CN106788873A - 一种无人机干扰方法及系统 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种无人机干扰方法，包括以下步骤：设置至少一个干扰预定区域，设置干扰预定时间；根据所述预定时间，向所述预定区域发送探测信号；判断是否接收到预定条件的反射的所述探测信号，若是，则发射干扰信号；所述探测信号用于检测所述预定区域是否有无人机，所述干扰信号用于干扰所述无人机与无人机控制后台的通讯。本发明通过预先设置探测信号发射区域、发射时间，并按此设置进行探测信号的发射，若接收到设定条件的反馈信号，则发送干扰信号对无人机通信链路进行干扰，从而避免无人机的入侵，该方案设置简单，实时性高，能够防止入侵时间较短的无人机进入保护空域，相比现有技术，本方案对设备的性能要求较低、成本较低、实时性高。

Description

一种无人机干扰方法及系统

技术领域

本发明涉及反无人机领域，特别涉及一种无人机干扰方法及系统。

背景技术

随着无人机开发与制造成本的降低，无人机行业发展迅猛，民用无人机已逐步应用到娱乐、物流、新闻、搜救、能源、遥感测绘等领域，贴近普通民众的生活。截止2015年国内从事无人机研发和生产销售的企业超过了400家，对于消费级无人机的操作人员需求总量超过了10万，我国拥有相关机构颁发的具有无人机合格证的操作人员仅为2142个，每年差不多都有2万架无人机处于黑飞状态。由于相关的法律法规还不完善，监控手段及反制手段的缺失，致使无人机黑飞已经成为了棘手的国际化的社会问题，由无人机黑飞所牵扯出的各类事件总是引发社会的广泛热议；而无人机的无序甚至违法使用给社会和个人都带来了重大的安全隐患、隐私侵犯和潜在威胁，也给社会安保带来了巨大的新挑战。

目前在全球已发生多起无人机非法进入敏感空域事件，无人机的违法违规飞行会对国家公共安全、飞行安全甚至空防安全构成威胁，无人机不能无人管，这些民用无人机改造潜力巨大，很容易携带爆炸物、有害化学物品等，很容易成为恐怖袭击、违法监视监听的工具，为公共安全带来极大隐患。

现有反无人机设备通常首先需要对空域内的无人机进行识别，进而对识别到的无人机进行跟踪，最后通过干扰、捕获等手段进行无人机拦截，在无人机识别阶段需要进行雷达识别、红外识别、图像识别等，这需要专有的识别装置和识别算法，在无人机跟踪阶段又需要进行大量的数据处理，最后才能准确打击。然而，现有的方式运行十分复杂，对设备的性能要求很高，设备成本高，此外现有方案要经过大量数据采集与计算最终才能进行拦截，前期花费时间较多，对应入侵时间较短的无人机无法很好的进行拦截。

发明内容

本发明在于克服现有技术的上述不足，提供一种运行简单、设备的性能要求较低、成本较低的无人机干扰方法及系统。

为了实现上述发明目的，本发明采用的技术方案是：

一种无人机干扰方法，包括以下步骤：

设置至少一个干扰预定区域，设置干扰预定时间；

根据所述预定时间，向所述预定区域发送探测信号；

判断是否接收到预定条件的反射的所述探测信号，若是，则发射干扰信号；

所述探测信号用于检测所述预定区域是否有无人机，所述干扰信号用于干扰所述无人机与无人机控制后台的通讯。

进一步地，当判断未接收到预定条件的反射的所述探测信号时，停止向所述预定区域发送干扰信号。

进一步地，所述探测信号包括声信号、光信号、射频电磁信号中的一种或多种。

进一步地，所述预定条件为发射的所述探测信号与反射的所述探测信号的时间差Δt＜s/v，其中1000m＜s＜3000m，v表示探测信号的传播速度。

进一步地，设置干扰预定区域包括，根据预先获取的无人机飞行情况，选取无人机飞行频率高的区域为干扰预定区域。

进一步地，设置干扰预定区域包括，判断无人机入侵时必经区域，将所述必经区域作为干扰预定区域。

本发明同时公开了一种无人机干扰系统，包括控制器、探测信号发射装置、干扰信号发射装置、信号接收装置；所述控制器连接所述探测信号发射装置、干扰信号发射装置，用于控制所述探测信号发射装置发射探测信号和/或控制所述干扰信号发射装置发射干扰信号；所述探测信号接收装置连接所述控制器，用于当接收到反射的预定条件的所述探测信号时，所述控制器控制所述干扰信号发射装置发射干扰信号；

所述探测信号用于检测所述预定区域是否有无人机，所述干扰信号用于干扰所述无人机与无人机控制后台的通讯。

进一步地，当所述信号接收装置未接收到反射的所述探测信号时，控制所述干扰信号发射装置停止发射干扰信号。

进一步地，根据预先获取的无人机飞行情况，选取无人机飞行频率高的区域发射探测信号。

进一步地，判断无人机入侵时必经区域，选取所述必经区域发射探测信号。

与现有技术相比，本发明的有益效果

本发明的无人机干扰方法通过预先设置探测信号发射区域、发射时间，并按此设置进行探测信号的发射，若接收到设定条件的反馈信号，则发送干扰信号对无人机通信链路进行干扰，从而避免无人机的入侵，该方案设置简单，实时性高，能够防止入侵时间较短的无人机进入保护空域，相比现有技术，本方案对设备的性能要求较低、成本较低、实时性高。

附图说明

图1所示为本发明的无人机干扰方法流程图。

图2所示为干扰强度与无人机通讯数据链路比特率的关系曲线。

图3所示为本发明的无人机干扰系统模块框图。

具体实施方式

下面结合具体实施方式对本发明作进一步的详细描述。但不应将此理解为本发明上述主题的范围仅限于以下的实施例，凡基于本发明内容所实现的技术均属于本发明的范围。

实施例1：

一种无人机干扰方法，包括以下步骤：

设置至少一个干扰预定区域，设置干扰预定时间；

根据所述预定时间，向所述预定区域发送探测信号；

判断是否接收到预定条件的反射的所述探测信号，若是，则发射干扰信号；

所述探测信号用于检测所述预定区域是否有无人机，所述干扰信号用于干扰所述无人机与无人机控制后台的通讯。

在实际实施中，干扰预定区域可以通过预先搜集的数据进行确定，例如在大型的集会场所，需要防止在集会时恐怖分子通过无人机投下爆炸物等危险物品，由于这种情况下集会区域边界是可以确定的，因此将集会区域作为干扰预定区域，在集会过程中实时向该区域发射干扰信号，而为了节省发射功率，在开始发射时只需要发射较小的探测信号，探测信号在遇到障碍之后一部分会发生反射，通过接收反射的信号判断是否有物体飞过，若是，则将发送干扰信号，从而干扰无人机与无人机控制后台的通讯，使无人机无法执行飞行任务，达到干扰拦截的目的。一般地，图2给出了干扰强度与无人机通讯数据链路比特率的关系曲线，一般比特率在20%以下能起到较好的干扰效果。对于干扰预定时间，在一般大型集会时，可设置干扰预定时间为集会的持续时间，在需要重点防护的区域，可设置全天候运行，或者在重点时间段运行，也可以通过间歇的开断，使设备持续性的进行监测。

本发明的无人机干扰方法通过预先设置探测信号发射区域、发射时间，并按此设置进行探测信号的发射，若接收到设定条件的反馈信号，则发送干扰信号对无人机通信链路进行干扰，从而避免无人机的入侵，该方案设置简单，实时性高，能够防止入侵时间较短的无人机进入保护空域，相比现有技术，本方案对设备的性能要求较低、成本较低、实时性高。

在一个具体实施方式中，当判断未接收到预定条件的反射的所述探测信号时，停止向所述预定区域发送干扰信号。在利用大功率干扰信号干扰无人机后，由于无人机无法接收指令，无人机要么自动返航，要么就地坠落，当无人机离开预定干扰区域后，此时空域无飞行物体，因此发送的探测信号不会反射或在一定时间范围内不会收到反射的探测信号，若在一定时间段内接受不到反射的探测信号时，则说明此时空域安全，则停止发射干扰信号以节省资源，并避免长时间发送大功率信号污染该空域。

所述探测信号包括声信号、光信号、射频电磁信号中的一种或多种。具体在实施中探测信号的种类不限，只要发射的信号能够被无人机反射，且反射的信号能够被接收装置接收即可。

进一步地，所述预定条件为发射的所述探测信号与反射的所述探测信号的时间差Δt＜s/v，其中1000m＜s＜3000m，v表示探测信号的传播速度，具体根据发送的探测信号种类而定。

在一个具体实施方式中，设置干扰预定区域包括，根据预先获取的无人机飞行情况，选取无人机飞行频率高的区域为干扰预定区域。在无人机入侵较为密集的场所，通过预先统计无人机入侵地点并进行记录，从多组入侵记录中得出无人机入侵较为频繁的区域作为干扰预定区域。

在一个具体实施方式中，设置干扰预定区域包括，判断无人机入侵时必经区域，将所述必经区域作为干扰预定区域。在较为封闭的区域中，无人机想要达到入侵的目的，会通过必经之路，继而在该必经之路上进行干扰。

本发明同时提供了一种无人机干扰系统，参看图3，包括控制器1、探测信号发射装置2、干扰信号发射装置3、信号接收装置4；所述控制器1连接所述探测信号发射装置2、干扰信号发射装置3，用于控制所述探测信号发射装置2发射探测信号和/或控制所述干扰信号发射装置3发射干扰信号；所述探测信号接收装置2连接所述控制器，用于当接收到反射的预定条件的所述探测信号时，所述控制器控制所述干扰信号发射装置3发射干扰信号；

所述探测信号用于检测所述预定区域是否有无人机，所述干扰信号用于干扰所述无人机与无人机控制后台的通讯。

信号发射装置可以根据控制器的需求调整发射功率的大小，信号接收装置可通过设置只接收探测信号发射装置反射的探测信号进行判断，有效滤除杂波信号的干扰。

在一个实施例中，当采用激光作为探测信号时，不同天气条件下的大气衰减和不同目标物的漫反射率，其反射功率会降低。

所以，应选择峰值功率较大的半导体激光器。因为905nm波长的激光属于红外波段，红外在雾和雨中的衰减较小，当探测范围小于15m时红外的传输减可忽略。所以选择波长为905nm 的激光发射器。本发明的示例中选择选择脉冲峰值为70W的SPL_LL90_3型激光发射器。该激光发射器内部集成有1 个MOSFET场效应管以及2个47n F电容，其外部仅需再接一个MOSFET 驱动器即可。该激光发射二极管发射脉冲频率与MOSFET 场效应管栅极的TTL 触发信号频率相同，可由MCU 控制。由于该激光发射二极管发射的激光并非单一波长，具有一定波段范围，所以其发射的激光波段不同，输出光电流大小亦不同。

此时信号接收装置同样采用激光接收器，选择光电探测器时需要考虑峰值波长、光谱响应范围、灵敏度、最小探测功率、响应时间和信噪比等因素。在输入相同光功率的情况下，APD能够产生数倍于PIN光电二极管的光生电流，从而具备更高的光电灵敏度。它具有高灵敏度、宽频带、高响应度、低噪声的特点。为减小环境杂散光对系统的干扰，提高系统信噪比本发明的示例中选用自带滤光片的 AD500-9 雪崩光电二极管，同时选择合适的光学镜头置于激光接收面前增大探测距离提高测距精度。

在一个具体实施方式中，当所述信号接收装置未接收到反射的所述探测信号时，控制所述干扰信号发射装置停止发射干扰信号。

在一个具体实施方式中，根据预先获取的无人机飞行情况，选取无人机飞行频率高的区域为所述发射区域。在无人机入侵较为密集的场所，通过预先统计无人机入侵地点并进行记录，从多组入侵记录中得出无人机入侵较为频繁的区域作为干扰预定区域。

在一个具体实施方式中，判断无人机入侵时必经区域，将所述必经区域作为所述发射区域。在较为封闭的区域中，无人机想要达到入侵的目的，会通过必经之路，继而在该必经之路上进行干扰。

通过本发明的这种方式能够有效的提高拦截速度，尤其对于速度飞行速度较快的无人机拦截性能更好。

上面结合附图对本发明的具体实施方式进行了详细说明，但本发明并不限制于上述实施方式，在不脱离本申请的权利要求的精神和范围情况下，本领域的技术人员可以作出各种修改或改型。

Claims (10)

1.一种无人机干扰方法，其特征在于，包括以下步骤：

设置至少一个干扰预定区域，设置干扰预定时间；

根据所述预定时间，向所述预定区域发送探测信号；

判断是否接收到预定条件的反射的所述探测信号，若是，则发射干扰信号；

所述探测信号用于检测所述预定区域是否有无人机，所述干扰信号用于干扰所述无人机与无人机控制后台的通讯。

2.根据权利要求1所述的无人机干扰方法，其特征在于，当判断未接收到预定条件的反射的所述探测信号时，停止向所述预定区域发送干扰信号。

3.根据权利要求1所述的无人机干扰方法，其特征在于，所述探测信号包括声信号、光信号、射频电磁信号中的一种或多种。

4.根据权利要求1所述的无人机干扰方法，其特征在于，所述预定条件为发射的所述探测信号与反射的所述探测信号的时间差Δt＜s/v，其中1000m＜s＜3000m，v表示探测信号的传播速度。

5.根据权利要求1或2所述的无人机干扰方法，其特征在于，设置干扰预定区域包括，根据预先获取的无人机飞行情况，选取无人机飞行频率高的区域为干扰预定区域。

6.根据权利要求1或2所述的无人机干扰方法，其特征在于，设置干扰预定区域包括，判断无人机入侵时必经区域，将所述必经区域作为干扰预定区域。

7.一种无人机干扰系统，其特征在于，包括控制器、探测信号发射装置、干扰信号发射装置、信号接收装置；所述控制器连接所述探测信号发射装置、干扰信号发射装置，用于控制所述探测信号发射装置发射探测信号和/或控制所述干扰信号发射装置发射干扰信号；所述探测信号接收装置连接所述控制器，用于当接收到反射的预定条件的所述探测信号时，所述控制器控制所述干扰信号发射装置发射干扰信号；

所述探测信号用于检测所述预定区域是否有无人机，所述干扰信号用于干扰所述无人机与无人机控制后台的通讯。

8.根据权利要求7所述的无人机干扰系统，其特征在于，当所述信号接收装置未接收到反射的所述探测信号时，控制所述干扰信号发射装置停止发射干扰信号。

9.根据权利要求7或8所述的无人机干扰系统，其特征在于，根据预先获取的无人机飞行情况，选取无人机飞行频率高的区域发射探测信号。

10.根据权利要求7或8所述的无人机干扰系统，其特征在于，判断无人机入侵时必经区域，选取所述必经区域发射探测信号。