CN108459352A - 无人机探测和驱赶系统 - Google Patents

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王磊
谭艺
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    • G01V3/12—Electric or magnetic prospecting or detecting; Measuring magnetic field characteristics of the earth, e.g. declination, deviation operating with electromagnetic waves
    • H—ELECTRICITY
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    • H01Q1/00—Details of, or arrangements associated with, antennas
    • H01Q1/36—Structural form of radiating elements, e.g. cone, spiral, umbrella; Particular materials used therewith
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Abstract

本发明提供一种无人机探测和驱赶系统，其特征在于包括：多个天线在方位上排成环状而构成的圆形天线阵；以及依序接通的所述圆形天线阵的各天线的天线用电子开关，通过依序接通所述圆形天线阵的天线，使所述天线向空间发射电磁波脉冲信号，当收到所述电磁波脉冲信号的回波信号时，根据所述回波信号判断是否为无人机接近，当判定为无人机接近时，由所述天线发射干扰信号进行驱离。

Description

无人机探测和驱赶系统
技术领域
本发明涉及一种无人机技术领域，特别是涉及一种基于电子开关的无人机探测与驱赶系统及方法。
背景技术
随着消费级无人机的迅速普及，无人机从高端大气上档次的军用设备，变成了人人都买得起的大玩具。虽然在载荷能力、航程和有效滞空时间上与军用设备有较大差距，但是能够实现一定载荷的运输、特定区域的拍摄、监视等。因此，为了保密、安全的需要，有必要在特定区域设置禁飞区或进行监视，有效地防止无人机的不正当使用。
此外，各国也纷纷开始制定相关的法律法规来规范无人机的使用。但是想要维护法律，就必须把这些违规的无人机捕捉下来。各国想出的方法是五花八门，比如在一架大无人机身上挂张捕捉网，准备像拖网渔船一样来抓捕小无人机；也有从地面往天上发射一张大网，将无人机网下来；甚至还有训练老鹰来抓捕无人机的。这些方法要么太麻烦；要么太危险(高空坠物)；要么太异想天开。
为此人们期待一种能够有效地探测无人机并进行干扰的方法及系统。
发明内容
本发明想要解决的技术问题是提供一种无人机探测和驱赶系统及方法，以有效地探测无人机并进行干扰而使无人机迫降或自动返航。
为解决上述技术问题，本发明采用的技术方案是：
一种无人机探测和驱赶系统，其特征在于包括：多个天线在方位上排成环状而构成的圆形天线阵；以及依序接通的所述圆形天线阵的各天线的天线用电子开关，通过依序接通所述圆形天线阵的天线，使所述天线向空间发射电磁波脉冲信号，当收到所述电磁波脉冲信号的回波信号时，根据所述回波信号判断是否为无人机接近，当判定为无人机接近时，由所述天线发射干扰信号进行驱离。
依据本发明，能够以简单的结构容易发现无人机，并可对该无人机进行迫降或自动返航。
此外，优选所述圆形天线阵中的天线采用分时工作方式。由此，可以对系统周边全方位进行侦测。
此外，所述圆形天线阵中的天线的每个天线优选为微带天线。
此外，所述天线用开关优选为微波开关。
此外，优选根据所述回波信号判断被探测物体的距离、速度、航向信息，由此判断是否为无人机接近。
另外，本发明提供一种无人机探测和驱赶方法，其特征在于：利用天线用电子开关依序接通多个天线在方位上排成环状而构成的圆形天线阵的天线，使所述天线向空间发射电磁波脉冲信号，当收到所述电磁波脉冲信号的回波信号时，根据所述回波信号判断是否为无人机接近，当判定为无人机接近时，由所述天线发射干扰信号进行驱离。
依据本发明，利用由多个天线构成圆形天线阵，代替传统的带伺服机构的天线扫描系统；并利用天线用电子开关，依序接通天线，完成空间探测扫描；探测到目标后，目标信息交给发射天线，探测扫描继续，实现边扫描、边探测系统，可同时探测干扰多个目标。由此，本发明结构简单，容易操作，只要在非合作目标的无人机禁飞领域内，放置好该设备，即可对无人机进行迫降或自动返航。
附图说明
图1是本发明涉及的无人机探测和驱赶系统的结构框图；
图2是本发明涉及的无人机探测和驱赶方法的原理图。
具体实施方式
以下，结合附图，对本发明的基于电子开关的无人机探测和驱赶系统及方法进行详细说明。
图1示出本发明涉及的无人机探测和驱赶系统的结构框图。
如图1所示，本发明的无人机探测和驱赶系统包括：多个天线1#、2#、3#…N#在方位上排成环状而构成的圆形天线阵；以及依序接通的所述圆形天线阵的各天线的天线用电子开关10。多个天线1#、2#、3#…N#可以采用微带天线，另外可以采用分时工作方式，从而可以对系统周边全方位进行侦测。本发明中，这种方法不需要使用伺服驱动机构、汇流环等设备，使系统工作更加稳定可靠。圆形天线阵在方位上的覆盖360度，在俯仰上覆盖－5度到+25度。
天线用电子开关10可以采用常用的微波开关。对于圆形天线阵中的每个天线按方位排列位置依次编号，使天线用电子开关10依序接通天线。系统(控制部15)刚开始工作时，把所有天线都与系统中其它单元断开连接；然后，按编号顺序依次控制天线用电子开关10，把特定编号的一个天线连接到发射部14、接收部12等单元；完成检测工作后，系统再次控制天线用电子开关10，把当前工作的天线断开连接，并把下一个编号的天线连接到发射部14、接收部12等单元，进行检测工作。依次类推，循环往复。
控制部15使天线用电子开关10依序接通所述圆形天线阵的天线，并控制发射部14经由转换部11以及接通的该天线向空间发射电磁波脉冲信号，当该电磁波脉冲信号的探测空间有物体时，物体会反射电磁波脉冲信号，从物体反射回来的电磁波脉冲信号称为回波信号。接收部12接收该回波信号，根据回波信号的强度判定被探测物是否为可疑飞行物，若为可疑飞行物，则可以启动识别部13进行进一步判定是否为无人机。另外根据回波信号得到被探测物的距离、速度、航向等信息，据此判断是否有无人机接近。如果被探测物的航向不是保护区域的，就继续探测，而飞向保护区域则启动识别部13如摄像机等，进一步查看是否为无人机，如果确定为无人机，控制部15使干扰部16经由天线发射干扰信号，使该无人机迫降或自动返航。
此外，也可以设计成：根据回波信号，当判定被探测物的大小为特定大小以上时，启动识别部13或者发出警报，使操作人员确认是否为无人机。警报的发出可以采用能够引起人们注意的，如监视器闪烁、启动蜂鸣器等方式。
另外，本发明的无人机探测和驱赶系统可以同时探测多个飞行物，并且也可以同时干扰多个无人机。
此外，本发明还提供一种无人机探测和驱赶方法。图2示出本发明涉及的无人机探测和驱赶方法的原理图。
如图2所示，本发明的基于电子开关的无人机探测和驱赶方法，利用天线用电子开关10依序接通多个天线1#、2#、3#…N#在方位上排成环状而构成的圆形天线阵的天线，使所述天线向空间发射电磁波脉冲信号进行空间探测扫描，当收到所述电磁波脉冲信号的回波信号时，根据所述回波信号判断是否为无人机接近，当判定为无人机接近时，由所述天线发射干扰信号进行无人机迫降或无人机自动返航。如果没有探测到无人机接近，则在该天线连接时间内完成对其覆盖空域内是否有目标进行检测后即可切换到下一个天线继续探测工作，循环往复。
通过本发明，只要电子开关打开，无论在无人机禁飞领域内是否有无人机飞行目标，圆形天线阵都一直在该领域内进行探测。另外，发现无人机，则将无人机飞行目标信息发送给发射天线，由发射天线进行干扰迫降或自动返航。而且，可以在无人机禁飞领域内同时发现多个无人机飞行目标，同时处理多个无人机迫降或自动返航情况，同时还在该领域内同时一直进行探测是否还有其他无人机侵入。
以上所述仅为本发明的实施方式，并非因此限制本发明的专利范围，凡是利用本发明说明书及附图内容所作的等效结构或等效流程变换，或直接或间接运用在其他相关的技术领域，均同理包括在本发明的专利保护范围。

Claims (10)

1.一种无人机探测和驱赶系统，其特征在于包括：多个天线在方位上排成环状而构成的圆形天线阵；以及依序接通的所述圆形天线阵的各天线的天线用电子开关，通过依序接通所述圆形天线阵的天线，使所述天线向空间发射电磁波脉冲信号，当收到所述电磁波脉冲信号的回波信号时，根据所述回波信号判断是否为无人机接近，当判定为无人机接近时，由所述天线发射干扰信号进行驱离。
2.根据权利要求1所述的无人机探测和驱赶系统，其特征在于：所述圆形天线阵中的天线采用分时工作方式。
3.根据权利要求1或2所述的无人机探测和驱赶系统，其特征在于：所述圆形天线阵中的天线的每个天线为微带天线。
4.根据权利要求1或2所述的无人机探测和驱赶系统，其特征在于：所述天线用开关为微波开关。
5.根据权利要求1或2所述的无人机探测和驱赶系统，其特征在于：根据所述回波信号判断被探测物体的距离、速度、航向信息，由此判断是否为无人机接近。
6.一种无人机探测和驱赶方法，其特征在于：利用天线用电子开关依序接通多个天线在方位上排成环状而构成的圆形天线阵的天线，使所述天线向空间发射电磁波脉冲信号，当收到所述电磁波脉冲信号的回波信号时，根据所述回波信号判断是否为无人机接近，当判定为无人机接近时，由所述天线发射干扰信号进行驱离。
7.根据权利要求6所述的无人机探测和驱赶方法，其特征在于：所述圆形天线阵中的天线采用分时工作方式。
8.根据权利要求6或7所述的无人机探测和驱赶方法，其特征在于：所述圆形天线阵中的天线的每个天线为微带天线。
9.根据权利要求6或7所述的无人机探测和驱赶方法，其特征在于：所述天线用开关为微波开关。
10.根据权利要求6或7所述的无人机探测和驱赶方法，其特征在于：根据所述回波信号判断被探测物体的距离、速度、航向信息，由此判断是否为无人机接近。
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