)示意圖；
圖3所示為光電偵查設(shè)備結(jié)構(gòu)示意圖；
圖4所示為光電偵查設(shè)備中機(jī)架結(jié)構(gòu)示意圖；
圖5所示為無線電偵查設(shè)備結(jié)構(gòu)示意圖；
圖6所示為偵查天線對布置結(jié)構(gòu)示意圖；
圖7所示為改進(jìn)實(shí)施例的測頻器原理結(jié)構(gòu)示意框圖；
圖8所示為改進(jìn)實(shí)施例的測向器原理結(jié)構(gòu)示意框圖；
圖9所示為干擾設(shè)備單元結(jié)構(gòu)示意圖；
圖10所示為本發(fā)明方法流程示意圖。
【具體實(shí)施方式】
[0032]以下結(jié)合附圖和具體實(shí)施例進(jìn)一步描述。
[0033]參考圖1，本發(fā)明的無人機(jī)綜合防御系統(tǒng)，包括偵查設(shè)備單元、干擾設(shè)備單元和控制單元；
偵察設(shè)備單元包括雷達(dá)偵查設(shè)備、光電偵查設(shè)備和無線電偵查設(shè)備;雷達(dá)偵查設(shè)備監(jiān)測指定區(qū)域內(nèi)目標(biāo)無人機(jī)的運(yùn)動信息，傳輸至控制單元;光電偵查設(shè)備監(jiān)測指定區(qū)域內(nèi)目標(biāo)無人機(jī)的外觀特性信息，傳輸至控制單元;無線電偵查設(shè)備對指定區(qū)域內(nèi)目標(biāo)無人機(jī)的指令和圖傳數(shù)據(jù)進(jìn)行截獲，并對目標(biāo)無人機(jī)的指令發(fā)送位置進(jìn)行定位，將截獲的數(shù)據(jù)與定位結(jié)果信息傳輸至控制單元；
干擾設(shè)備單元包括分別可向目標(biāo)無人機(jī)發(fā)送指令干擾信號、圖傳干擾信號和導(dǎo)航干擾信號的指令干擾模塊、圖傳干擾模塊和導(dǎo)航干擾模塊，以及用于輻射干擾信號的天線陣列；控制單元根據(jù)接收到的偵察設(shè)備單元偵查到的目標(biāo)無人機(jī)信息，控制干擾設(shè)備單元對目標(biāo)無人機(jī)發(fā)出干擾信號。
[0034]本發(fā)明中，偵查設(shè)備單元中的各偵查設(shè)備，以及干擾設(shè)備單元中的各干擾設(shè)備分別可采用現(xiàn)有相關(guān)功能模塊，通過本發(fā)明規(guī)定的系統(tǒng)各模塊之間的關(guān)聯(lián)關(guān)系進(jìn)行協(xié)作，實(shí)現(xiàn)對目標(biāo)無人機(jī)的偵查、發(fā)現(xiàn)、干擾，以及對無人機(jī)操作者的定位等目的。
[0035]本發(fā)明中，控制單元對雷達(dá)偵查設(shè)備、光電偵查設(shè)備和電子偵查設(shè)備的控制分別可通過同一跟蹤與伺服控制單元完成，跟蹤與伺服控制單元中分別包括連接雷達(dá)偵查設(shè)備、光電偵查設(shè)備和電子偵查設(shè)備的驅(qū)動裝置，以及用于控制所述各驅(qū)動裝置的伺服控制器;控制單元將控制指令發(fā)送至伺服控制器，通過伺服控制器控制各驅(qū)動裝置運(yùn)行，從而可控制各偵查設(shè)備的偵查工作。
實(shí)施例
[0036]參考圖2，本實(shí)施例的偵查設(shè)備單元中，雷達(dá)偵查設(shè)備包括天線、收發(fā)機(jī)、信號處理器和驅(qū)動電機(jī);其中收發(fā)機(jī)由發(fā)射通道和接收通道組成;信號處理器產(chǎn)生雷達(dá)偵查信號，并依次通過收發(fā)機(jī)的發(fā)射通道和天線向外輻射;天線將接收到的外部信號通過收發(fā)機(jī)的接收通道傳輸至信號處理器進(jìn)行處理;信號處理器將信號處理結(jié)果發(fā)送至控制單元；
收發(fā)機(jī)的發(fā)射通道實(shí)現(xiàn)中頻與射頻的轉(zhuǎn)換和驅(qū)動放大，接收通道實(shí)現(xiàn)接收信號的放大及差頻信號輸出。信號處理器通過接口控制模塊進(jìn)行處理結(jié)果數(shù)據(jù)的傳送和電機(jī)驅(qū)動同步，可參考現(xiàn)有技術(shù)。為了更直觀的了解雷達(dá)偵查過程，雷達(dá)偵查設(shè)備還可設(shè)置顯示控制終端，用于啟動、控制雷達(dá)偵查設(shè)備的運(yùn)行，以及偵查過程中產(chǎn)生及接收的信號和相關(guān)數(shù)據(jù)的展示。
[0037]信號處理器通過驅(qū)動電機(jī)控制天線的運(yùn)動，以改變雷達(dá)偵查信號的輻射方向。雷達(dá)天線的運(yùn)動也可通過跟蹤與伺服控制單元實(shí)現(xiàn)。
[0038]雷達(dá)偵查設(shè)備可采用固態(tài)脈沖壓縮多普勒雷達(dá)。其采用脈壓體制，在不犧牲距離精度的情況下，提高輻射功率，增強(qiáng)作用距離;采用固態(tài)技術(shù)，提高可靠性和使用壽命;方便多普勒信號提取，便于小目標(biāo)信號識別。相比于連續(xù)波雷達(dá)，其更適用于復(fù)雜背景，特別是城市環(huán)境中的強(qiáng)反射環(huán)境。
[0039]參考圖3和圖4，本實(shí)施例的光電偵查設(shè)備包括機(jī)架1、綜合控制器、伺服控制器以及安裝于機(jī)架I上的紅外跟蹤模塊2、可見光跟蹤模塊3和角度測量模塊;機(jī)架I包括水平轉(zhuǎn)軸和垂直轉(zhuǎn)軸，角度測量模塊由分別安裝于水平轉(zhuǎn)軸和垂直轉(zhuǎn)軸上的測角元件組成;機(jī)架I可繞垂直轉(zhuǎn)軸轉(zhuǎn)動，紅外跟蹤模塊2和可見光跟蹤模塊3分別轉(zhuǎn)動安裝于水平轉(zhuǎn)軸的兩端；綜合控制器可通過伺服控制器分別控制機(jī)架1、紅外跟蹤模塊2和可見光跟蹤模塊3繞相應(yīng)轉(zhuǎn)軸轉(zhuǎn)動；
紅外跟蹤模塊2和可見光跟蹤模塊3對目標(biāo)無人機(jī)進(jìn)行跟蹤，并將跟蹤圖像信息傳輸至綜合控制器和伺服控制器;跟蹤過程中，角度測量模塊測量機(jī)架、紅外跟蹤模塊和可見光跟蹤模塊分別在相應(yīng)轉(zhuǎn)軸上的實(shí)時轉(zhuǎn)角信息，傳輸至伺服控制器，進(jìn)而傳輸至綜合控制器；綜合控制器將跟蹤圖像信息及跟蹤目標(biāo)的位置信息傳輸至控制單元，以便控制單元控制干擾設(shè)備單元及時對目標(biāo)無人機(jī)實(shí)施干擾。其中跟蹤目標(biāo)的位置信息通過分析測角元件獲取的角度信號得到。
[0040]此外本發(fā)明光電偵查設(shè)備還可不設(shè)置伺服控制器，而設(shè)置控制桿，通過人為控制機(jī)架、紅外跟蹤模塊和可見光跟蹤模塊的轉(zhuǎn)動，以跟蹤目標(biāo)。
[0041]系統(tǒng)控制單元在接收到綜合控制器的跟蹤圖像信息后，對于跟蹤圖像信息的處理可僅為顯示，配合顯示器及人機(jī)接口，通過人工查看跟蹤圖像的方式，判斷跟蹤目標(biāo)是否為無人機(jī)，若為無人機(jī)則人為通過人機(jī)接口使控制干擾設(shè)備單元對目標(biāo)無人機(jī)實(shí)施干擾。
[0042]若要實(shí)現(xiàn)目標(biāo)無人機(jī)偵查與干擾的自動化，則系統(tǒng)控制單元在接收到跟蹤目標(biāo)圖像信息后，可利用現(xiàn)有的圖像比對分析算法，判斷跟蹤目標(biāo)是否為無人機(jī)，對于確認(rèn)為無人機(jī)的跟蹤目標(biāo)則自動控制干擾設(shè)備實(shí)施相應(yīng)的干擾。
[0043]紅外跟蹤模塊和可見光跟蹤模塊分別可采用現(xiàn)有紅外跟蹤儀和可見光跟蹤儀，紅外跟蹤儀包括紅外傳感器、紅外跟蹤器，可見光跟蹤儀包括可見光傳感器、可見光跟蹤器，兩者分別還包括調(diào)光調(diào)焦模塊。在已經(jīng)獲得雷達(dá)偵查結(jié)果的基礎(chǔ)上，系統(tǒng)控制單元可通過綜合控制器和伺服控制器實(shí)現(xiàn)對紅外傳感器和可見光傳感器的最初引導(dǎo)，使得紅外傳感器和可見光傳感器能夠獲取到目標(biāo)無人機(jī)的圖像信息。然后在調(diào)光調(diào)焦模塊的作用下進(jìn)一步完成對焦和光感度的調(diào)節(jié)，提高視頻圖像的質(zhì)量和可觀測性。同時可見光跟蹤器和紅外跟蹤器對獲取的圖像進(jìn)行信號處理，并將處理結(jié)果傳輸至綜合控制器和伺服控制器，伺服控制器通過對目標(biāo)圖像的動態(tài)分析控制機(jī)架、紅外跟蹤模塊和可見光跟蹤模塊的轉(zhuǎn)動，從而實(shí)現(xiàn)光電單元的自動跟蹤。
[0044]在跟蹤過程中，安裝于機(jī)架I水平軸的測角元件可感知紅外跟蹤模塊和可見光跟蹤模塊的方位變化角度，安裝于機(jī)架垂直軸的測角元件可感知紅外跟蹤模塊和可見光跟蹤模塊的俯仰變化角度。測角元件可采用現(xiàn)有角度傳感器。伺服控制器實(shí)現(xiàn)對機(jī)架、可見光跟蹤模塊和紅外跟蹤模塊的轉(zhuǎn)動驅(qū)動控制可采用現(xiàn)有機(jī)械驅(qū)動結(jié)構(gòu)形式。還可同時輔以防抖單元使得目標(biāo)圖像的穩(wěn)定性更好。
[0045]光電偵查設(shè)備還包括時統(tǒng)終端，其按照統(tǒng)一的GPS時間為獲取的圖像信息建立時間標(biāo)志;穩(wěn)定平臺用于防抖，保證目標(biāo)獲取過程中的圖像穩(wěn)定性，單桿控制器為控制人員操作使用，用于手動控制可見光以及紅外鏡頭的朝向。
[0046]參考圖5，偵查設(shè)備單元中的電子偵查設(shè)備包括偵查天線組、接收前端處理器、測頻器、頻譜分析儀、測向器和電子偵查模塊控制器； 偵查天線組偵查接收目標(biāo)無人機(jī)的控制指令信號，傳輸至接收前端處理器;接收前端處理器對接收到的無人機(jī)控制指令信號進(jìn)行包括放大、濾波及變頻的處理，然后分別輸出至測頻器、頻譜分析儀和測向器;測頻器對接收到的控制指令信號進(jìn)行測頻，得到無人機(jī)控制指令信號的頻率信息;頻譜分儀析對接收到的控制指令信號進(jìn)行頻譜分析，得到包括無人機(jī)控制指令信號的工作頻段、跳頻頻點(diǎn)和調(diào)制信號特征的信息，作為無人機(jī)控制指令信號的頻率特征集;測向器對接收到的控制指令信號進(jìn)行測向，得到控制指令信號的方向信息；電子偵查設(shè)備控制器獲取前述得到的無人機(jī)控制指令信號的頻率信息、頻率特征集以及方向信息，并傳輸至控制單元。
[0047]系統(tǒng)控制單元接收到電子偵查設(shè)備獲取的無人機(jī)控制指令信號的頻率信息、頻率特征集以及方向信息后，可用于引導(dǎo)干擾設(shè)備單元對無人機(jī)指令信號進(jìn)行干擾，保證干擾的有效性可靠性。同時有助于獲知目標(biāo)無人機(jī)操作者的位置，方便引導(dǎo)對違法操縱無人機(jī)者的抓捕。
[0048]電子偵查設(shè)備中的偵查天線組由多對偵查天線成，即圖5所示偵查天線對I至偵查天線對N;多對偵查天線至少包括一對L.頻段偵查天線和一對S頻段偵查天線;各偵查天線對中的兩個天線在水平方向上對稱布置，參考圖6。不同工作頻段的偵察天線對可覆蓋無人機(jī)控制信號的主要工作頻段，每個頻段設(shè)置多個天線對能夠保證無人機(jī)控制指令偵查結(jié)果的可靠性。
[0049]上述偵查天線組中，各工作頻段的偵查天線皆分別包括由定向高增益天線組成的天線對，和由全向低增益天線組成的天線對。其中定向高增益天線測量距離遠(yuǎn)，角度范圍小，可在雷達(dá)的引導(dǎo)下快速截獲目標(biāo)無人機(jī)的指令和圖傳信號;全向低增益天線測量距離近，角度范圍大，可獨(dú)立工作，在其測量范圍內(nèi)，獲取無人機(jī)的控制指令及圖傳信號，保證對無人機(jī)操作者控制指令信號的可靠和快速截獲，提高無線電偵查效率。
[0050]電子偵查設(shè)備中，測頻器、接收前端處理器、頻譜分析儀和測向器分別可采用現(xiàn)有相應(yīng)功能的硬件產(chǎn)品。
[0051]為了使得電子偵查的結(jié)果更加可靠，本實(shí)施例對電子偵查設(shè)備中的部分結(jié)構(gòu)進(jìn)行了進(jìn)一步改進(jìn)。
[0052]如圖7所示，測頻器采用全新設(shè)計的數(shù)字化測頻接收機(jī)，其可對接收到的無人機(jī)控制指令信號在3-10微妙內(nèi)完成快速測頻，從而有效對抗具有多個跳頻頻點(diǎn)和跳頻速率較高的即指令通信信號。具體的，測頻器包括AD采樣單元、下變頻處理單元、門限檢測單元、FFT精測單元、相位法快速測頻單元和綜合判決單元。AD采樣單元對接收到的無人機(jī)指令信號進(jìn)行數(shù)字化處理后，再依次由下變頻處理單元完成信號的下變頻、門限檢測單元完成信號的門限檢測、FFT精測單元、相位法快速測頻單元和綜合判決單元輸出無人機(jī)控制指令的頻率?目息O
[0053]如圖8所示，測向器采用全新設(shè)計的多通道比幅/比相比時測量技術(shù)，通過比較不同通道里面接收的控制信號幅度、相位和時間差異來計算測量無人機(jī)控制指令信號的方向。本發(fā)明可在雷達(dá)對無人機(jī)的位置進(jìn)行初步定位的基礎(chǔ)上，通過測向器產(chǎn)生的方向信號對無人機(jī)操作者進(jìn)一步定位。具體的，測向器包括A通道和B通道，A通道和B通道分別依次由AD采樣單元、數(shù)字下變頻單元、門限檢測單元、數(shù)字濾波單元、幅度修正單元連接組成;A通道和B通道的幅度修正單元的輸出端分別連接比幅比相比時處理單元。
[0054]如圖9所示，本實(shí)施例中，干擾設(shè)備單元包括干擾樣式產(chǎn)生器、變頻器、功率放大器和天線陣列；
干擾樣式產(chǎn)生器包括數(shù)字頻率合成器、壓控振蕩器和噪聲源，控制單元向干擾樣式產(chǎn)生器發(fā)送干擾控制信號，包括發(fā)生指令干擾信號、發(fā)生導(dǎo)航干擾信號或發(fā)生圖傳干擾信號的指令。壓控振蕩器基于干擾控制信號類型及噪聲源信號，產(chǎn)生指定帶寬的噪聲調(diào)頻信號，數(shù)字頻率合成器接收上述噪聲調(diào)頻信號，與其自身產(chǎn)生的射頻信號進(jìn)行混頻，從而產(chǎn)生寬帶掃頻信號或梳妝譜干擾信號，得到相應(yīng)的指令干擾信號、導(dǎo)航干擾信號或圖傳干擾信號；干擾樣式產(chǎn)生器產(chǎn)生的干擾信號經(jīng)變頻器輸出至多個工作頻段不同的功率放大器進(jìn)行放大，然后分別經(jīng)天線輻射輸出;連接各功率放大器的天線組成天線陣列。
[0055]上述各功率放大器的工作頻段在0.lGHz-6GHz范圍內(nèi)，各功率放大器分別采用固態(tài)連續(xù)波功率放大器。如設(shè)置三個功率放大器，工作頻段分別為1.5GHz、2.4GHz和5.8GHz，可以覆蓋GPS/GLN0SS/BD所在的工作頻段，以及2.4G和5.8G的無人機(jī)常用工作頻段。各不同頻段的功率放大器對無人機(jī)導(dǎo)航、指令以及圖像干擾信號進(jìn)行放大后，通過相應(yīng)頻段的天線進(jìn)行輻射。固態(tài)連續(xù)波功率放大器可采用200W固態(tài)連續(xù)波功率放大器。
[0056]本發(fā)明的干擾設(shè)備單元中，天線陣列轉(zhuǎn)動安裝于一轉(zhuǎn)臺上。轉(zhuǎn)臺的轉(zhuǎn)動可由控制單元通過跟蹤與伺服控制單元實(shí)現(xiàn)控制。天線陣列中的天線采用窄帶高增益天線，天線形式采用螺紋旋轉(zhuǎn)式或八木天線，天線增益大于14dB。定向性好，增益高。
[0057]基于上述無人機(jī)綜合防御系統(tǒng)的無人機(jī)綜合防御方法，包括以下步驟:
步驟一，通過雷達(dá)偵查設(shè)備對指定區(qū)域進(jìn)行目標(biāo)偵查，監(jiān)測雷達(dá)信號回波信息，排除靜止目標(biāo)的影響，對于運(yùn)動目標(biāo)，計算其運(yùn)動速度;定義目標(biāo)運(yùn)動速度范圍，判斷運(yùn)動目標(biāo)的運(yùn)動速度是否在目標(biāo)運(yùn)動速度范圍內(nèi)；如果在，則獲取運(yùn)動目標(biāo)的實(shí)時位置信息，上報至控制單元；
步驟二，控制單元控制光電偵查設(shè)備對進(jìn)入警戒范圍的運(yùn)動目標(biāo)進(jìn)行偵查，判斷運(yùn)動目標(biāo)是否為無人機(jī)，對確認(rèn)為無人機(jī)的運(yùn)動目標(biāo)，光電偵查設(shè)備上送判斷結(jié)果信息至控制單元；
步驟三，控制單元控制無線電偵查設(shè)備對目標(biāo)無人機(jī)的指令和圖傳信號進(jìn)行截獲，并對截獲的信號進(jìn)行偵查分析，然后基于偵查分析結(jié)果，根據(jù)需要利用控制單元控制干擾設(shè)備單元中各干擾設(shè)備的運(yùn)行，包括:
控制指令信號干擾模塊發(fā)出干擾信息干擾目標(biāo)無人機(jī)的控制通信鏈路；
控制圖傳信號干擾模塊發(fā)出干擾信息干擾無人機(jī)的圖像回傳通信鏈路；
控制導(dǎo)航信號干擾模塊發(fā)出干擾信息煩擾目標(biāo)無人機(jī)的導(dǎo)航信號;上述其中的一種或多種；
步驟四，對于需要獲取操作者位置的目標(biāo)無人機(jī)，無線電偵查設(shè)備對無人機(jī)操作者發(fā)出的指令信號進(jìn)行偵查定位，以確定操作者的位置，并將定位結(jié)果信息發(fā)送至控制單元。
[0058]步驟一中，所述指定區(qū)域覆蓋警戒范圍，對于運(yùn)動速度在目標(biāo)運(yùn)動速度范圍內(nèi)的運(yùn)動目標(biāo)，獲取其實(shí)時位置信息后，還判斷其是否進(jìn)入警戒范圍；雷達(dá)偵查設(shè)備上報至控制單元的信息還包括告警信息。
[0059]綜上，本發(fā)明在集成雷達(dá)、光電(可見光/紅外)偵查以及電子干擾設(shè)備的基礎(chǔ)上，增加了電子偵察功能，可以對無人機(jī)的無線信號進(jìn)行偵查分析，并用于引導(dǎo)干擾，從而提升干擾效能和效率。更重要的時，我們的電子偵察功能可以對無人機(jī)操作者進(jìn)行遠(yuǎn)程無線定位。從而在防御無人機(jī)的同時能夠引導(dǎo)執(zhí)法部門對無人機(jī)犯罪者進(jìn)行抓捕，提升其犯罪成本。具體的:
1、本發(fā)明結(jié)合雷達(dá)、光電/紅外成像以及電子偵察技術(shù)，可對無人機(jī)操作者進(jìn)行遠(yuǎn)距離定位，系統(tǒng)在雷達(dá)、光電系統(tǒng)發(fā)現(xiàn)和確定無人機(jī)初步位置的基礎(chǔ)上，通過電子偵察手段，可以實(shí)現(xiàn)對無人機(jī)操作者的遠(yuǎn)距離(100米到5000米)定位。通過其中電子偵察設(shè)備也可獨(dú)立實(shí)現(xiàn)對無人機(jī)操作者進(jìn)行近距離的定位(20米到2000米)；
2、本發(fā)明通過結(jié)合電子偵察和電子干擾設(shè)備，可以實(shí)現(xiàn)在電子偵察技術(shù)上引導(dǎo)的精確電子干擾，從而成倍提升電子干擾的效能和作用距離?？梢酝ㄟ^電子偵察系統(tǒng)獲得控制信號的信號特征形式，從而實(shí)現(xiàn)對無人機(jī)的控制；
3、本發(fā)明通過結(jié)合雷達(dá)、光電/紅外成像技術(shù)，可實(shí)現(xiàn)對無人機(jī)的自動發(fā)現(xiàn)及識別，進(jìn)而進(jìn)行干擾。
【主權(quán)項】
1.一種無人機(jī)綜合防御系統(tǒng)，其特征是，包括偵查設(shè)備單元、干擾設(shè)備單元和控制單元； 偵察設(shè)備單元包括雷達(dá)偵查設(shè)備、光電偵查設(shè)備和無線電偵查設(shè)備;雷達(dá)偵查設(shè)備和光電偵查設(shè)備分別對應(yīng)監(jiān)測指定區(qū)域內(nèi)目標(biāo)無人機(jī)的運(yùn)動信息和外觀特性信息，傳輸至控制單元;無線電偵查設(shè)備對指定區(qū)域內(nèi)目標(biāo)無人機(jī)的指令和圖傳數(shù)據(jù)進(jìn)行截獲，并對目標(biāo)無人機(jī)的指令發(fā)送位置進(jìn)行定位，將截獲的數(shù)據(jù)與定位結(jié)果信息傳輸至控制單元； 干擾設(shè)備單元包括分別可向目標(biāo)無人機(jī)發(fā)送指令干擾信號、圖傳干擾信號和導(dǎo)航干擾信號的指令干擾模塊、圖傳干擾模塊和導(dǎo)航干擾模塊，以及用于輻射干擾信號的天線陣列； 控制單元根據(jù)接收到的偵察設(shè)備單元偵查到的目標(biāo)無人機(jī)信息，控制干擾設(shè)備單元對目標(biāo)無人機(jī)發(fā)出干擾信號。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的無人機(jī)綜合防御系統(tǒng)，其特征是，雷達(dá)偵查設(shè)備包括天線、收發(fā)機(jī)、信號處理器和驅(qū)動電機(jī);其中收發(fā)機(jī)由發(fā)射通道和接收通道組成;信號處理器產(chǎn)生雷達(dá)偵查信號，并依次通過收發(fā)機(jī)的發(fā)射通道和天線向外輻射;天線將接收到的外部信號通過收發(fā)機(jī)的接收通道傳輸至信號處理器進(jìn)行處理;信號處理器將信號處理結(jié)果發(fā)送至控制單元； 信號處理器通過驅(qū)動電機(jī)控制天線的運(yùn)動，以改變雷達(dá)偵查信號的輻射方向。3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的無人機(jī)綜合防御系統(tǒng)，其特征是，光電偵查設(shè)備包括機(jī)架、綜合控制器、伺服控制器以及安裝于機(jī)架上的紅外跟蹤模塊、可見光跟蹤模塊和角度測量模塊;機(jī)架包括水平轉(zhuǎn)軸和垂直轉(zhuǎn)軸，角度測量模塊由分別安裝于水平轉(zhuǎn)軸和垂直轉(zhuǎn)軸上的測角元件組成;機(jī)架可繞垂直轉(zhuǎn)軸轉(zhuǎn)動，紅外跟蹤模塊和可見光跟蹤模塊分別轉(zhuǎn)動安裝于水平轉(zhuǎn)軸的兩端;綜合控制器可通過伺服控制器分別控制機(jī)架、紅外跟蹤模塊和可見光跟蹤模塊繞相應(yīng)轉(zhuǎn)軸轉(zhuǎn)動； 紅外跟蹤模塊和可見光跟蹤模塊對目標(biāo)無人機(jī)進(jìn)行跟蹤，并將跟蹤圖像信息傳輸至綜合控制器和伺服控制器;跟蹤過程中，角度測量模塊測量機(jī)架、紅外跟蹤模塊和可見光跟蹤模塊分別在相應(yīng)轉(zhuǎn)軸上的實(shí)時轉(zhuǎn)角信息，傳輸至伺服控制器，進(jìn)而傳輸至綜合控制器； 綜合控制器將跟蹤圖像信息及跟蹤目標(biāo)的位置信息傳輸至控制單元。4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的無人機(jī)綜合防御系統(tǒng)，其特征是，電子偵查設(shè)備包括偵查天線組、接收前端處理器、測頻器、頻譜分析儀、測向器和電子偵查模塊控制器； 偵查天線組偵查接收目標(biāo)無人機(jī)的控制指令信號，傳輸至接收前端處理器;接收前端處理器對接收到的無人機(jī)控制指令信號進(jìn)行包括放大、濾波及變頻的處理，然后分別輸出至測頻器、頻譜分析儀和測向器;測頻器對接收到的控制指令信號進(jìn)行測頻，得到無人機(jī)控制指令信號的頻率信息;頻譜分儀析對接收到的控制指令信號進(jìn)行頻譜分析，得到包括無人機(jī)控制指令信號的工作頻段、跳頻頻點(diǎn)和調(diào)制信號特征的信息，作為無人機(jī)控制指令信號的頻率特征集;測向器對接收到的控制指令信號進(jìn)行測向，得到控制指令信號的方向信息；電子偵查設(shè)備控制器獲取前述得到的無人機(jī)控制指令信號的頻率信息、頻率特征集以及方向信息，并傳輸至控制單元。5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的無人機(jī)綜合防御系統(tǒng)，其特征是，電子偵查設(shè)備中的偵查天線組由多對偵查天線成，多對偵查天線至少包括一對L頻段偵查天線和一對S頻段偵查天線；各偵查天線對中的兩個天線在水平方向上對稱布置。6.根據(jù)權(quán)利要求4或5所述的無人機(jī)綜合防御系統(tǒng)，其特征是，偵查天線組中包括分別由定向高增益天線組成的天線對，和由全向低增益天線組成的天線對。7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的無人機(jī)綜合防御系統(tǒng)，其特征是，干擾設(shè)備單元包括干擾樣式產(chǎn)生器、變頻器、功率放大器和天線陣列； 干擾樣式產(chǎn)生器包括數(shù)字頻率合成器、壓控振蕩器和噪聲源，控制單元向干擾樣式產(chǎn)生器發(fā)送干擾控制信號，壓控振蕩器基于干擾控制信號及噪聲源信號，產(chǎn)生指定帶寬的噪聲調(diào)頻信號，數(shù)字頻率合成器接收上述噪聲調(diào)頻信號，與其自身產(chǎn)生的射頻信號進(jìn)行混頻，從而產(chǎn)生寬帶掃頻信號或梳妝譜干擾信號； 干擾樣式產(chǎn)生器產(chǎn)生的干擾信號經(jīng)變頻器輸出至多個工作頻段不同的功率放大器進(jìn)行放大，然后分別經(jīng)天線輻射輸出;連接各功率放大器的天線組成天線陣列。8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的無人機(jī)綜合防御系統(tǒng)，其特征是，各功率放大器的工作頻段在0.1GHz-6GHz范圍內(nèi)，各功率放大器分別采用固態(tài)連續(xù)波功率放大器。9.基于權(quán)利要求1至8所述的無人機(jī)綜合防御系統(tǒng)的無人機(jī)綜合防御方法，其特征是，包括以下步驟: 步驟一，通過雷達(dá)偵查設(shè)備對指定區(qū)域進(jìn)行目標(biāo)偵查，監(jiān)測雷達(dá)信號回波信息，排除靜止目標(biāo)的影響，對于運(yùn)動目標(biāo)，計算其運(yùn)動速度;定義目標(biāo)運(yùn)動速度范圍，判斷運(yùn)動目標(biāo)的運(yùn)動速度是否在目標(biāo)運(yùn)動速度范圍內(nèi)；如果在，則獲取運(yùn)動目標(biāo)的實(shí)時位置信息，上報至控制單元； 步驟二，控制單元控制光電偵查設(shè)備對進(jìn)入警戒范圍的運(yùn)動目標(biāo)進(jìn)行偵查，判斷運(yùn)動目標(biāo)是否為無人機(jī)，對確認(rèn)為無人機(jī)的運(yùn)動目標(biāo)，光電偵查設(shè)備上送判斷結(jié)果信息至控制單元； 步驟三，控制單元控制無線電偵查設(shè)備對目標(biāo)無人機(jī)的指令和圖傳信號進(jìn)行截獲，并對截獲的信號進(jìn)行偵查分析，然后基于偵查分析結(jié)果，根據(jù)需要利用控制單元控制干擾設(shè)備單元中各干擾設(shè)備的運(yùn)行，包括: 控制指令信號干擾模塊發(fā)出干擾信息干擾目標(biāo)無人機(jī)的控制通信鏈路； 控制圖傳信號干擾模塊發(fā)出干擾信息干擾無人機(jī)的圖像回傳通信鏈路； 控制導(dǎo)航信號干擾模塊發(fā)出干擾信息煩擾目標(biāo)無人機(jī)的導(dǎo)航信號;上述其中的一種或多種； 步驟四，對于需要獲取操作者位置的目標(biāo)無人機(jī)，無線電偵查設(shè)備對無人機(jī)操作者發(fā)出的指令信號進(jìn)行偵查定位，以確定操作者的位置，并將定位結(jié)果信息發(fā)送至控制單元。10.根據(jù)權(quán)利要求9所述的方法，其特征是，步驟一中，所述指定區(qū)域覆蓋警戒范圍，對于運(yùn)動速度在目標(biāo)運(yùn)動速度范圍內(nèi)的運(yùn)動目標(biāo)，獲取其實(shí)時位置信息后，還判斷其是否進(jìn)入警戒范圍；雷達(dá)偵查設(shè)備上報至控制單元的信息還包括告警信息。
【文檔編號】G01S13/06GK105842683SQ201610361694
【公開日】2016年8月10日
【申請日】2016年5月27日
【發(fā)明人】胡貝貝, 周棟棟, 宗明, 王駿烈
【申請人】南京博馳光電科技有限公司