CN108050893A - 一种单兵便携式无人机反制器 - Google Patents

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文勇
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Abstract

本发明涉及一种单兵便携式无人机反制器，其包括反制器本体、瞄准镜、发射天线、射频信号发生模块和电源装置；所述反制器本体采用枪型结构，位于所述枪型结构的枪管后部上方位置处设置有所述瞄准镜，位于所述枪型结构的枪管前端设置有所述发射天线；位于所述枪型结构的枪管下部设置有所述射频信号发生模块和电源装置，所述射频信号发生模块与所述发射天线连接，且所述射频信号发生模块由所述电源装置供电。本发明操作简单，相关人员经过简单培训后即可进行操作,轻便易携带，有效功率高，干扰距离大，可干扰1‑2km以内的各类型无人机。

Description

一种单兵便携式无人机反制器
技术领域
本发明涉及一种无人机反制器，特别是关于一种单兵便携式无人机反制器。
背景技术
根据美国消费电子协会预测，2017年，全球民用微型无人机销售达到20亿美元，销量将突破100万架，正式进入应用泛滥时期，而利用无人机进行入侵破坏的事件也呈现爆发式增长。微型无人机价格便宜、操作门槛低、体积微小、机动灵活，可以轻易穿越周界，引起人员恐慌、破坏重要设施。根据中国国家空管委规划，力争几年内实现真高1000米以下的低空及300米以下超低空开放向全国推广，届时民用微型无人机将进一步泛滥，防护需求迫在眉睫。
无人机最大问题是“黑飞”，“飞行员”没有资格证。2015年《中国民航驾驶员发展年度报告》就指出，去年我国无人机驾驶员合格证总数仅为2142个。实际上，我国无人机有两万架以上，飞行操作人员数字远远超过2142个，“黑飞”现象严重，存在引发安全事故巨大风险，民航局在2016年开始着力打击无人机黑飞问题，但随着无人机越来越多的进入普通家庭市场，效果尚未得到有效显现。
因此，针对上述问题，目前市场上主要有以下几种反制防御措施：1、干扰阻断类。向目标无人机发射定向的大功率干扰射频，切断无人机与遥控器之间的通讯，从而迫使无人机自行降落或者返航。2、直接摧毁类。直接将目标无人机击落，包括使用激光武器、无人机反制无人机的方式，主要用于军事领域。3、检测控制类。借助阻截无人机使用的传输代码，进而控制无人机，甚至引导其返航。
基于第一种和第三种反制防御措施，市面上的主流产品有：
1、无人机反制枪。如单兵低空无人机反制系统，这种无人机反制系统不会击毁或者损坏无人机，其主要工作原理是干扰阻断无人机的飞控系统、信号传输系统、使无人机实现垂直着陆或自动返航。但无人机反制枪存在以下的问题：对操作人员的射击技巧有一定要求；需要在开阔地带使用，避免无人机降落时损坏建筑物或者误伤行人，限制了使用范围；由于只是阻断无人机的飞控系统和信号传输系统，所以无法确定无人机的降落地点以及无人机的所有者。
2、无人机捕获器。同无人机反制枪类似，但是通过打出大网来捕获无人机，网的发送装置可是枪，也可以是无人机。目前市面上无人机捕获器也存在一些问题：对捕获时机要求高，要求无人机飞的低，操作人员站的高，这样大大限制了使用范围；2需要在开阔的环境中使用；捕获的成功率不是特别高。
3、无人机自动侦测防御打击系统。这种设备较无人机反制枪更加先进。无线电侦测测向子系统对非法入侵无人机进行自动搜索、发现、识别和测向，同时启动光电侦测跟踪子系统对目标进行光学确认、定位并锁定跟踪，最后启动无线电干扰子系统对无人机测控和导航信号进行强电干扰阻断，迫使无人机降落或返航。但无人机自动侦测防御打击系统使用存在以下问题：成本过高导致使用范围较小；由于需要不间断开启雷达监测，可能会造成电磁污染；维护成本高。因此该系统无法大量推入市场。
发明内容
针对上述问题，本发明的目的是提供一种单兵便携式无人机反制器，其操作简单、便于携带，且维护成本较低。
为实现上述目的，本发明采取以下技术方案：一种单兵便携式无人机反制器，其特征在于：它包括反制器本体、瞄准镜、发射天线、射频信号发生模块和电源装置；所述反制器本体采用枪型结构，位于所述枪型结构的枪管后部上方位置处设置有所述瞄准镜，位于所述枪型结构的枪管前端设置有所述发射天线；位于所述枪型结构的枪管下部设置有所述射频信号发生模块和电源装置，所述射频信号发生模块与所述发射天线连接，且所述射频信号发生模块由所述电源装置供电。
进一步，所述瞄准镜内设置有夜视灯，所述瞄准镜上设置有与所述夜视灯连接的夜视灯开关，所述瞄准镜后部设置有瞄准镜距离调节端。
进一步，所述射频信号发生模块和电源装置包括壳体，以及设置在所述壳体内的1575MHz射频发射模组、5800MHz射频发射模组、2400MHz射频发射模组和电池；位于所述壳体外侧设置有与所述1575MHz射频发射模组连接的1575MHz模组单开关，与所述5800MHz射频发射模组连接的5800MHz模组单开关，与所述2400MHz射频发射模组连接的2400MHz模组单开关，以及与所述电池连接的电源充电接口，所述电池与所述1575MHz射频发射模组、5800MHz射频发射模组、2400MHz射频发射模组和夜视灯连接；位于所述壳体内侧壁设置有与所述电池连接的电量显示屏；位于所述壳体外侧壁设置有与所述1575MHz射频发射模组连接的1575MHz发射天线接口端，与所述5800MHz射频发射模组连接的5800MHz发射天线接口端，以及与所述2400MHz射频发射模组连接的2400MHz发射天线接口端。
进一步，所述发射天线包括外置的第一八木定向天线、外置的第二八木定向天线和一个集成的八木定向天线；所述外置的第一八木定向天线和外置的第二八木定向天线平行设置，位于所述反制器本体两侧；所述外置的第一八木定向天线通过线缆和1575MHz发射天线接口端与所述1575MHz射频发射模组连接；所述集成的八木定向天线通过线缆和5800MHz发射天线接口端与所述5800MHz射频发射模组连接；所述外置的第二八木定向天线通过线缆和2400MHz发射天线接口端与所述2400MHz射频发射模组连接。
进一步，所述枪型结构的扳机处设置为电源总开关。
进一步，所述电源总开关与所述电池和1575MHz射频发射模组、5800MHz射频发射模组、2400MHz射频发射模组连接。
进一步，所述射频信号发生模块和电源装置的具体电路结构包括FBGA数字控制器、5800MHz干扰信号发生器、GPS信号发生器、WiFi信号发生器、信号处理器、射频一级放大器、射频二级放大器和射频三级放大器；所述FBGA数字控制器和各信号发生器均由所述电池供电；所述FBGA数字控制器用于控制各信号发生器、信号处理器和放大器工作；所述FBGA数字控制器用于产生不同频率和波形的数字信号，并分别将不同的数字信号发送到各个信号发生器内；在各信号发生器内，将接收到的相应数字信号转换为模拟信号，进而产生相应的频段信号，并经由所述信号处理器、射频一级放大器、射频二级放大器和射频三级放大器处理后发出。
进一步，所述5800MHz干扰信号发生器输出的频率为5800MHz的射频信号，经所述信号处理器处理后，依次经所述射频一级放大器、射频二级放大器和射频三级放大器进行三级放大后，由所述集成的八木定向天线将该射频信号发出，进而影响无人机的正常工作。
进一步，所述GPS信号发生器输出的频率为1575MHz的射频信号，经所述信号处理器处理后，依次经所述射频一级放大器、射频二级放大器和射频三级放大器进行三级放大后，由所述外置的第一八木定向天线将该射频信号发出，进而干扰无人机定位。
进一步，所述WiFi信号发生器输出的频率为2.4GHz的射频信号，经所述信号处理器处理后，依次经所述射频一级放大器、射频二级放大器和射频三级放大器进行三级放大后，由所述外置的第二八木定向天线发出，用于干扰无人机操作者对无人机的遥控。
本发明由于采取以上技术方案，其具有以下优点：1、本发明操作简单，相关人员经过简单培训后即可进行操作。2、本发明轻便易携带，有效功率高，干扰距离大，可干扰1-2km以内的各类型无人机。3、本发明设置有内置电池，续航时间长，可持续工作90分钟。4、本发明具有一定程度的防雨雪功能，可以在室外雨、雪、大风等恶劣环境下使用。5、本发明维保成本低，可大量生产并用于特定区域无人机防护。
附图说明
图1是本发明的结构示意图。
图2是本发明的射频信号发生原理示意图。
具体实施方式
在本发明的描述中，需要理解的是，术语“上”、“下”“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作；“第一”、“第二”等并不表示安装顺序或重要程度，仅是为了便于描述本发明和简化描述，因此不能理解为对本发明的限制。下面结合附图和实施例对本发明进行详细的描述。
如图1所示，本发明提供一种单兵便携式无人机反制器，其包括反制器本体1、瞄准镜2、发射天线3、射频信号发生模块4和电源装置5。反制器本体1采用枪型结构，位于枪型结构的枪管后部上方位置处设置有瞄准镜2，位于枪型结构的枪管前端设置有发射天线3。位于枪型结构的枪管下部设置有射频信号发生模块4和电源装置5，射频信号发生模块4与发射天线3连接，且射频信号发生模块4由电源装置5供电。
上述实施例中，瞄准镜2内设置有夜视灯(图中未示出)，在瞄准镜2上设置有与夜视灯连接的夜视灯开关6，并在瞄准镜2后部设置有瞄准镜距离调节端7。使用时，瞄准镜2通用光学透镜成像，将目标影像和瞄准线重叠在同一个聚焦平面上，即使用户眼睛稍有偏移也不会影响瞄准点。这样可以更加准确的定位目标无人机。同时，根据目标无人机距离的不同，可以通过瞄准镜距离调节端的调节，使用不同的倍数，从而实现在不同距离的情况下对目标无人机的精确打击。为了方便在不同环境条件下使用，通过夜视灯开关6可以开启夜视功能，这样可以使瞄准镜2在弱光照条件和夜间的情况下依旧具备瞄准能力。
上述各实施例中，射频信号发生模块4和电源装置5包括壳体8，以及设置在壳体8内的1575MHz射频发射模组9、5800MHz射频发射模组10、2400MHz射频发射模组11和电池12。位于壳体8外侧设置有与1575MHz射频发射模组9连接的1575MHz模组单开关13，与5800MHz射频发射模组10连接的5800MHz模组单开关14，与2400MHz射频发射模组11连接的2400MHz模组单开关15，以及与电池12连接的电源充电接口16，电池12与1575MHz射频发射模组9、5800MHz射频发射模组10、2400MHz射频发射模组11和夜视灯连接，进行供电；其中，1575MHz射频发射模组9的信号产生可由1575MHz模组单开关13独立控制，5800MHz模组单开关14可以独立控制5800MHz射频发射模组10的信号的产生，2400MHz射频发射模组11由2400MHz模组单开关15独立控制。位于壳体8内侧壁(即靠近枪型结构的枪把一侧)还设置有与电池12连接的电量显示屏17，可以让用户直观的看到所剩电量，当电池12电量耗尽时，可以通过外置的充电装置通过电源充电接口16为电池12充电。位于壳体8外侧壁(即靠近发射天线3一侧)设置有与1575MHz射频发射模组9连接的1575MHz发射天线接口端18，与5800MHz射频发射模组10连接的5800MHz发射天线接口端19，以及与2400MHz射频发射模组11连接的2400MHz发射天线接口端20。
上述各实施例中，发射天线3包括外置的第一八木定向天线21、外置的第二八木定向天线和一个集成的八木定向天线22；外置的第一八木定向天线21和外置的第二八木定向天线平行设置，位于反制器本体两侧。外置的第一八木定向天线21通过线缆和1575MHz发射天线接口端18与1575MHz射频发射模组9连接；1575MHz射频发射模组9产生的频率为1575MHz的射频信号，通过与1575MHz发射天线接口端18连接的线缆传输到外置的第一八木定向天线21进行发射，进而干扰无人机的定位。集成的八木定向天线22通过线缆和5800MHz发射天线接口端19与5800MHz射频发射模组10连接；5800MHz射频发射模组10可以产生频率为5800MHz的射频信号，并通过集成的八木定向天线22发射出去，从而阻断目标无人机的视频传输，干扰无人机的正常工作。外置的第二八木定向天线通过线缆和2400MHz发射天线接口端20与2400MHz射频发射模组11连接；2400MHz射频发射模组11可以产生频率为2.4GHz的WiFi信号，由2400MHz射频发射模组11产生的WiFi信号可以通过外置的第二八木定向天线发射，干扰目标无人机的遥控信号。
上述各实施例中，枪型结构的扳机处设置为电源总开关23，电源总开关23与电池12和1575MHz射频发射模组9、5800MHz射频发射模组10、2400MHz射频发射模组11连接，用于控制电池12对三个射频发射模组供电。使用时，按下电源总开关23，电池12开始供电，此时按下射频发射模组的相应单开关，可产生相应的射频信号。若没有开启电源总开关23，则电池12不供电，此时射频发射模组的单开关也会失效。
上述各实施例中，如图2所示，射频信号发生模块4和电源装置5的具体电路结构包括FBGA数字控制器、5800MHz干扰信号发生器、GPS信号发生器、WiFi信号发生器、信号处理器、射频一级放大器、射频二级放大器和射频三级放大器；FBGA数字控制器和各信号发生器均由电池12供电。FBGA数字控制器用于控制各信号发生器、信号处理器和放大器工作，起到总控作用。FBGA数字控制器用于产生不同频率和波形的数字信号，并分别将不同的数字信号发送到各个信号发生器内；在各信号发生器内，将接收到的相应数字信号转换为模拟信号，进而产生相应的频段信号，并经由信号处理器、射频一级放大器、射频二级放大器和射频三级放大器处理后发出。
5800MHz干扰信号发生器输出的频率为5800MHz的射频信号，经信号处理器处理后，依次经射频一级放大器、射频二级放大器和射频三级放大器进行三级放大后，由集成的八木定向天线22将该射频信号发出；5800MHz的频率为无人机的图像传输频率，因而该射频信号可以干扰无人机的图像传输，进而影响无人机的正常工作。GPS信号发生器输出的频率为1575MHz的射频信号，经信号处理器处理后，依次经射频一级放大器、射频二级放大器和射频三级放大器进行三级放大后，由外置的第一八木定向天线21将该射频信号发出，进而干扰无人机定位。WiFi信号发生器输出的频率为2.4GHz的射频信号，经信号处理器处理后，依次经射频一级放大器、射频二级放大器和射频三级放大器进行三级放大后，由外置的第二八木定向天线发出，用于干扰无人机操作者对无人机的遥控。
综上所述，本发明在使用时，射频信号发生模块4内的1575MHz射频发射模组9、5800MHz射频发射模组10和2400MHz射频发射模组11可以进行组合工作，将所有射频发射模组的单开关打开，进而击落目标无人机。打开2400MHz模组单开关15和5800MHz模组单开关14，发射频率为2400MHz(WiFi)的信号和5800MHz的信号，干扰无人机的遥控信号，迫使无人机返航。若只发射频率为5800MHz干扰信号，可以阻断无人机的图像传输；若只打开1575MHz模组单开关13，则只发射GPS干扰信号，会影响无人机的实时定位，从而迫使无人机原地降落。
上述各实施例仅用于说明本发明，其中各部件的结构、连接方式和制作工艺等都是可以有所变化的，凡是在本发明技术方案的基础上进行的等同变换和改进，均不应排除在本发明的保护范围之外。

Claims (10)

1.一种单兵便携式无人机反制器，其特征在于：它包括反制器本体、瞄准镜、发射天线、射频信号发生模块和电源装置；所述反制器本体采用枪型结构，位于所述枪型结构的枪管后部上方位置处设置有所述瞄准镜，位于所述枪型结构的枪管前端设置有所述发射天线；位于所述枪型结构的枪管下部设置有所述射频信号发生模块和电源装置，所述射频信号发生模块与所述发射天线连接，且所述射频信号发生模块由所述电源装置供电。
2.如权利要求1所述的一种单兵便携式无人机反制器，其特征在于：所述瞄准镜内设置有夜视灯，所述瞄准镜上设置有与所述夜视灯连接的夜视灯开关，所述瞄准镜后部设置有瞄准镜距离调节端。
3.如权利要求1所述的一种单兵便携式无人机反制器，其特征在于：所述射频信号发生模块和电源装置包括壳体，以及设置在所述壳体内的1575MHz射频发射模组、5800MHz射频发射模组、2400MHz射频发射模组和电池；位于所述壳体外侧设置有与所述1575MHz射频发射模组连接的1575MHz模组单开关，与所述5800MHz射频发射模组连接的5800MHz模组单开关，与所述2400MHz射频发射模组连接的2400MHz模组单开关，以及与所述电池连接的电源充电接口，所述电池与所述1575MHz射频发射模组、5800MHz射频发射模组、2400MHz射频发射模组和夜视灯连接；位于所述壳体内侧壁设置有与所述电池连接的电量显示屏；位于所述壳体外侧壁设置有与所述1575MHz射频发射模组连接的1575MHz发射天线接口端，与所述5800MHz射频发射模组连接的5800MHz发射天线接口端，以及与所述2400MHz射频发射模组连接的2400MHz发射天线接口端。
4.如权利要求3所述的一种单兵便携式无人机反制器，其特征在于：所述发射天线包括外置的第一八木定向天线、外置的第二八木定向天线和一个集成的八木定向天线；所述外置的第一八木定向天线和外置的第二八木定向天线平行设置，位于所述反制器本体两侧；所述外置的第一八木定向天线通过线缆和1575MHz发射天线接口端与所述1575MHz射频发射模组连接；所述集成的八木定向天线通过线缆和5800MHz发射天线接口端与所述5800MHz射频发射模组连接；所述外置的第二八木定向天线通过线缆和2400MHz发射天线接口端与所述2400MHz射频发射模组连接。
5.如权利要求3或4所述的一种单兵便携式无人机反制器，其特征在于：所述枪型结构的扳机处设置为电源总开关。
6.如权利要求5所述的一种单兵便携式无人机反制器，其特征在于：所述电源总开关与所述电池和1575MHz射频发射模组、5800MHz射频发射模组、2400MHz射频发射模组连接。
7.如权利要求3或4所述的一种单兵便携式无人机反制器，其特征在于：所述射频信号发生模块和电源装置的具体电路结构包括FBGA数字控制器、5800MHz干扰信号发生器、GPS信号发生器、WiFi信号发生器、信号处理器、射频一级放大器、射频二级放大器和射频三级放大器；所述FBGA数字控制器和各信号发生器均由所述电池供电；所述FBGA数字控制器用于控制各信号发生器、信号处理器和放大器工作；所述FBGA数字控制器用于产生不同频率和波形的数字信号，并分别将不同的数字信号发送到各个信号发生器内；在各信号发生器内，将接收到的相应数字信号转换为模拟信号，进而产生相应的频段信号，并经由所述信号处理器、射频一级放大器、射频二级放大器和射频三级放大器处理后发出。
8.如权利要求7所述的一种单兵便携式无人机反制器，其特征在于：所述5800MHz干扰信号发生器输出的频率为5800MHz的射频信号，经所述信号处理器处理后，依次经所述射频一级放大器、射频二级放大器和射频三级放大器进行三级放大后，由所述集成的八木定向天线将该射频信号发出，进而影响无人机的正常工作。
9.如权利要求7所述的一种单兵便携式无人机反制器，其特征在于：所述GPS信号发生器输出的频率为1575MHz的射频信号，经所述信号处理器处理后，依次经所述射频一级放大器、射频二级放大器和射频三级放大器进行三级放大后，由所述外置的第一八木定向天线将该射频信号发出，进而干扰无人机定位。
10.如权利要求7所述的一种单兵便携式无人机反制器，其特征在于：所述WiFi信号发生器输出的频率为2.4GHz的射频信号，经所述信号处理器处理后，依次经所述射频一级放大器、射频二级放大器和射频三级放大器进行三级放大后，由所述外置的第二八木定向天线发出，用于干扰无人机操作者对无人机的遥控。
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