CN115037408A - 一种反无人机的电子侦察和干扰打击一体化系统及方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种反无人机的电子侦察和干扰打击一体化系统及方法，系统包括多频段天线包括N个天线组，射频开关，频率综合系统，综合控制系统，由综合控制系统调度各部分开展工作通过侦察接收开关选择利用天线组接收无人机的通控信号射频，射频信号经侦察接收通道进入频率综合设备进行信号分析。在干扰打击部分，综合控制系统根据频率综合分析结果，下发打击命令。电磁干扰信号由综合控制系统产生，通过干扰打击通道经由干扰打击开关传输到预定天线发射。本发明实现了对无人机目标接收侦察且对本系统侦察到的目标进行干扰打击的一体化。

Description

一种反无人机的电子侦察和干扰打击一体化系统及方法

技术领域

本发明涉及无人机探测和防御技术领域，尤其涉及一种反无人机的电子侦察和干扰打击一体化系统及方法。

背景技术

传统反无人机系统包括雷达、光电探测、电子侦察和干扰打击等设备。

电子侦察设备一般采用多个天线，例如申请号为CN201930068391.4，名称为便携式反无人机设备(多频段短天线)，需要采用多个天线；申请号为CN201710148391.5，名称为反无人机被动探测和测向定位系统中，构成电磁频谱范围较广的接收系统，对无人机与地面通信控制的信号进行截获、接收与分析，确定其信号的频率、幅度甚至方位(一般需要多站定位)。

申请号为CN201910630996.7，名称为一种反无人机的干扰设备及其实现方法，申请号为CN201822096361.7，名称为反无人机干扰器设备，都公开了如下技术方案：干扰打击设备根据电子侦察设备或其他探测设备获取的目标信息，对制定目标或空域发射电磁信号，对无人机目标进行干扰打击。

电子侦察和干扰打击设备主要利用无人机的常用频段，例如2.4GHz和5.8GHz。对于这两套设备，其天线性能和要求基本相同，不同之处在于在电子侦察设备里，天线主要起到接收电磁波的功能，而在干扰打击设备里，天线起到发射电磁波的作用。

申请号为CN201910610912.3，名称为多系统联合的反无人机方法、发明、存储介质及控制设备；申请号为CN201711329697.7，名称为一种反无人机控制系统及方法，这些公开的设备通常以单独设备出现，工作时单个设备完成单一功能，比如电子侦察设备负责接收和侦听无人机目标发出的通信控制信号，而干扰打击设备负责对制定空域和目标实施电磁干扰和打击，其构成探测和打击系统时，需要各设备进行联动，组成可以统一控制的多源数据网络。

综上所述，有必要设计一种技术方案，将相同性能的天线共用或复用，利用频率综合系统，通过统一的控制设备控制开关，根据需要选择合适的天线对电子侦察和干扰打击进行控制，以便实现更紧凑、工作效率高、可以实现单站定位的一体化多功能设备。

发明内容

本发明的目的是提供一种反无人机的电子侦察和干扰打击一体化系统及方法。

本发明提供了一种反无人机的电子侦察和干扰打击一体化系统，多频段天线包括N个天线组，用于对空域无线电信号进行接收，并输出射频信号，即接收侦查信号和发射干扰信号；

射频开关，用于控制不同方向、控制不同频段、控制接收和发射工作状态，即射频信号接收与发射的切换、不同频段间的切换以及接收电子侦查工作模式和干扰打击工作模式的切换；

频率综合系统，用于将所述天线组输出的射频信号进行频谱、功率分析处理，接收侦察信号和发射干扰信号；

综合控制系统，用于通过获取天线接收无人机的通信控制信号，对无人机目标进行侦测及接收所述频率综合系统发出的干扰指令，对目标空域和目标无人机实施干扰打击；

在电子侦查模式下，所述侦察接收开关选择天线组接收无人机的导航、通信控制信号射频，射频信号经所述侦察接收通道进入所述频率综合系统进行信号分析，输出信号的频率和方向；在干扰模式下，所述综合控制系统根据所述频率综合系统获取分析结果，发送干扰打击命令；或者，在干扰模式下，电磁干扰信号由所述频率综合系统产生，通过所述干扰打击通道经由所述干扰打击开关，将频率综合产生的干扰信号通过定向天线发射出去，对目标空域进行干扰。

优选地，所述天线组采用多个定向天线，用于单站无人机的定位，实现全向功能。

优选地，所述射频开关包括侦察接收开关、干扰打击开关，所述侦查接收开关从所述多频段天线接收射频信号，并通过侦查接收通道传输至所述频率综合系统，所述频率综合系统发射干扰信号，并通过干扰打击通道与干扰打击开关连接传输至所述多频段天线进行干扰；所述综合控制系统分别与侦查接收开关、侦查接收通道、干扰打击开关、干扰打击通道及频率综合系统连接，实现电子侦查和干扰一体化控制。

优选地，多个所述定向天线覆盖整个360°方位向，定向天线俯仰方向上的波束宽度根据干扰频段、定向天线口径设定。

优选地，采用M个定向天线组成覆盖无人机通控信号的基本频谱的定向天线组，所述定向天线组在俯仰上排布，所述定向天线组的方位向波束宽度为Ψ，若覆盖全部方位向，采用N个定向天线组，即N＝360/Ψ，其中，所述基本频谱范围为30MHz到6000MHz。

优选地，若对空域的电子侦察和干扰打击时，采用M×N个开关来完成对方位向360°、俯仰向90°的覆盖。

优选地，所述综合控制系统分配时序进行工作时，按照m:1-m的接收/发射时间比运行，在m时间里，系统工作在侦察接收状态，在1-m时间里，系统工作在干扰打击状态，其中，m≤1，m为电子侦察工作时间与整个工作时间的比值。

优选地，如果时序m设定为1，则反无人机的电子侦察和干扰打击一体化系统全部工作在接收状态；如果时序m设定为0，则反无人机的电子侦察和干扰打击一体化系统全部工作在干扰打击状态。

优选地，所述天线组采用全向天线，在干扰打击模式和电子侦察模式下，复合共用所述全向天线、所述频率综合系统和所述综合控制系统，利用全向天线对空域无线电信号进行接收，所述频率综合系统对接收到射频信号进行频谱、功率分析；将频率综合系统产生的干扰信号通过全向天线发射出去，对目标空域进行干扰。

本发明还提供了一种反无人机的电子侦察和干扰打击一体化方法，包括如下步骤：

步骤S1，对空域无线电信号进行接收，并输出射频信号，即接收侦查信号和发射干扰信号；

步骤S2，控制不同方向、控制不同频段、控制接收和发射工作状态，即射频信号接收与发射的切换、不同频段间的切换以及接收电子侦查工作模式和干扰工作模式的切换；

步骤S3，将天线组输出的射频信号进行频谱、功率分析处理，接收侦察信号和发射干扰信号；

步骤S4，通过接收天线接收无人机的通信控制信号，对无人机目标进行电子侦测及接收所述频率综合系统发出的干扰指令，对目标空域和目标无人机实施干扰打击；

步骤S4中，在电子侦查模式下，所述侦察接收开关选择天线组接收无人机的导航、通信控制信号射频，射频信号经所述侦察接收通道进入所述频率综合系统进行信号分析，输出信号的频率和方向；在干扰模式下，所述综合控制系统根据所述频率综合系统获取分析结果，发送干扰打击命令；或者，在干扰模式下，电磁干扰信号由所述频率综合系统产生，通过所述干扰打击通道经由所述干扰打击开关，将频率综合系统产生的干扰信号通过定向天线发射出去，对目标空域进行干扰。

针对现有技术，本发明具有如下的有益效果：

1、对接收天线和干扰天线进行复用，从而将电子侦察设备和干扰打击设备进行一体化设计，有利于反无人机侦察和打击工作的无缝衔接；

2、采用定向天线后，单站即可实现对无人机的定位；

3、侦察和打击构成可联合工作的一体化系统，又借由外部接口构成开放的工作装置，提高了装置的可扩展性和适应性，可通过有线或无线方式与其他装置连接，扩展本装置的功能。本一体化装置具备侦察和打击功能，扩展可以丰富本装置的功能，如通讯协议破解功能，如导航诱导功能，也可以是直接连接其他装置，如光电设备。

4、不再需要二者的坐标系转换和校准，仅需一体化后装置与其他设备的坐标转换和校准，有利于反无人机系统的快速标校，如果是分立的两个电子侦察和干扰装置，其协同工作时，需要对位置、坐标、方位等参数进行校准，使得两个系统进行融合。

5、合理调动和复用设备资源，仅需一套显控软件即可用于对一体化设备的控制，节省了设备的数据资源。

附图说明

图1为本发明实施例中所述反无人机的电子侦察和干扰打击一体化系统的工作原理图；

图2为本发明实施例中在全向天线中应用的结构图；

图3为本发明实施例中所述反无人机的电子侦察和干扰打击一体化方法的步骤示意图。

具体实施方式

为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，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，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

如图1所示，本发明提供了一种反无人机的电子侦察和干扰打击一体化系统及方法，1.一种反无人机的电子侦察和干扰打击一体化系统，其特征在于，多频段天线包括N个天线组，用于对空域无线电信号进行接收，并输出射频信号，即接收侦查信号和发射干扰信号；

射频开关，用于控制不同方向、控制不同频段、控制接收和发射工作状态，即射频信号接收与发射的切换、不同频段间的切换以及接收电子侦查工作模式和干扰打击工作模式的切换；

频率综合系统，用于将所述天线组输出的射频信号进行频谱、功率分析处理，接收侦察信号和发射干扰信号；

综合控制系统，用于通过获取天线接收无人机的通信控制信号，对无人机目标进行侦测及接收所述频率综合系统发出的干扰指令，对目标空域和目标无人机实施干扰打击；

在电子侦查模式下，所述侦察接收开关选择天线组接收无人机的导航、通信控制信号射频，射频信号经所述侦察接收通道进入所述频率综合系统进行信号分析，输出信号的频率和方向；在干扰模式下，所述综合控制系统根据所述频率综合系统获取分析结果，发送干扰打击命令；或者，在干扰模式下，电磁干扰信号由所述频率综合系统产生，通过所述干扰打击通道经由所述干扰打击开关，将频率综合产生的干扰信号通过定向天线发射出去，对目标空域进行干扰。

采用一套相同的天线及频率综合系统，合理利用装置的时间、空间和频率资源，将反无人机的电子侦察系统和干扰打击系统复用并集成为一体化系统。

该方法包含两种工作模式，一种是定向工作模式，即定向侦察和定向干扰打击，另一种是全向工作模式，即全向侦察和全向干扰打击。

接收侦察部分，其结果可以直接输出给本设计的一体化系统的控制分系统，进而指挥干扰打击分系统，也可以输出给其他外接设备，既可以同时输出给本系统的控制分系统和外界设备，又可以单独输出给本系统的干扰打击分系统或外接设备。

干扰打击部分，其可以通过本系统的控制系统按照本装置接收侦察信息对无人机目标进行干扰打击，也可以通过开关切换，接收外接的控制信号，对无人机目标进行干扰打击。

本领域技术人员可以理解，如图1所示，一种反无人机的电子侦察和干扰一体化系统，该系统由N个天线组、侦察接收开关、侦察接收通道、频率综合系统、控制系统、干扰打击通道、干扰打击开关等组成。该一体化系统由综合控制系统控制、调度各组成开展工作通过侦察接收开关选择利用某天线组接收无人机的导航、通信控制信号射频，射频信号经侦察接收通道进入频率综合设备进行信号分析。在干扰打击部分，控制系统根据频率综合分析结果，下发打击命令。电磁干扰信号由频综产生，通过干扰打击通道经由干扰打击开关传输到预定天线发射。

侦察接收通道通过天线接收到无人机飞行时发射的导航、通信控制信号，在宽频段接收机中对信号的电磁波频谱、功率进行高精度分析，获取其射频载波信号，然后对其进行调制信号分析，其结果可以输出给干扰打击设备，也可以输出给其他外部设备。同样地，干扰打击设备，可以接受本系统中侦察接收系统的结果作为打击依据，也可以通过控制系统接受外部设备的指令，对相关空域和目标实施干扰打击。打击时，向指定区域发射大功率同频段射频信号，对其进行电磁压制干扰，使其无法进行正常导航、通信控制工作，达到电磁干扰打击的目的。

一种实施例中，所述天线组采用多个定向天线，用于单站无人机的定位，实现全向功能。

一种实施例中，所述射频开关包括侦察接收开关、干扰打击开关，所述侦查接收开关从所述多频段天线接收射频信号，并通过侦查接收通道传输至所述频率综合系统，所述频率综合系统发射干扰信号，并通过干扰打击通道与干扰打击开关连接传输至所述多频段天线进行干扰；所述综合控制系统分别与侦查接收开关、侦查接收通道、干扰打击开关、干扰打击通道及频率综合系统连接，实现电子侦查和干扰一体化控制。

一种实施例中，多个所述定向天线覆盖整个360°方位向，定向天线俯仰方向上的波束宽度根据干扰频段、定向天线口径设定，可以满足对无人机通控信号的侦察需求。典型的，有主波束宽度30°的定向天线。

一种实施例中，采用M个定向天线组成覆盖无人机通控信号的基本频谱的定向天线组，所述定向天线组在俯仰上排布，所述定向天线组的方位向波束宽度为Ψ，若覆盖全部方位向，采用N个定向天线组，即N＝360/Ψ，其中，所述基本频谱范围为30MHz到6000MHz。

一种实施例中，若对空域的电子侦察和干扰打击时，采用M×N个开关来完成对方位向360°、俯仰向90°的覆盖。

一种实施例中，所述综合控制系统分配时序进行工作时，按照m:1-m的接收/发射时间比运行，在m时间里，系统工作在侦察接收状态，在1-m时间里，系统工作在干扰打击状态，其中，m≤1，m为电子侦察工作时间与整个工作时间的比值。

一种实施例中，如果时序m设定为1，则反无人机的电子侦察和干扰打击一体化系统全部工作在接收状态；如果时序m设定为0，则反无人机的电子侦察和干扰打击一体化系统全部工作在干扰打击状态。

本领域技术人员可以理解，接收侦察部分，其结果可以直接输出给本设计的一体化系统的控制分系统，进而指挥干扰打击分系统，也可以输出给其他外接设备，既可以同时输出给本系统的控制分系统和外界设备，又可以单独输出给本系统的干扰打击分系统或外接设备。

干扰打击部分，其可以通过本系统的控制系统按照本系统接收侦察信息对无人机目标进行干扰打击，也可以通过开关切换，接收外接的控制信号，对无人机目标进行干扰打击。可以同时对多个方向的空域进行电子侦察。可以同时对多个方向的空域目标实施电磁干扰打击。

一种实施例中，如图2所示，所述天线组采用全向天线，在干扰打击模式和电子侦察模式下，复合共用所述全向天线、所述频率综合系统和所述综合控制系统，利用全向天线对空域无线电信号进行接收，所述频率综合系统对接收到射频信号进行频谱、功率分析；将频率综合系统产生的干扰信号通过全向天线发射出去，对目标空域进行干扰。

本领域技术人员可以理解，该系统由综合控制系统控制、调度各组成开展工作通过侦察接收开关选择利用某天线组接收无人机的导航、通信控制信号射频，射频信号经侦察接收通道进入频率综合系统进行信号分析。在干扰打击部分，控制系统根据频率综合系统分析结果，下发打击命令。电磁干扰信号由频率综合系统产生，通过干扰打击通道经由干扰打击开关传输到预定天线发射。

侦察接收通道通过天线接收到无人机飞行时发射的导航、通信控制信号，在宽频段接收机中对信号的电磁波频谱、功率进行高精度分析，获取其射频载波信号，然后对其进行调制信号分析，其结果可以输出给干扰打击设备，也可以输出给其他外部设备。同样地，干扰打击设备，可以接受本系统侦察接收系统的结果作为打击依据，也可以通过控制系统接受外部设备的指令，对相关空域和目标实施干扰打击。打击时，向指定区域发射大功率同频段射频信号，对其进行电磁压制干扰，使其无法进行正常导航、通信控制工作，达到电磁干扰打击的目的。

本系统可以形成多种工作组合，即：

1)本系统对无人机目标接收侦察且对本装置侦察到的目标进行干扰打击。

2)本系统仅对无人机目标接收侦察且对本装置不对侦察到的目标进行干扰打击，即本系统仅作为接收侦察装置使用。

3)本系统接收侦察部分不工作，控制系统通过外接信息对制定空域或目标进行干扰打击，即本系统仅作为干扰打击装置使用。

4)本系统仅对无人机目标接收侦察且将接收侦察结果输出给外接设备，本系统不对侦察到的目标进行干扰打击。

5)本系统仅对无人机目标接收侦察且将接收侦察结果输出给外接设备，本系统不对侦察到的目标进行干扰打击。

6)本系统同时开展电子侦察和干扰打击工作。

如图3所示，本发明还提供了一种反无人机的电子侦察和干扰打击一体化方法，包括如下步骤：

步骤S1，对空域无线电信号进行接收，并输出射频信号，即接收侦查信号和发射干扰信号；

步骤S2，控制不同方向、控制不同频段、控制接收和发射工作状态，即射频信号接收与发射的切换、不同频段间的切换以及接收电子侦查工作模式和干扰工作模式的切换；

步骤S3，将天线组输出的射频信号进行频谱、功率分析处理，接收侦察信号和发射干扰信号；

步骤S4，通过接收天线接收无人机的通信控制信号，对无人机目标进行电子侦测及接收所述频率综合系统发出的干扰指令，对目标空域和目标无人机实施干扰打击；

步骤S4中，在电子侦查模式下，所述侦察接收开关选择天线组接收无人机的导航、通信控制信号射频，射频信号经所述侦察接收通道进入所述频率综合系统进行信号分析，输出信号的频率和方向；在干扰模式下，所述综合控制系统根据所述频率综合系统获取分析结果，发送干扰打击命令；或者，在干扰模式下，电磁干扰信号由所述频率综合系统产生，通过所述干扰打击通道经由所述干扰打击开关，将频率综合系统产生的干扰信号通过定向天线发射出去，对目标空域进行干扰。

干扰打击和电子侦察复合共用一套全向天线、频率综合系统和综合控制系统。利用共用天线对空域无线电信号进行接收，接收到射频信号后，频率综合系统部分对其进行频谱、功率分析处理。利用定向天线对信号方向进行测量。电子侦察部分输出信号的频率和方向。电磁干扰部分将频率综合系统产生的干扰信号通过定向天线发射出去，对相关空域目标进行干扰。

最后应说明的是：以上实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的精神和范围。

Claims (10)

1.一种反无人机的电子侦察和干扰打击一体化系统，其特征在于，多频段天线包括N个天线组，用于对空域无线电信号进行接收，并输出射频信号，即接收侦查信号和发射干扰信号；

射频开关，用于控制不同方向、控制不同频段、控制接收和发射工作状态，即射频信号接收与发射的切换、不同频段间的切换以及接收电子侦查工作模式和干扰打击工作模式的切换；

频率综合系统，用于将所述天线组输出的射频信号进行频谱、功率分析处理，接收侦察信号和发射干扰信号；

综合控制系统，用于通过获取天线接收无人机的通信控制信号，对无人机目标进行侦测及接收所述频率综合系统发出的干扰指令，对目标空域和目标无人机实施干扰打击；

在电子侦查模式下，所述侦察接收开关选择天线组接收无人机的导航、通信控制信号射频，射频信号经所述侦察接收通道进入所述频率综合系统进行信号分析，输出信号的频率和方向；在干扰模式下，所述综合控制系统根据所述频率综合系统获取分析结果，发送干扰打击命令；或者，在干扰模式下，电磁干扰信号由所述频率综合系统产生，通过所述干扰打击通道经由所述干扰打击开关，将频率综合产生的干扰信号通过定向天线发射出去，对目标空域进行干扰。

2.如权利要求1所述的一种反无人机的电子侦察和干扰打击一体化系统，其特征在于，所述天线组采用多个定向天线，用于单站无人机的定位，实现全向功能。

3.如权利要求2所述的一种反无人机的电子侦察和干扰打击一体化系统，其特征在于，所述射频开关包括侦察接收开关、干扰打击开关，所述侦查接收开关从所述多频段天线接收射频信号，并通过侦查接收通道传输至所述频率综合系统，所述频率综合系统发射干扰信号，并通过干扰打击通道与干扰打击开关连接传输至所述多频段天线进行干扰；所述综合控制系统分别与侦查接收开关、侦查接收通道、干扰打击开关、干扰打击通道及频率综合系统连接，实现电子侦查和干扰一体化控制。

4.如权利要求2所述的一种反无人机的电子侦察和干扰打击一体化系统，其特征在于，多个所述定向天线覆盖整个360°方位向，定向天线俯仰方向上的波束宽度根据干扰频段、定向天线口径设定。

5.如权利要求2所述的一种反无人机的电子侦察和干扰打击一体化系统，其特征在于，采用M个定向天线组成覆盖无人机通控信号的基本频谱的定向天线组，所述定向天线组在俯仰上排布，所述定向天线组的方位向波束宽度为Ψ，若覆盖全部方位向，采用N个定向天线组，即N＝360/Ψ，其中，所述基本频谱范围为30MHz到6000MHz。

6.如权利要求5所述的一种反无人机的电子侦察和干扰打击一体化系统，其特征在于，若对空域的电子侦察和干扰打击时，采用M×N个开关来完成对方位向360°、俯仰向90°的覆盖。

7.如权利要求1所述的一种反无人机的电子侦察和干扰打击一体化系统，其特征在于，所述综合控制系统分配时序进行工作时，按照m:1-m的接收/发射时间比运行，在m时间里，系统工作在侦察接收状态，在1-m时间里，系统工作在干扰打击状态，其中，m≤1，m为电子侦察工作时间与整个工作时间的比值。

8.如权利要求7所述的一种反无人机的电子侦察和干扰打击一体化系统，其特征在于，如果时序m设定为1，则反无人机的电子侦察和干扰打击一体化系统全部工作在接收状态；如果时序m设定为0，则反无人机的电子侦察和干扰打击一体化系统全部工作在干扰打击状态。

9.如权利要求1所述的一种反无人机的电子侦察和干扰打击一体化系统，其特征在于，所述天线组采用全向天线，在干扰打击模式和电子侦察模式下，复合共用所述全向天线、所述频率综合系统和所述综合控制系统，利用全向天线对空域无线电信号进行接收，所述频率综合系统对接收到射频信号进行频谱、功率分析；将频率综合系统产生的干扰信号通过全向天线发射出去，对目标空域进行干扰。

10.一种反无人机的电子侦察和干扰打击一体化方法，其特征在于，

步骤S1，对空域无线电信号进行接收，并输出射频信号，即接收侦查信号和发射干扰信号；

步骤S2，控制不同方向、控制不同频段、控制接收和发射工作状态，即射频信号接收与发射的切换、不同频段间的切换以及接收电子侦查工作模式和干扰工作模式的切换；

步骤S3，将天线组输出的射频信号进行频谱、功率分析处理，接收侦察信号和发射干扰信号；

步骤S4，通过接收天线接收无人机的通信控制信号，对无人机目标进行电子侦测及接收所述频率综合系统发出的干扰指令，对目标空域和目标无人机实施干扰打击；

步骤S4中，在电子侦查模式下，所述侦察接收开关选择天线组接收无人机的导航、通信控制信号射频，射频信号经所述侦察接收通道进入所述频率综合系统进行信号分析，输出信号的频率和方向；在干扰模式下，所述综合控制系统根据所述频率综合系统获取分析结果，发送干扰打击命令；或者，在干扰模式下，电磁干扰信号由所述频率综合系统产生，通过所述干扰打击通道经由所述干扰打击开关，将频率综合系统产生的干扰信号通过定向天线发射出去，对目标空域进行干扰。

Images