CN209805838U - 一种反无人机侦测干扰一体化装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及一种反无人机侦测干扰一体化装置，包括监测干扰主机和宽带天线；宽带天线包括低端宽带天线和高端宽带天线；监测干扰主机包括射频通道模组、无线电侦测模组、无线电干扰模组、控制器、存储单元、通信单元A和电源模组；射频通道模组的两输入端分别连接低端宽带天线和高端宽带天线；射频通道模组的两输出端分别连接无线电侦测模组和无线电干扰模组；射频通道模组、无线电侦测模组、无线电干扰模组、存储单元和通信单元A均与所述控制器连接，电源模组为所述监测干扰主机提供电力。该装置综合应用无线电侦测和无线电干扰技术，实现了对依赖无线电进行飞行的各种无人机的自动侦测和干扰反制，降低了成本，减小了体积和重量，大大提升了侦测防御效能。

Description

一种反无人机侦测干扰一体化装置

技术领域

本实用新型涉及反无人机领域，具体地，涉及一种反无人机侦测干扰一体化装置。

背景技术

科技进步让无人机得以大量普及和应用，在军事、遥感、电力、农业、物流、交通、娱乐等各行各业发展迅猛，势不可挡。而这也给了不法分子可乘之机，对党政军要地、军事基地、机场、国家战略设施、重要基础设施等构成了巨大威胁，如何有效防控非法或敌意无人机，已成为涉及国家、社会及军事安全的重要课题。

目前，对无人机的侦测技术手段主要包括无线电侦测、雷达探测、光电监视、声音监听等方式。虽然上述任一种单一的方式都不足以侦测发现所有类型和工作方式的无人机，但由于绝大多数无人机的飞行和任务执行依赖于无线电遥控、遥测和卫星导航信号(包括GPS、北斗、格罗纳斯或伽利略等)，所以相比之下无线电侦测是发现无人机的最有效及能力最强的手段。对无人机的反制手段主要包括无线电干扰和物理毁伤两类，物理毁伤包括捕获网抓捕、激光击毁等，捕获网抓捕距离和范围较小，实战效果有限，而激光作为杀伤能力较强的武器装备，有产生次生危害的风险，所以当前普遍采用的无人机反制手段是无线电干扰。

但是，目前普遍采用的对非法无人机的侦测和干扰是分别采用不同的设备进行的，这就造成了设备成本的增加以及设备体积、重量的增大，同时也降低了侦测与干扰设备之间联动工作的时效性，因此，亟需设计一种将侦测和干扰集成在一起的一体化设备。

实用新型内容

本实用新型所要解决的技术问题是提供一种反无人机侦测干扰一体化装置，该装置综合应用无线电侦测和无线电干扰技术，实现了对依赖无线电进行飞行或执行任务的无人机的侦测和干扰，降低了成本，减小了体积和重量。

本实用新型解决上述技术问题的技术方案如下：

一种反无人机侦测干扰一体化装置，包括监测干扰主机和宽带天线；

所述宽带天线包括低端宽带天线和高端宽带天线；

所述监测干扰主机包括射频通道模组、无线电侦测模组、无线电干扰模组、控制器、存储单元、通信单元A和电源模组；所述射频通道模组的两输入端分别连接低端宽带天线和高端宽带天线；所述射频通道模组的两输出端分别连接无线电侦测模组和无线电干扰模组；所述射频通道模组、无线电侦测模组、无线电干扰模组、存储单元和通信单元A均与所述控制器连接，所述电源模组为所述监测干扰主机提供电力。

进一步，所述射频通道模组由两只二选一大功率射频继电器开关组成。

进一步，所述无线电侦测模组包括相连接的下变频单元和信号处理单元；

所述下变频单元包括依次连接的前置放大器、带通滤波器、混频器、低通滤波器、中频放大器和中频滤波器；

所述信号处理单元包括依次连接的A/D转换器、FPGA处理器、数字下变频器和数字信号处理器；

所述中频滤波器连接A/D转换器。

进一步，所述无线电干扰模组包括依次连接的数字频率合成器、上变频器、功率放大器和带通滤波器；所述数字频率合成器用于产生与无人机或遥控器信号参数相同的基带信号，并传输给上变频器；上变频器用于将基带信号变频到与无人机或遥控器信号相同的频点，得到与无人机或遥控器信号参数具有相关性的随机干扰信号并传输给功率放大器；功率放大器用于对随机干扰信号进行功率放大，并传输给带通滤波器；带通滤波器用于滤掉随机干扰信号之外的其它信号，并输出到发射天线对无人机或遥控器信号进行干扰。

进一步，所述低端宽带天线和高端宽带天线均采用双锥天线，分别实现对130MHz～1500MHz和1.5GHz～6GHz频段的无人机和遥控器信号的接收和对无人机和遥控器的干扰信号的发射。

进一步，所述电源模组包括电源转换监控板和锂电池模组，所述电源转换监控板连接锂电池模组，所述电源转换监控板连接外部电源；所述锂电池模组包括两路并联的锂电池单元，每路锂电池单元包括多个串联的锂电池。

进一步，还包括显示单元，所述显示单元连接所述控制器。

进一步，还包括监控中心，所述监控中心包括通信单元B和上位机，所述通信单元A和通信单元B用于建立监测干扰主机与上位机之间的通信链路，实现两者之间的信息交互。

进一步，所述上位机为智能终端、笔记本电脑、台式电脑或IPAD。

进一步，所述通信单元A和通信单元B均为无线通信单元或有线通信单元。

本实用新型的有益效果是：

(1)侦测和干扰系统共用天线、控制器、通信单元、射频通道、电源和机箱等单元设备，大大降低了成本，减小了体积和重量，使产品具有很好的经济实用型和市场竞争力；

(2)侦测和干扰采取协同工作方式，能在侦测发现无人机信号的最短时间，将工作模式从侦测模式切换为干扰模式，对无人机目标实施精准干扰，在干扰过程中还可定时快速切换回侦测模式检测无人机信号的参数变化状态，从而快速调整干扰信号参数实现瞄准式精确干扰打击，这样的工作协同性、灵活性和响应速度是侦测、干扰分离设备难以达到的；

(3)由于设备体积较小、重量较轻，便于车载到现场执行反无人机应急任务；

(4)由于本实用新型侦测和干扰无缝覆盖了130MHz～6000MHz频段，该频段涵盖了当前使用无线电的所有款型的“低慢小”无人机，所以本实用新型具有很强的侦测防御能力；

(5)采用AC220V市电和锂电两种供电方式。锂电供电使用锂电池模组，一次充电可保证连续侦测16小时、连续干扰1小时以上，保证在户外无市电条件下的有效工作；

(6)具有对无人机信号的自动侦测能力及联动的数字信号自动干扰能力，实现了无人值守工作模式，具有良好的适用性和实用性。

附图说明

图1为本实用新型的一体化侦测干扰装置原理框图；

图2为本实用新型的射频通道模组原理框图；

图3为本实用新型的无线电侦测模组组成框图；

图4为本实用新型的下变频单元原理框图；

图5为本实用新型的信号处理单元原理框图；

图6为本实用新型的无线电干扰模组组成框图。

具体实施方式

以下结合附图对本实用新型的原理和特征进行描述，所举实例只用于解释本实用新型，并非用于限定本实用新型的范围。

本实用新型提出了一种能自动侦测发现和干扰无人机的侦测干扰一体化反无人机装置。该装置应用无线电侦测技术和电子对抗技术，对无人机及遥控器发出的超宽频段范围(130MHz～6000MHz)的无线电信号进行自动侦测、分析和识别，并自动对其实施频率瞄准式干扰，使无人机的测控数据链及卫星导航信号被阻断而被逼返或逼降，防止无人机飞入被保护区域构成威胁。

如图1所示，一种反无人机侦测干扰一体化装置，包括监测干扰主机和宽带天线；该监测干扰主机包括射频通道模组、无线电侦测模组、无线电干扰模组、控制器、存储单元、显示单元、通信单元A和电源模组；所述射频通道模组的两输入端分别连接低端宽带天线和高端宽带天线；所述射频通道模组的两输出端分别连接无线电侦测模组和无线电干扰模组；所述射频通道模组、无线电侦测模组、无线电干扰模组、存储单元和通信单元A均与所述控制器连接，所述电源模组为所述监测干扰主机提供电力。

该宽带天线包括低端宽带天线和高端宽带天线，两种天线均采用双锥天线，分别实现对130MHz～1500MHz和1.5GHz～6GHz频段的无人机和遥控器信号的接收和对无人机和遥控器的干扰信号的发射功能；

如图2所示，所述监测干扰主机的射频通道模组由两只二选一大功率射频继电器开关组成，用于对低端宽带天线或高端宽带天线的选择切换及对侦测或干扰通道的选择切换。

如图3所示，所述无线电侦测模组包括下变频单元和信号处理单元，用于在控制器的控制下对无人机信号和遥控器信号进行扫描搜索、分析识别和ITU参数测量，并将获得的无人机信号和遥控器信号的ITU参数传输给控制器，供控制器控制无线电干扰模组产生干扰信号时使用。

如图4所示，所述下变频单元包括依次连接的前置放大器、带通滤波器、混频器、低通滤波器、中频放大器和中频滤波器。前置放大器用于对所述无线电信号进行低噪声放大；带通滤波器用于滤掉经过前置放大后的所需频段外的带外信号；混频器用于对经过滤波后的无线电信号进行混频，得到中频模拟信号；低通滤波器用于对中频模拟信号进行低通滤波，滤掉中频最大频率以上的信号；中频放大器用于对滤波后的中频模拟信号进行放大；中频滤波器用于对中频模拟信号进行中频滤波，滤掉除中频带宽以外的其它信号。

如图5所示，所述信号处理单元包括依次连接的A/D转换器、FPGA处理器、数字下变频器和数字信号处理器。A/D转换器用于将所述放大后的中频模拟信号转换为中频数字信号；FPGA处理器用于对中频数字信号进行FFT变换，实现信号从时域到频域的转换，得到中频频谱数据；数字下变频器用于对指定信号的中频频谱数据进行下变频运算，得到信号的零中频频谱数据；数字信号处理器对信号进行ITU参数测量和信号分析识别，ITU参数包括中心频率、信号带宽、调制模式、场强或幅度等。

如图6所示，所述无线电干扰模组包括数字频率合成器、上变频器、功率放大器和带通滤波器，用于根据控制器发出的干扰工作指令产生与无人机或遥控器信号参数相同的干扰信号，输出给发射天线进行发射。所述数字频率合成器用于产生与无人机或遥控器信号参数相同的基带信号，并传输给上变频器；上变频器用于将基带信号变频到与无人机或遥控器信号相同的频点，得到与无人机或遥控器信号参数具有相关性的随机干扰信号并传输给功率放大器；功率放大器用于对随机干扰信号进行功率放大，并传输给带通滤波器；带通滤波器用于滤掉随机干扰信号之外的其它信号，并输出到发射天线对无人机或遥控器信号进行干扰。

所述电源模组包括电源转换监控板和锂电池模组，所述电源转换监控板连接锂电池模组，所述电源转换监控板连接外部电源；所述锂电池模组包括两路并联的锂电池单元，每路锂电池单元包括多个串联的锂电池，实现对电能的存储。该电源模组用于将来自内部的锂电池模组的DC12V电源、来自外部的AC220V电源进行转换，输出多种DC电源，供各模块设备使用。

本实施例中，还包括监控中心，所述监控中心包括通信单元B和上位机，所述通信单元A和通信单元B用于建立监测干扰主机与上位机之间的通信链路，实现两者之间的信息交互。所述上位机为智能终端、笔记本电脑、台式电脑或IPAD。所述通信单元A和通信单元B均为无线通信单元或有线通信单元。所述上位机用于向监测干扰主机发出无人机侦测指令或干扰指令，接收并显示监测干扰主机获得的无人机参数信息及设备工作状态信息。

本实用新型的工作原理为：监测干扰主机接收来自上位机的无人机侦测或干扰指令，当启动侦测时，控制器控制射频通道模组将天线通道切换到侦测通道并根据扫描侦测的频段切换到低端或高端宽带天线，控制下变频器单元和信号处理单元对无人机信号和遥控器信号进行扫描搜索、分析识别和ITU参数测量，获得无人机信号和遥控器信号的ITU参数，并将结果传输给上位机；当启动干扰时，控制器控制射频通道模组将天线通道切换到干扰通道并根据发射的干扰信号的频段切换到低端或高端宽带天线，控制无线电干扰模组产生与无人机或遥控器信号参数相同的干扰信号，输出给发射天线进行发射。控制器还用于将获知的外部电磁环境信息、已知的及侦测获取的新无人机和遥控器无线电信息传输给存储单元进行存储，将当前工作状态信息传输给显示单元进行显示并通过通信单元A传输给上位机。

本实用新型在具体实施时，其工作过程为：

(1)在设备完成安装时，及在其它无安保任务并确保无无人机时，上位机向监测干扰主机下达监测电磁环境信息指令。监测干扰主机的控制器接收到该指令后，控制无线电侦测模组(在射频通道模组配合下)对130MHz～6GHz频段范围内的无线电进行一定时长的频谱扫描、信号提取、参数测量和数据统计，获取全频段频谱图和所有信号的ITU参数，记录在存储单元内并传输给上位机；

(2)上位机向监测干扰主机下达无人机自动侦测指令后，监测干扰主机的控制器控制射频通道模组进行通道设置，控制无线电侦测模组对130MHz～6GHz频段范围内的疑似无人机信号和遥控器信号进行搜索查找，通过与之前采集记录的信号进行比对，发现新增信号时进行分析和识别，然后将包含所发现无人机和遥控器无线电信号参数、时间、侦测干扰设备ID号等信息在内的告警信息传输给上位机；

(3)接收到告警信息后，上位机向监测干扰主机下达无人机自动干扰指令，监测干扰主机的控制器控制无线电干扰模组生成与无人机或遥控器信号参数相同的干扰信号，生成对卫星导航信号(包括GPS、北斗、GLONASS和伽利略)的干扰信号，并经射频通道模组传输给天线进行干扰信号发射；

(4)每持续干扰一定时长后，控制器控制无线电干扰模组暂停工作，控制无线电侦测模组检测当前疑似无人机信号或遥控器信号是否仍存在，如存在则继续对其实施干扰，如消失则可认为无人机已被逼返或逼降，此时即可结束本次干扰过程。

本实用新型提出的一种能自动侦测发现和干扰无人机的侦测干扰一体化反无人机装置侦测和干扰无缝覆盖了130MHz～6000MHz频段，该频段涵盖了当前使用的所有各种款型的“低慢小”无人机的频率；同时，本实用新型将无线电侦测与无线电干扰设备及功能有机地整合为一体，采用7x24h全自动无人值守工作模式，具有部署便捷、响应速度快、处置能力强、结构紧凑、性价比高等特点，特别适宜于在要地周界部署承担常态化低空防卫任务，或在应急事件现场快速部署承担临时低空管制任务。

以上所述仅为本实用新型的较佳实施例，并不用以限制本实用新型，凡在本实用新型的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种反无人机侦测干扰一体化装置，其特征在于，包括监测干扰主机和宽带天线；

所述宽带天线包括低端宽带天线和高端宽带天线；

所述监测干扰主机包括射频通道模组、无线电侦测模组、无线电干扰模组、控制器、存储单元、通信单元A和电源模组；所述射频通道模组的两输入端分别连接低端宽带天线和高端宽带天线；所述射频通道模组的两输出端分别连接无线电侦测模组和无线电干扰模组；所述射频通道模组、无线电侦测模组、无线电干扰模组、存储单元和通信单元A均与所述控制器连接，所述电源模组为所述监测干扰主机提供电力。

2.根据权利要求1所述的反无人机侦测干扰一体化装置，其特征在于，所述射频通道模组包括两只相连接的二选一大功率射频继电器开关。

3.根据权利要求1所述的反无人机侦测干扰一体化装置，其特征在于，所述无线电侦测模组包括相连接的下变频单元和信号处理单元；

所述下变频单元包括依次连接的前置放大器、带通滤波器、混频器、低通滤波器、中频放大器和中频滤波器；

所述信号处理单元包括依次连接的A/D转换器、FPGA处理器、数字下变频器和数字信号处理器；

所述中频滤波器连接A/D转换器。

4.根据权利要求1所述的反无人机侦测干扰一体化装置，其特征在于，所述无线电干扰模组包括依次连接的数字频率合成器、上变频器、功率放大器和带通滤波器。

5.根据权利要求1所述的反无人机侦测干扰一体化装置，其特征在于，所述低端宽带天线和高端宽带天线均采用双锥天线，分别实现对130MHz～1500MHz和1.5GHz～6GHz频段的无人机和遥控器信号的接收和对无人机和遥控器的干扰信号的发射。

6.根据权利要求1所述的反无人机侦测干扰一体化装置，其特征在于，所述电源模组包括电源转换监控板和锂电池模组，所述电源转换监控板连接锂电池模组，所述电源转换监控板连接外部电源；所述锂电池模组包括两路并联的锂电池单元，每路锂电池单元包括多个串联的锂电池。

7.根据权利要求1至6中任一项所述的反无人机侦测干扰一体化装置，其特征在于，还包括显示单元，所述显示单元连接所述控制器。

8.根据权利要求7所述的反无人机侦测干扰一体化装置，其特征在于，还包括监控中心，所述监控中心包括通信单元B和上位机，所述通信单元A和通信单元B用于建立监测干扰主机与上位机之间的通信链路，实现两者之间的信息交互。

9.根据权利要求8所述的反无人机侦测干扰一体化装置，其特征在于，所述上位机为智能终端、笔记本电脑、台式电脑或IPAD。

10.根据权利要求8所述的反无人机侦测干扰一体化装置，其特征在于，所述通信单元A和通信单元B均为无线通信单元或有线通信单元。