CN112346043A - 一种基于频谱识别的无人机侦测方法与装置 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种基于频谱识别的无人机侦测方法与装置，涉及无人机侦测技术领域，为解决现有技术中的现有的城市政府为了防止一些商业机密的泄漏会在城市商业区周围划分处禁空区，禁止除军用无人机外的任何无人机进入，但是在商业区周围会有其他无线电信号干扰到区域内无人机的侦测的问题。所述电源安装基座的顶部设置有组装套轴，且组装套轴与电源安装基座通过螺栓连接，所述组装套轴的上方设置有中心轴座，且中心轴座与组装套轴固定连接，所述中心轴座的上方设置有中心轴柱，且中心轴柱贯穿中心轴座延伸至电源安装基座的内部，所述中心轴柱中段的外侧设置有环形无线侦测雷达，所述心轴柱的顶部设置有电控旋转轴。

Description

一种基于频谱识别的无人机侦测方法与装置
技术领域
本发明涉及无人机侦测技术领域，具体为一种基于频谱识别的无人机侦测方法与装置。
背景技术
随着无人机技术逐渐成熟，制造成本和进入门槛降低，消费级无人机市场已经爆发，而民用无人机市场处于爆发前夜。国家对民用无人机还没有形成权威的技术质量标准，这无形中拉低了国内民用无人机竞争门槛和性能保障。而对于一些无人机的使用者来说，由于起飞审批不明确，无人机被迫陷入“黑飞”的尴尬境界。随着民用无人机市场的高速发展，城市低空防御系统需求越来越紧迫。
但是，现有的城市政府为了防止一些商业机密的泄漏会在城市商业区周围划分处禁空区，禁止除军用无人机外的任何无人机进入，但是在商业区周围会有其他无线电信号干扰到区域内无人机的侦测；因此，不满足现有的需求，对此我们提出了一种基于频谱识别的无人机侦测方法与装置。
发明内容
本发明的目的在于提供一种基于频谱识别的无人机侦测方法与装置，以解决上述背景技术中提出的现有的城市政府为了防止一些商业机密的泄漏会在城市商业区周围划分处禁空区，禁止除军用无人机外的任何无人机进入，但是在商业区周围会有其他无线电信号干扰到区域内无人机的侦测的问题。
为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：一种基于频谱识别的无人机侦测装置，包括电源安装基座，所述电源安装基座的顶部设置有组装套轴，且组装套轴与电源安装基座通过螺栓连接，所述组装套轴的上方设置有中心轴座，且中心轴座与组装套轴固定连接，所述中心轴座的上方设置有中心轴柱，且中心轴柱贯穿中心轴座延伸至电源安装基座的内部，所述中心轴柱中段的外侧设置有环形无线侦测雷达，所述心轴柱的顶部设置有电控旋转轴，且电控旋转轴与中心轴柱转动连接，所述电控旋转轴与环形无线侦测雷达之间设置有分区阻断盘，且分区阻断盘与中心轴柱通过螺栓连接，所述电控旋转轴的顶部设置有雷达支架，且雷达支架与电控旋转轴通过螺栓连接，所述雷达支架的两侧均设置有单频无线侦测雷达，且单频无线侦测雷达设置为倾斜式结构。
优选的，所述电源安装基座的一侧设置有蓄能箱体，且蓄能箱体的外表面设置有太阳能板件，所述组装套轴的两侧均设置有数据端口盖板，且数据端口盖板与组装套轴通过卡槽连接。
优选的，所述环形无线侦测雷达的外表面设置有弧形探测面，且弧形探测面的上下两端均设置有雷达封盖，所述雷达封盖的外表面设置有转接端口。
优选的，所述雷达支架的顶部设置有高空警示灯，且高空警示灯与雷达支架通过螺栓连接。
优选的，所述单频无线侦测雷达的输出端与高频无线波段模块的输入端连接，所述环形无线侦测雷达的输出端与中频无线波段模块和低频无线波段模块的输入端连接。
优选的，所述高频无线波段模块、中频无线波段模块和低频无线波段模块的输出端与频段转换输送模块的输入端连接，所述频段转换输送模块的输出端与频段筛选滤除模块的输入端连接，且常规波频数据终端的输出端与频段筛选滤除模块的输入端连接，所述频段筛选滤除模块的输出端与特殊频段追踪模块的输入端连接，所述特殊频段追踪模块的输出端与三轴地图坐标模块和传导速度测量模块的输入端连接，且三轴地图坐标模块的输入端与坐标角度方位模块的输出端连接。
优选的，所述频段转换输送模块包括无线信号接收器、波频信号放大器和A\D转换器，所述无线信号接收器的输出端与波频信号放大器的输入端连接，且波频信号放大器的输出端与A\D转换器的输入端连接，所述A\D转换器的型号为2DI150D-050A。
一种基于频谱识别的无人机侦测方法，包括如下步骤：
步骤一：选择商业禁空区的范围内的圆心处的一座高楼，将将带有中心轴座6的电源安装基座安装在该处楼顶；
步骤二：随后将环形无线侦测雷达安装在中心轴柱的中段区域，再将分区阻断盘9安装在环形无线侦测雷达的上方，最后将单频无线侦测雷达10安装在中心轴柱的顶端；
步骤三：安装完毕后，启动环形无线侦测雷达和单频无线侦测雷达10，并对侦测范围以及空间区域进行设定；
步骤四：环形无线侦测雷达可以对范围内的低空和中空环境中的波频进行侦测，其侦测频段数值分别为430M～440M、2.4G～2.4835G和5.725G～5.850GHZ；
步骤五：单频无线侦测雷达则只对高空环境中的波频进行侦测，其侦测频段数值分别为2.4G～2.4835G和5.725G～5.850GHZ；
步骤六：雷达会将所有检测到的波频数据汇总发送给控制终端，控制终端会通过频段筛选滤除模块将一些常态情况的常用频段进行滤除，筛选出一些非常态的频段；
步骤七：通过相应的数据印证对筛选出的非常态的频段进比对，从而判断出该频段是否属于无人机使用频段；
步骤八：对确认为无人机频段的无线电信号进行定位，通过雷达侦测到信号来源的时间和侦测角度计算出该无人机距离雷达的距离和方位信息，以便进行追踪和驱逐。
与现有技术相比，本发明的有益效果是：
1、本发明通过环形无线侦测雷达可以对范围内的低空和中空环境中的波频进行侦测，其侦测频段数值分别为430M～440M、2.4G～2.4835G和5.725G～5.850GHZ，主要是针对低空和中空环境中的无人机信号进行侦测，该段环境中也是波段信号最为复杂区域，而单频无线侦测雷达则只对高空环境中的波频进行侦测，其侦测频段数值分别为2.4G～2.4835G和5.725G～5.850GHZ，单频无线侦测雷达则针对相对高空中的频段信号进行侦测，而使用低频的无人机本身受自身频率信号的影响无法上升到高空区域，所以可以对于低频信号可以进行忽略，而且在低空升至高空的过程中也依旧会被环形无线侦测雷达侦测到，从而保障侦测精度；
2、本发明的雷达会将所有检测到的波频数据汇总发送给控制终端，控制终端会通过频段筛选滤除模块将一些常态情况的常用频段进行滤除，筛选出一些非常态的频段，通过常规波频数据终端记录一些环境周围较为固定的无线电频段，这样在侦测时可以将这些较为固定的频段进行排出，最后过相应的数据印证对筛选出的非常态的频段进比对，从而判断出该频段是否属于无人机使用频段。
附图说明
图1为本发明的整体主视图；
图2为本发明的A处放大结构示意图；
图3为本发明的环形无线侦测雷达结构示意图；
图4为本发明的侦测控制流程图；
图5为本发明的频段转换输送模块结构示意图。
图中：1、电源安装基座；2、蓄能箱体；3、太阳能板件；4、数据端口盖板；5、组装套轴；6、中心轴座；7、中心轴柱；8、环形无线侦测雷达；9、分区阻断盘；10、单频无线侦测雷达；11、高空警示灯；12、电控旋转轴；13、雷达支架；14、弧形探测面；15、雷达封盖；16、转接端口；17、高频无线波段模块；18、中频无线波段模块；19、低频无线波段模块；20、频段转换输送模块；21、频段筛选滤除模块；22、常规波频数据终端；23、特殊频段追踪模块；24、三轴地图坐标模块；25、坐标角度方位模块；26、传导速度测量模块；27、无线信号接收器；28、波频信号放大器；29、A\D转换器。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。
请参阅图1-5，本发明提供的一种实施例：一种基于频谱识别的无人机侦测装置，包括电源安装基座1，电源安装基座1的顶部设置有组装套轴5，且组装套轴5与电源安装基座1通过螺栓连接，组装套轴5的上方设置有中心轴座6，且中心轴座6与组装套轴5固定连接，中心轴座6的上方设置有中心轴柱7，且中心轴柱7贯穿中心轴座6延伸至电源安装基座1的内部，中心轴柱7中段的外侧设置有环形无线侦测雷达8，心轴柱的顶部设置有电控旋转轴12，且电控旋转轴12与中心轴柱7转动连接，电控旋转轴12与环形无线侦测雷达8之间设置有分区阻断盘9，分区阻断盘9可以隔绝一些低频波段的传递，其作用是为了避免处在低中空区域内的低频波段对上方用于高频波段检测用的单频无线侦测雷达10造成干扰影响，且分区阻断盘9与中心轴柱7通过螺栓连接，电控旋转轴12的顶部设置有雷达支架13，且雷达支架13与电控旋转轴12通过螺栓连接，雷达支架13的两侧均设置有单频无线侦测雷达10，且单频无线侦测雷达10设置为倾斜式结构，单频无线侦测雷达10在工作的过程中会通过底部的电控旋转轴12进行旋转，这样可以保障侦测范围。
进一步，电源安装基座1的一侧设置有蓄能箱体2，且蓄能箱体2的外表面设置有太阳能板件3，实现电能的自主供给，这样即使在一些紧急情况下，侦测机组依旧可以维持运行，组装套轴5的两侧均设置有数据端口盖板4，且数据端口盖板4与组装套轴5通过卡槽连接。
进一步，环形无线侦测雷达8的外表面设置有弧形探测面14，且弧形探测面14的上下两端均设置有雷达封盖，雷达封盖的外表面设置有转接端口16，便于进行组合安装。
进一步，雷达支架13的顶部设置有高空警示灯11，且高空警示灯11与雷达支架13通过螺栓连接，因为装置是安装在高层建筑的楼顶，所以需要借助高空警示灯11来起到警示的作用。
进一步，单频无线侦测雷达10的输出端与高频无线波段模块17的输入端连接，环形无线侦测雷达8的输出端与中频无线波段模块18和低频无线波段模块19的输入端连接。
进一步，高频无线波段模块17、中频无线波段模块18和低频无线波段模块19的输出端与频段转换输送模块20的输入端连接，频段转换输送模块20的输出端与频段筛选滤除模块21的输入端连接，且常规波频数据终端22的输出端与频段筛选滤除模块21的输入端连接，频段筛选滤除模块21的输出端与特殊频段追踪模块23的输入端连接，特殊频段追踪模块23的输出端与三轴地图坐标模块24和传导速度测量模块26的输入端连接，且三轴地图坐标模块24的输入端与坐标角度方位模块25的输出端连接。
进一步，频段转换输送模块20包括无线信号接收器27、波频信号放大器28和A\D转换器29，无线信号接收器27的输出端与波频信号放大器28的输入端连接，且波频信号放大器28的输出端与A\D转换器29的输入端连接，A\D转换器29的型号为2DI150D-050A。
一种基于频谱识别的无人机侦测方法，包括如下步骤：
步骤一：选择商业禁空区的范围内的圆心处的一座高楼，将将带有中心轴座6的电源安装基座1安装在该处楼顶，这样可以避免周围建筑对信号传递的影响；
步骤二：随后将环形无线侦测雷达8安装在中心轴柱7的中段区域，再将分区阻断盘9安装在环形无线侦测雷达8的上方，最后将单频无线侦测雷达10安装在中心轴柱7的顶端；
步骤三：安装完毕后，启动环形无线侦测雷达8和单频无线侦测雷达10，并对侦测范围以及空间区域进行设定；
步骤四：环形无线侦测雷达8可以对范围内的低空和中空环境中的波频进行侦测，其侦测频段数值分别为430M～440M、2.4G～2.4835G和5.725G～5.850GHZ，环形无线侦测雷达8主要是针对低空和中空环境中的无人机信号进行侦测，该段环境中也是波段信号最为复杂区域；
步骤五：单频无线侦测雷达10则只对高空环境中的波频进行侦测，其侦测频段数值分别为2.4G～2.4835G和5.725G～5.850GHZ，单频无线侦测雷达10只针对相对高空中的频段信号进行侦测，而使用低频的无人机本身受自身频率信号的影响无法上升到高空区域，所以可以对于低频信号可以进行忽略，而且在低空升至高空的过程中也依旧会被环形无线侦测雷达8侦测到；
步骤六：雷达会将所有检测到的波频数据汇总发送给控制终端，控制终端会通过频段筛选滤除模块21将一些常态情况的常用频段进行滤除，筛选出一些非常态的频段，通过常规波频数据终端22记录一些环境周围较为固定的无线电频段，这样在侦测时可以将这些较为固定的频段进行排出；
步骤七：通过相应的数据印证对筛选出的非常态的频段进比对，从而判断出该频段是否属于无人机使用频段；
步骤八：对确认为无人机频段的无线电信号进行定位，通过雷达侦测到信号来源的时间和侦测角度计算出该无人机距离雷达的距离和方位信息，以便进行追踪和驱逐。
工作原理：使用时，选择商业禁空区的范围内的圆心处的一座高楼，将将带有中心轴座6的电源安装基座1安装在该处楼顶，这样可以避免周围建筑对信号传递的影响，随后将环形无线侦测雷达8安装在中心轴柱7的中段区域，再将分区阻断盘9安装在环形无线侦测雷达8的上方，最后将单频无线侦测雷达10安装在中心轴柱7的顶端，安装完毕后，启动环形无线侦测雷达8和单频无线侦测雷达10，并对侦测范围以及空间区域进行设定，环形无线侦测雷达8可以对范围内的低空和中空环境中的波频进行侦测，其侦测频段数值分别为430M～440M、2.4G～2.4835G和5.725G～5.850GHZ，环形无线侦测雷达8主要是针对低空和中空环境中的无人机信号进行侦测，该段环境中也是波段信号最为复杂区域，单频无线侦测雷达10则只对高空环境中的波频进行侦测，其侦测频段数值分别为2.4G～2.4835G和5.725G～5.850GHZ，单频无线侦测雷达10只针对相对高空中的频段信号进行侦测，而使用低频的无人机本身受自身频率信号的影响无法上升到高空区域，所以可以对于低频信号可以进行忽略，而且在低空升至高空的过程中也依旧会被环形无线侦测雷达8侦测到，雷达会将所有检测到的波频数据汇总发送给控制终端，控制终端会通过频段筛选滤除模块21将一些常态情况的常用频段进行滤除，筛选出一些非常态的频段，通过常规波频数据终端22记录一些环境周围较为固定的无线电频段，这样在侦测时可以将这些较为固定的频段进行排出，通过相应的数据印证对筛选出的非常态的频段进比对，从而判断出该频段是否属于无人机使用频段，对确认为无人机频段的无线电信号进行定位，通过雷达侦测到信号来源的时间和侦测角度计算出该无人机距离雷达的距离和方位信息，以便进行追踪和驱逐。
对于本领域技术人员而言，显然本发明不限于上述示范性实施例的细节，而且在不背离本发明的精神或基本特征的情况下，能够以其他的具体形式实现本发明。因此，无论从哪一点来看，均应将实施例看作是示范性的，而且是非限制性的，本发明的范围由所附权利要求而不是上述说明限定，因此旨在将落在权利要求的等同要件的含义和范围内的所有变化囊括在本发明内。不应将权利要求中的任何附图标记视为限制所涉及的权利要求。

Claims (8)

1.一种基于频谱识别的无人机侦测装置，包括电源安装基座(1)，其特征在于：所述电源安装基座(1)的顶部设置有组装套轴(5)，且组装套轴(5)与电源安装基座(1)通过螺栓连接，所述组装套轴(5)的上方设置有中心轴座(6)，且中心轴座(6)与组装套轴(5)固定连接，所述中心轴座(6)的上方设置有中心轴柱(7)，且中心轴柱(7)贯穿中心轴座(6)延伸至电源安装基座(1)的内部，所述中心轴柱(7)中段的外侧设置有环形无线侦测雷达(8)，所述心轴柱的顶部设置有电控旋转轴(12)，且电控旋转轴(12)与中心轴柱(7)转动连接，所述电控旋转轴(12)与环形无线侦测雷达(8)之间设置有分区阻断盘(9)，且分区阻断盘(9)与中心轴柱(7)通过螺栓连接，所述电控旋转轴(12)的顶部设置有雷达支架(13)，且雷达支架(13)与电控旋转轴(12)通过螺栓连接，所述雷达支架(13)的两侧均设置有单频无线侦测雷达(10)，且单频无线侦测雷达(10)设置为倾斜式结构。
2.根据权利要求1所述的一种基于频谱识别的无人机侦测装置，其特征在于：所述电源安装基座(1)的一侧设置有蓄能箱体(2)，且蓄能箱体(2)的外表面设置有太阳能板件(3)，所述组装套轴(5)的两侧均设置有数据端口盖板(4)，且数据端口盖板(4)与组装套轴(5)通过卡槽连接。
3.根据权利要求1所述的一种基于频谱识别的无人机侦测装置，其特征在于：所述环形无线侦测雷达(8)的外表面设置有弧形探测面(14)，且弧形探测面(14)的上下两端均设置有雷达封盖，所述雷达封盖的外表面设置有转接端口(16)。
4.根据权利要求1所述的一种基于频谱识别的无人机侦测装置，其特征在于：所述雷达支架(13)的顶部设置有高空警示灯(11)，且高空警示灯(11)与雷达支架(13)通过螺栓连接。
5.根据权利要求1所述的一种基于频谱识别的无人机侦测装置，其特征在于：所述单频无线侦测雷达(10)的输出端与高频无线波段模块(17)的输入端连接，所述环形无线侦测雷达(8)的输出端与中频无线波段模块(18)和低频无线波段模块(19)的输入端连接。
6.根据权利要求5所述的一种基于频谱识别的无人机侦测装置，其特征在于：所述高频无线波段模块(17)、中频无线波段模块(18)和低频无线波段模块(19)的输出端与频段转换输送模块(20)的输入端连接，所述频段转换输送模块(20)的输出端与频段筛选滤除模块(21)的输入端连接，且常规波频数据终端(22)的输出端与频段筛选滤除模块(21)的输入端连接，所述频段筛选滤除模块(21)的输出端与特殊频段追踪模块(23)的输入端连接，所述特殊频段追踪模块(23)的输出端与三轴地图坐标模块(24)和传导速度测量模块(26)的输入端连接，且三轴地图坐标模块(24)的输入端与坐标角度方位模块(25)的输出端连接。
7.根据权利要求6所述的一种基于频谱识别的无人机侦测装置，其特征在于：所述频段转换输送模块(20)包括无线信号接收器(27)、波频信号放大器(28)和A\D转换器(29)，所述无线信号接收器(27)的输出端与波频信号放大器(28)的输入端连接，且波频信号放大器(28)的输出端与A\D转换器(29)的输入端连接，所述A\D转换器(29)的型号为2DI150D-050A。
8.一种基于频谱识别的无人机侦测方法，基于权利要求1-7任意一项一种基于频谱识别的无人机侦测装置实现，其特征在于，包括如下步骤：
步骤一：选择商业禁空区的范围内的圆心处的一座高楼，将将带有中心轴座(6)的电源安装基座(1)安装在该处楼顶；
步骤二：随后将环形无线侦测雷达(8)安装在中心轴柱(7)的中段区域，再将分区阻断盘(9)安装在环形无线侦测雷达(8)的上方，最后将单频无线侦测雷达(10)安装在中心轴柱(7)的顶端；
步骤三：安装完毕后，启动环形无线侦测雷达(8)和单频无线侦测雷达(10)，并对侦测范围以及空间区域进行设定；
步骤四：环形无线侦测雷达(8)可以对范围内的低空和中空环境中的波频进行侦测，其侦测频段数值分别为430M～440M、2.4G～2.4835G和5.725G～5.850GHZ；
步骤五：单频无线侦测雷达(10)则只对高空环境中的波频进行侦测，其侦测频段数值分别为2.4G～2.4835G和5.725G～5.850GHZ；
步骤六：雷达会将所有检测到的波频数据汇总发送给控制终端，控制终端会通过频段筛选滤除模块(21)将一些常态情况的常用频段进行滤除，筛选出一些非常态的频段；
步骤七：通过相应的数据印证对筛选出的非常态的频段进比对，从而判断出该频段是否属于无人机使用频段；
步骤八：对确认为无人机频段的无线电信号进行定位，通过雷达侦测到信号来源的时间和侦测角度计算出该无人机距离雷达的距离和方位信息，以便进行追踪和驱逐。
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