一種無人飛行器預(yù)警定位裝置的制造方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本實用新型屬于無人飛行器預(yù)警領(lǐng)域，特別是涉及一種無人飛行器預(yù)警定位裝 置。
【背景技術(shù)】
[0002] 當(dāng)前無人飛行器已經(jīng)開始廣泛的介入廣大群眾的日常生活。無人飛行器由于能夠 完成直上直下的起飛與降落，并且能夠在空中懸停，飛行更加靈活，所以相較于傳統(tǒng)的固定 翼式飛行器，有其自身特點，并得到了廣泛應(yīng)用。現(xiàn)有法規(guī)對于通航領(lǐng)域的飛行管理還不是 很完善，但是對于飛行高度不高，往往處于視距范圍內(nèi)的無人飛行器，目前的監(jiān)管還是一個 空白。
[0003] 雖然，無人飛行器在航拍、物流、巡邏等方面，開始給予廣大消費者以全新的體驗， 并且擁有著廣泛的應(yīng)用前景，但同時，無人飛行器無監(jiān)管的飛行，也會帶來一些困擾。由于 飛行器本身質(zhì)量水平不一，控制飛行器的飛手的操縱水平差異也很大，所以，無人飛行器誤 入一些禁飛區(qū)的新聞屢見不鮮。比如，四軸飛行器闖入白宮的新聞、四軸飛行器飛越巴黎政 府區(qū)的新聞。甚至，也誘發(fā)了一些敏感人士擔(dān)心，可能會有不良人士操縱四軸飛行器來實施 偷拍。
[0004] 在重點安防區(qū)域，如果無人飛行器抵近飛行，則需要采取主動防御措施，防止無人 飛行器抵近拍攝，非法傳遞信息，甚至攜帶危險品進(jìn)入重點安防區(qū)域。因此重點安防區(qū)域存 在偵測并抵御無人飛行器飛行的需求。
[0005] 根據(jù)無人飛行器的特性，其有別于有人駕駛飛機，無人飛行器的飛行過程一定受 到地面站無線控制。因此在無人飛行器抵近重點安防區(qū)域之前，可以采用頻率偵測、跟蹤和 定位的方式，預(yù)先發(fā)現(xiàn)無人飛行器控制者，采取人為干預(yù)手段阻止無人飛行器控制者的控 制無人飛行器在安防區(qū)域或禁飛區(qū)飛行。
[0006] 目前，由工信部批注的無人飛行器工作頻率和工作方式如下表所示，此外工信部 未批準(zhǔn)但無人飛行器愛好者常用的無人飛行器控制和圖傳頻段還包括:上行/下行433MHz 跳頻方式，下行5800MHz波道指配方式。因此本系統(tǒng)將重點針對以上提及的頻率范圍和工作 方式實施頻率偵測和頻率壓制。
專利CN202261322U公開了一種無線電信號壓制系統(tǒng)，其特征在于所述壓制系統(tǒng)包括監(jiān)測接 收機，該監(jiān)測接收機連接設(shè)置一終端控制計算機，該終端控制計算機連接設(shè)置一壓制信號 的信號激勵器，該信號激勵器通過壓制信號的放大分配器與射頻激勵器連接，射頻激勵器 經(jīng)由連接的功率放大器連接天饋系統(tǒng)。該無線電信號壓制系統(tǒng)能夠有效對各頻段的無線電 信號實施干擾壓制，其能夠產(chǎn)生有效壓制波形，實現(xiàn)了任意單音和多音信號的壓制信號生 成及發(fā)送，可作為無線電管理機構(gòu)在日常設(shè)備維護(hù)和特殊應(yīng)用場合的專用設(shè)備。但其并不 能針對無人飛行器進(jìn)行信號偵測以及信號壓制。
[0008]專利CN102508237公開了一種角跟蹤系統(tǒng)，其特征是包括控制中心、天線分系統(tǒng)、 饋線分系統(tǒng)、發(fā)射分系統(tǒng)、接收分系統(tǒng)、伺服分系統(tǒng)和通訊接口分系統(tǒng)，所述天線分系統(tǒng)包 括電線座，以及安裝在天線座上的定向天線、全向天線和定向喇叭，所述發(fā)射分系統(tǒng)，包括 上變頻器、頻控處理器、功放和選擇開關(guān)；由控制中心送來的基帶激勵信號送給發(fā)射分系 統(tǒng)，在發(fā)射分系統(tǒng)內(nèi)，基帶激勵信號經(jīng)上變頻器后送至功放;功放的輸出端連接選擇開關(guān)的 輸入端;所述選擇開關(guān)的輸出端分別連接定向天線、全向天線和定向喇機的發(fā)射信號輸入 端;所述定向天線通過饋線分系統(tǒng)連接該選擇開關(guān)的輸出端;頻控處理器接收來自控制中 心的控制信號，并依此輸出選擇開關(guān)、上變頻器頻率選擇和功放的控制信號，所述饋線分系 統(tǒng)，本分系統(tǒng)傳輸發(fā)射信號給定向天線，接收相應(yīng)頻率回波信號，在發(fā)射信號的同時接收和 Σ、方位差△ A二路接收信號，再經(jīng)接收分系統(tǒng)送接收機;本分系統(tǒng)包括雙工器、加減器、左 饋源和右饋源;對于定向天線的發(fā)射信號，該發(fā)射信號依次經(jīng)雙工器、加減器和左饋源輸 出；接收和Σ信號依次經(jīng)左饋源、加減器和端口輸出至雙工器，接收方位差Δ A信號由左右 饋源經(jīng)加減器差輸出，所述接收分系統(tǒng)，包括選擇開關(guān)、LNA、下變頻器、頻控處理器和中頻 接收機;本選擇開關(guān)的一個輸出端依次連接LNA和下變頻器，下變頻器的輸出端連接中頻接 收機的輸入端;該選擇開關(guān)有三個輸入端，全向天線和定向喇機分別連接該選擇開關(guān)的兩 個輸入端;本選擇開關(guān)的另一個輸入端接收所述Σ信號和△ A信號;本頻控處理器接收來自 控制中心的控制信號，并依此輸出選擇開關(guān)、下變頻器的控制信號，所述伺服分系統(tǒng)，包括 伺服控制器和驅(qū)動電機，所述伺服控制器的控制信號輸出給驅(qū)動電機，驅(qū)動電機驅(qū)動電線 座作轉(zhuǎn)動和俯仰動作，所述通訊接口分系統(tǒng)，連接在控制中心與發(fā)射分系統(tǒng)的頻控處理器、 接收分系統(tǒng)的頻控處理器以及伺服分系統(tǒng)的伺服控制器之間。該專利文獻(xiàn)有較高的測角精 度和良好的搜索、捕獲能力，但部件多、結(jié)構(gòu)復(fù)雜且成本昂貴而無法得到廣泛的應(yīng)用且無法 對無人飛行器進(jìn)行信號壓制。
[0009] 專利CN103822699A公開了一種無人直升機振動在線監(jiān)測系統(tǒng)，其特征在于:包括： 機載通信設(shè)備，主要作用是發(fā)射經(jīng)過分析處理的振動信號;地面通信控制設(shè)備，接收機載通 信設(shè)備發(fā)送來的實時振動信號，以圖形或聲音形式實現(xiàn)報警、提示及演示無人直升機的空 中飛行實時振動情況;傳感器，設(shè)在無人直升機的一處或多處機身上，感應(yīng)機身各處的位 移、速度和加速度;采集儀，將傳感器感應(yīng)到的各種信號轉(zhuǎn)換成電信號并傳遞給分析儀，所 述采集儀主要由抗混濾波、數(shù)模轉(zhuǎn)換和DSP處理器組成;所述抗混濾波和DSP處理器的截止 頻率為所述采集儀最大采樣頻率的1/2.56倍，阻帶衰減：一 120dB/0ct，平坦度0.05dB/0ct; 分析儀，對采集儀傳輸過來的電信號與預(yù)設(shè)的極限值進(jìn)行比對判斷，如果傳輸過來的電信 號沒有超出預(yù)設(shè)的極限值，則不觸發(fā)其他動作;如果傳輸過來的電信號超出預(yù)設(shè)的極限值， 分析儀將分析結(jié)果通過機載通信設(shè)備發(fā)送至地面通信控制設(shè)備。該專利文獻(xiàn)公開的這種在 線監(jiān)測系統(tǒng)能夠讓地面操控人員實時的掌握無人直升機的飛行狀態(tài)，但其需要機載設(shè)備配 合，無法實現(xiàn)預(yù)警功能，也無法對無人飛行器進(jìn)行信號壓制。
[0010] 因此，當(dāng)前存在一種需求，設(shè)計并實現(xiàn)了一種無人飛行器抵近飛行偵測和定位裝 置，通過偵測無人飛行器工作頻段，提前預(yù)警無人飛行器抵近飛行，并在通過無人飛行器控 制頻段定位無人飛行器操控者，能夠提前感應(yīng)到高速飛行的無人飛行器，并實施預(yù)警和提 供有針對性的信號壓制，以及結(jié)構(gòu)簡單、成本低適用范圍廣。 【實用新型內(nèi)容】
[0011] 本實用新型公開了一種無人飛行器預(yù)警定位裝置，其實現(xiàn)了一種無人飛行器抵近 飛行偵測和頻率壓制，通過偵測無人飛行器工作頻段，提前預(yù)警無人飛行器抵近飛行，并在 無人飛行器控制頻段和數(shù)據(jù)傳輸頻段釋放干擾，阻止無人飛行器抵近飛行至受保護(hù)的安防 區(qū)域。
[0012] 本實用新型的目的是通過以下技術(shù)方案予以實現(xiàn)。
[0013] 根據(jù)本實用新型的第一方面，本實用新型公開的一種無人飛行器預(yù)警定位裝置包 括多個全向接收天線、頻譜功率分析器、預(yù)警器和定位器。
[0014]所述多個全向接收天線用于實時掃描區(qū)域內(nèi)電磁環(huán)境信號并發(fā)送到所述頻譜功 率分析器。
[0015] 所述頻譜功率分析器包括使所述多個全向接收天線發(fā)送的信號保持時鐘同步的 同步器，所述頻譜功率分析器處理并轉(zhuǎn)換所述信號為功率譜并發(fā)送到所述預(yù)警器。
[0016] 連接所述頻譜功率分析器的所述預(yù)警器包括存儲部件和預(yù)警部件，所述預(yù)警部件 將所述功率譜和存儲在所述存儲部件中的無人飛行器頻段的電磁環(huán)境數(shù)據(jù)對比，當(dāng)一個或 多個中心頻點出現(xiàn)超功率門限變化時，所述預(yù)警器判定存在無人飛行器抵近飛行并發(fā)出告 警。
[0017] 當(dāng)所述預(yù)警器判定存在無人飛行器抵近飛行時，所述定位器提取各個所述接收天 線在無人飛行器頻段上的功率值，通過接收信號強度指示測距(RSSI)分別計算所述接收天 線與無人飛行器之間的距離。
[0018]優(yōu)選地，所述接收信號強度指示測距(RSSI)使用無線傳播模型進(jìn)行測距。
[0019]優(yōu)選地，當(dāng)所述區(qū)域為大致平面時，所述無線傳播模型為Lp = -32.44-201g d (Km)-201g f (MHz)，其中，Lp是自由空間傳播損耗，即所述無人機控制端頻點發(fā)射功