CN112583517A - 一种机载无人机反制系统 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种机载无人机反制系统，包括无人机反制设备、无人机和无人机地面站；所述无人机反制设备包括定位模块、控制模块、反制模块和电源模块；所述无人机内部设置有探测设备和处理器；所述探测设备设置有信号接收器和信号处理电路，所述处理器用于接收反制数据，并向所述反制模块发送反制指定无人机的指令；所述反制模块设置有无人机反制电路，所述反制模块接收到反制指定无人机的指令后，通过所述无人机反制电路对所述指定无人机进行无人机反制操作；本发明将探测设备和反制设备设置在无人机上，通过无人机在空中对进入巡检区域的无人机进行反制，避免了地面遮挡物的干扰，也不会对该区域的通信设备造成影响，提高了无人机反制效果。

Description

一种机载无人机反制系统

技术领域

本发明涉及无线电干扰技术领域，特别地是一种机载无人机反制系统。

背景技术

无人机是在没有人类搭乘的情况下通过远程操纵来飞行或者按照指定的路径来自主飞行的飞行体，其以往主要被用于军事用途；由于消费级无人机成本较低，易于获取、操控简单，随着众多无人机厂家进入市场，使得商用无人机快速深入民用领域，用户数量逐渐增多，监管难度大，极易被不法分子利用，如一些不法分子运用无人机盗窃、窥探商业机密等，给安保、保密工作带来很大压力。国际领域上，针对无人机黑飞现象已采取相关的防范措施，然而国内无人机的监管还处于空白状态，如不采取相应的防范管控措施，非法的无人机将会给空中监管、空中安全造成极大的隐患；使得反无人机技术也亟待发展。目前市场上的无人机的探测及反制设备都是设置在地面或车上，容易受建筑物遮挡。而且，现有的无人机反制都是采用信号干扰的方式进行反制，设置在地面上容易对附近的通信设备造成影响，因此，在地形复杂、遮挡物较多的区域，或者要求不能干扰通信设备的区域，效果很差。

发明内容

本发明的目的在于克服现有技术的缺陷，提供一种具有反制设备的无人机以及无人机反制系统，将探测设备和反制设备设置在无人机上，通过无人机在空中对进入巡检区域的无人机进行反制，避免了地面遮挡物的干扰，也不会对该区域的通信设备造成影响，提高了无人机反制效果。

本发明通过以下技术方案实现的：

一种机载无人机反制系统，包括无人机反制设备、无人机和无人机地面站；所述无人机反制设备安装于所述无人机的内部；所述无人机反制设备包括定位模块、控制模块、反制模块和电源模块；所述无人机内部设置有探测设备和处理器；所述无人机反制设备和所述探测设备分别与所述处理器通信连接；所述探测设备设置有信号接收器和信号处理电路，所述探测设备通过所述信号接收器接收所述无人机地面站的信号；并通过所述信号处理电路对所述无人机地面站的信号进行处理；所述处理器用于接收反制数据，并向所述反制模块发送反制指定无人机的指令；所述反制模块设置有无人机反制电路，所述反制模块接收到反制指定无人机的指令后，通过所述无人机反制电路对所述指定无人机进行无人机反制操作；所述处理器与所述无人机的无人机链路连接，通过所述无人机链路将所述探测设备发送的探测信息和所述反制设备的反制数据传输给所述无人机地面站。

进一步地，所述反制模块包括信号生成单元、功率放大单元以及信号发射单元；所述信号发射单元与所述功率放大单元连接；所述信号生成单元分别与所述控制模块、电源模块以及功率放大单元连接。

进一步地，所述电源模块与所述无人机的供电装置电连接；所述电源模块分别与所述定位模块、控制模块和反制模块电连接。

进一步地，所述无人机上设置有防扰航设备；所述防扰航设备包括信息获取模块、计算模块和防扰控制模块；所述信息获取模块用于实时获取当前目标管控区内合法的多个飞行器的位置信息；所述计算模块用于根据所述多个飞行器的位置信息以及所述无人机反制设备的工作参数，确定所述无人机反制设备发出的干扰信号对各个所述飞行器的干扰强度；若所述多个飞行器中至少一个目标飞行器的干扰强度超出预设的干扰强度阈值，则所述防扰控制模块控制所述反制模块执行预设操作。

进一步地，所述预设操作为预先定义的用于降低所述干扰强度的操作；所述预设操作包括控制所述无人机反制设备停止发出干扰信号。

进一步地，所述计算模块包括参数获取单元、第一计算单元和第二计算单元；所述参数获取单元用于获取所述无人机反制设备的工作参数，所述工作参数包括所述无人机反制设备的位置信息、天线的方向信息、天线的指向角度信息以及所述干扰信号的发射功率信息；所述第一计算单元用于根据所述无人机反制设备的位置信息和多个飞行器的位置信息，确定各个飞行器相对所述无人机反制设备的相对位置关系；所述第二计算单元用于根据方向信息、指向角度信息、发射功率信息、相对位置关系，确定干扰信号对各个飞行器的干扰强度。

进一步地，所述信息获取模块包括第一数据获取单元、解码单元和第二数据获取单元；所述第一数据获取单元用于获取所述当前目标管控区内飞行器的ADS-B数据信息；并接收当前目标管控区内的飞行器发出的ADS-B数据信息，或者从第一指定设备获取当前目标管控区内的ADS-B数据信息；所述解码单元用于对所述ADS-B数据信息进行解码，确定当前目标管控区内合法的多个飞行器的位置信息；所述第二数据获取单元用于从第二指定设备获取所述当前目标管控区内合法的多个飞行器的位置信息。

进一步地，所述无人机还包括摄像头，所述处理器与所述摄像头连接，所述处理器通过所述摄像头获取图像信息，并将所述图像信息发送给所述无人机地面站。

进一步地，所述无人机设置有遥控接收模块；所述遥控接收模块用于接收所述无人机地面站的遥控信号。

进一步地，所述无人机地面站为台式电脑，笔记本或移动终端。

本发明的有益效果：

本发明的机载无人机反制系统，由于运用了电磁干扰机制，有效干扰、并隔断了遥控机与无人机之间的信号传递，可以有效干扰无人机与无人机的遥控系统以及导航系统之间的信号传递，无人机便携式反制设备体积小、重量轻，单人便携操作，定位模块实时回传反制设备位置；阻断频率精准，内置大容量蓄电池，保证超长时间待机，不受任何地形环境的约束；操作简单，开机即可工作，无需专业技能，且由于设置遥控模块，可实现远距离操控反制模块工作，在人员不方便靠近的地方，将反制设备固定好，就可以使用遥控模块进行操作，实现反制打击；可任意停留在反制任务需要的地面和空中位置，有效解决了无人机反制设备使用的地域空间限制的问题，大大提高设备了灵活性和使用率。

附图说明

图1是本发明实施例的机载无人机反制系统的结构示意图；

图2是本发明实施例的无人机地面站结构示意图；

图3是本发明实施例机载无人机反制系统的结构框架图；

图4是本发明实施例的反制模块的结构框架图；

图5是本发明实施例的防扰航设备的结构框架图。

具体实施方式

下面将结合附图以及具体实施例来详细说明本发明，在此以本发明的示意下面将结合附图以及具体实施例来详细说明本发明，在此以本发明的示意性实施例及说明用来解释本发明，但并不作为对本发明的限定。

需要说明，本发明实施例中所有方向性指示(诸如上、下、左、右、前、后、上端、下端、顶部、底部……)仅用于解释在某一特定姿态(如附图所示)下各部件之间的相对位置关系、运动情况等，如果该特定姿态发生改变时，则该方向性指示也相应地随之改变。

在本发明中，除非另有明确的规定和限定，术语“连接”应做广义理解，例如，“连接”可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系，除非另有明确的限定。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

另外，在本发明中如涉及“第一”、“第二”等的描述仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示其相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括至少一个该特征；另外，各个实施例之间的技术方案可以相互结合，但是必须是以本领域普通技术人员能够实现为基础，当技术方案的结合出现相互矛盾或无法实现时应当认为这种技术方案的结合不存在，也不在本发明要求的保护范围之内。

参照图1至图5，一种机载无人机反制系统，包括无人机反制设备2、无人机1和无人机地面站3；所述无人机反制设备2安装于所述无人机1的内部；所述无人机反制设备2包括定位模块、控制模块、反制模块和电源模块；所述无人机1内部设置有探测设备和处理器；所述无人机反制设备2和所述探测设备分别与所述处理器通信连接；所述探测设备设置有信号接收器和信号处理电路，所述探测设备通过所述信号接收器接收所述无人机地面站3的信号；并通过所述信号处理电路对所述无人机地面站3的信号进行处理；所述处理器用于接收反制数据，并向所述反制模块发送反制指定无人机的指令；所述反制模块设置有无人机反制电路，所述反制模块接收到反制指定无人机的指令后，通过所述无人机反制电路对所述指定无人机进行无人机反制操作；所述处理器与所述无人机的无人机链路连接，通过所述无人机链路将所述探测设备发送的探测信息和所述反制设备的反制数据传输给所述无人机地面站3。

需要说明的是，无人机反制设备2通过选择发射预设频段的无线电磁干扰信号，来压制无人机和遥控器、GNSS之间的信号通讯，通过控制模块选择打击频段，干扰模块将发射次频段无线电波来压制阻断无人机与遥控器、GNSS的信号传输。采用目前先进的干扰技术，针对飞控信号和导航信号的干扰做了特殊处理从而达到了极佳干扰效果，真正做到干扰距离远(干扰距离2公里以上)，辐射低，轻便，使用简单，单人便携。控制无人机便携式反制设备的控制端，通过指挥人员传达无人机方位并下达打击指令结合人眼的观测确定无人机位置，同时控制过程中如果一些地方是人员不方便靠近的，遥控器可以远距离控制反制模块开启在人员不方便靠近的地方，并将反制设备固定好之后可以通过遥控进行反制打击。

需要说明的是，采用了本发明的机载无人机反制系统，由于运用了电磁干扰机制，有效干扰、并隔断了遥控机与无人机之间的信号传递，可以有效干扰无人机与无人机的遥控系统以及导航系统之间的信号传递，无人机便携式反制设备体积小、重量轻，单人便携操作，定位模块实时回传反制设备位置；阻断频率精准，内置大容量蓄电池，保证超长时间待机，不受任何地形环境的约束；操作简单，开机即可工作，无需专业技能，且由于设置遥控模块，可实现远距离操控反制模块工作，在人员不方便靠近的地方，将反制设备固定好，就可以使用遥控模块进行操作，实现反制打击。

需要说明的是，探测设备可以为雷达、无线电频谱探测设备、光电探测设备、声波探测设备、电视广播探测设备中的至少一种。处理器可以为STM32系列单片机、凌动处理器、Snapdragon芯片以及其他能够应用在无人机上的主控芯片，在此不做限定。

需要说明的是，设置探测设备的无人机在预设空域飞行时，通过信号接收器接收外界发出的电磁波信号以及声波信号，信号处理电路对该信号进行处理以获取该信号中可能掺杂的无人机信号，根据该无人机信号识别无人机，从而实现通过探测设备探测无人机。无人机可以将探测到的所有无人机确认为指定无人机并将该无人机的位置信息、通信频率等信息发送给处理器；探测设备也可以将预设时间段内探测到的无人机设定为指定无人机，或将通信频率不为预设频率以及未发出预设指令的无人机确认为指定无人机。

需要说明的是，处理器确认出现指定无人机后，通过反制设备对指定无人机进行反制，其中反射设备反制指定无人机的方式可以为对无人机定位系统或操控无线电信号进行干扰，在无人机的信号或定位系统被干扰后，无人机会自动失控迫降、悬停或者返航。也可以为干扰指定无人机的GPS定位信号，还可以为操控信号干扰。其中，操控信号干扰的方式分为遥控信号频段阻塞干扰和跟踪式干扰两种。跟踪式干扰可根据无人机遥控信号的跳变，针对某一具体频段进行干扰，缩小了千扰范围,节省干扰功率，对电磁环境影响较小。

具体的，本实施例方案中，所述反制模块包括信号生成单元、功率放大单元以及信号发射单元；所述信号发射单元与所述功率放大单元连接；所述信号生成单元分别与所述控制模块、电源模块以及功率放大单元连接。

具体的，本实施例方案中，所述电源模块与所述无人机的供电装置电连接；所述电源模块分别与所述定位模块、控制模块和反制模块电连接。

具体的，本实施例方案中，所述无人机上设置有防扰航设备；所述防扰航设备包括信息获取模块、计算模块和防扰控制模块；所述信息获取模块用于实时获取当前目标管控区内合法的多个飞行器的位置信息；所述计算模块用于根据所述多个飞行器的位置信息以及所述无人机反制设备2的工作参数，确定所述无人机反制设备2发出的干扰信号对各个所述飞行器的干扰强度；若所述多个飞行器中至少一个目标飞行器的干扰强度超出预设的干扰强度阈值，则所述防扰控制模块控制所述反制模块执行预设操作。需要说明的是，采用自飞行器直接接收的方式获取的ADS-B数据信息会包含可能会包含非法无人机发出的ADS-B数据信息，因此，在对ADS-B数据信息进行解码之后需要排除非法无人机或者确定合法的飞行器。具体地，可通过解码得到的飞行器身份信息进行判断，如果根据飞行器身份信息可查询到对应的飞行器是经过相关监管部门允许进入当前目标监控区的，则可认为是合法的飞行。工作参数包括无人机反制设备2的位置信息、天线的方向信息、天线的指向角度信息以及干扰信号的发射功率信息。

需要说明是是，干扰强度阈值，可以理解为任意预设的阈值，例如可以是合法的飞行器接收卫星定位信号被干扰时的安全阈值，若超出该值，飞行器可能会出现定位不准确的问题。干扰强度阈值与干扰强度相对应，若以干扰信号辐射至飞行器当前位置处的辐射强度作为判断依据，则干扰强度阈值表征信号强度；若以飞行器接收到的卫星定位信号的信噪比作为判断依据，则干扰强度阈值表征接收的卫星定位信号的信噪比。调整无人机反制设备2的工作参数中的可调节参数。其中的可调节参数，可以理解为能够进行动态调整的工作参数，由于工作参数与干扰信号的覆盖范围以及干扰信号的信号强度的分布方式相关联，因此通过调整工作参数可影响干扰信号的覆盖范围以及干扰信号的信号强度的分布方式。

具体的，本实施例方案中，所述预设操作为预先定义的用于降低所述干扰强度的操作；所述预设操作包括控制所述无人机反制设备2停止发出干扰信号。

具体的，本实施例方案中，所述计算模块包括参数获取单元、第一计算单元和第二计算单元；所述参数获取单元用于获取所述无人机反制设备2的工作参数，所述工作参数包括所述无人机反制设备2的位置信息、天线的方向信息、天线的指向角度信息以及所述干扰信号的发射功率信息；所述第一计算单元用于根据所述无人机反制设备2的位置信息和多个飞行器的位置信息，确定各个飞行器相对所述无人机反制设备2的相对位置关系；所述第二计算单元用于根据方向信息、指向角度信息、发射功率信息、相对位置关系，确定干扰信号对各个飞行器的干扰强度。

具体的，本实施例方案中，所述信息获取模块包括第一数据获取单元、解码单元和第二数据获取单元；所述第一数据获取单元用于获取所述当前目标管控区内飞行器的ADS-B数据信息；并接收当前目标管控区内的飞行器发出的ADS-B数据信息，或者从第一指定设备获取当前目标管控区内的ADS-B数据信息；所述解码单元用于对所述ADS-B数据信息进行解码，确定当前目标管控区内合法的多个飞行器的位置信息；所述第二数据获取单元用于从第二指定设备获取所述当前目标管控区内合法的多个飞行器的位置信息。需要说明的是，其中的ADS-B具体指：Automatic Dependent Surveillance-Broadcast，其可理解为广播式自动相关监视。飞行器的ADS-B数据信息包含了飞行器的飞行状态信息，具体可包括：飞行器的位置信息、高度信息、速度信息、航向信息、飞行器身份信息(例如识别号)等。本发明提供的无人机反制设备2的防扰航装置，实时获取当前目标管控区内合法的飞行器位置信息之后，确定对应的飞行器接收卫星定位信号的能力受干扰信号干扰的程度，若存在飞行器的干扰强度超出预设的干扰强度阈值，则控制无人机反制设备2执行用于降低干扰强度的操作，这样能够对无人机反制装备做出是否干扰合法飞行器飞行的指示和控制，兼顾了无人机反制，也避免干扰正常飞行。

具体的，本实施例方案中，所述无人机还包括摄像头，所述处理器与所述摄像头连接，所述处理器通过所述摄像头获取图像信息，并将所述图像信息发送给所述无人机地面站3。

具体的，本实施例方案中，所述无人机设置有遥控接收模块；所述遥控接收模块用于接收所述无人机地面站3的遥控信号。

具体的，本实施例方案中，所述无人机地面站3为台式电脑，笔记本或移动终端。

以上对本发明实施例所提供的技术方案进行了详细介绍，本文中应用了具体个例对本发明实施例的原理以及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只适用于帮助理解本发明实施例的原理；同时，对于本领域的一般技术人员，依据本发明实施例，在具体实施方式以及应用范围上均会有改变之处，综上所述，本说明书内容不应理解为对本发明的限制。

Claims (10)

1.一种机载无人机反制系统，其特征在于：包括无人机反制设备、无人机和无人机地面站；所述无人机反制设备安装于所述无人机的内部；所述无人机反制设备包括定位模块、控制模块、反制模块和电源模块；所述无人机内部设置有探测设备和处理器；所述无人机反制设备和所述探测设备分别与所述处理器通信连接；所述探测设备设置有信号接收器和信号处理电路，所述探测设备通过所述信号接收器接收所述无人机地面站的信号；并通过所述信号处理电路对所述无人机地面站的信号进行处理；所述处理器用于接收反制数据，并向所述反制模块发送反制指定无人机的指令；所述反制模块设置有无人机反制电路，所述反制模块接收到反制指定无人机的指令后，通过所述无人机反制电路对所述指定无人机进行无人机反制操作；所述处理器与所述无人机的无人机链路连接，通过所述无人机链路将所述探测设备发送的探测信息和所述反制设备的反制数据传输给所述无人机地面站。

2.根据权利要求1所述的一种机载无人机反制系统，其特征在于：所述反制模块包括信号生成单元、功率放大单元以及信号发射单元；所述信号发射单元与所述功率放大单元连接；所述信号生成单元分别与所述控制模块、电源模块以及功率放大单元连接。

3.根据权利要求1所述的一种机载无人机反制系统，其特征在于：所述电源模块与所述无人机的供电装置电连接；所述电源模块分别与所述定位模块、控制模块和反制模块电连接。

4.根据权利要求1所述的一种机载无人机反制系统，其特征在于：所述无人机上设置有防扰航设备；所述防扰航设备包括信息获取模块、计算模块和防扰控制模块；所述信息获取模块用于实时获取当前目标管控区内合法的多个飞行器的位置信息；所述计算模块用于根据所述多个飞行器的位置信息以及所述无人机反制设备的工作参数，确定所述无人机反制设备发出的干扰信号对各个所述飞行器的干扰强度；若所述多个飞行器中至少一个目标飞行器的干扰强度超出预设的干扰强度阈值，则所述防扰控制模块控制所述反制模块执行预设操作。

5.根据权利要求4所述的一种机载无人机反制系统，其特征在于：所述预设操作为预先定义的用于降低所述干扰强度的操作；所述预设操作包括控制所述无人机反制设备停止发出干扰信号。

6.根据权利要求4所述的一种机载无人机反制系统，其特征在于：所述计算模块包括参数获取单元、第一计算单元和第二计算单元；所述参数获取单元用于获取所述无人机反制设备的工作参数，所述工作参数包括所述无人机反制设备的位置信息、天线的方向信息、天线的指向角度信息以及所述干扰信号的发射功率信息；所述第一计算单元用于根据所述无人机反制设备的位置信息和多个飞行器的位置信息，确定各个飞行器相对所述无人机反制设备的相对位置关系；所述第二计算单元用于根据方向信息、指向角度信息、发射功率信息、相对位置关系，确定干扰信号对各个飞行器的干扰强度。

7.根据权利要求6所述的一种机载无人机反制系统，其特征在于：所述信息获取模块包括第一数据获取单元、解码单元和第二数据获取单元；所述第一数据获取单元用于获取所述当前目标管控区内飞行器的ADS-B数据信息；并接收当前目标管控区内的飞行器发出的ADS-B数据信息，或者从第一指定设备获取当前目标管控区内的ADS-B数据信息；所述解码单元用于对所述ADS-B数据信息进行解码，确定当前目标管控区内合法的多个飞行器的位置信息；所述第二数据获取单元用于从第二指定设备获取所述当前目标管控区内合法的多个飞行器的位置信息。

8.根据权利要求1所述的一种机载无人机反制系统，其特征在于：所述无人机还包括摄像头，所述处理器与所述摄像头连接，所述处理器通过所述摄像头获取图像信息，并将所述图像信息发送给所述无人机地面站。

9.根据权利要求1所述的一种机载无人机反制系统，其特征在于：所述无人机设置有遥控接收模块；所述遥控接收模块用于接收所述无人机地面站的遥控信号。

10.根据权利要求1所述的一种机载无人机反制系统，其特征在于：所述无人机地面站为台式电脑或笔记本或移动终端。

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