CN212692692U - 一种基于射频光纤拉远技术的无人机防御系统 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种基于射频光纤拉远技术的无人机防御系统，涉及无人机防御技术领域，尤其是一种基于射频光纤拉远技术的无人机防御系统。其包括：信号发生单元、第一功率放大单元、射频光转换器、光纤、光射频转换器以及射频辐射终端。该系统采用光纤作为射频拉远线路，较使用射频同轴线极大节约成本。其实现的主要物理载体为光纤，光纤相较同轴线成本低，衰减小，传输距离长，几乎不受外界电磁波的干扰。由于光纤可以拉远信号发生单元与射频辐射终端的距离，故在应用中可以将信号发生单元设置在诸如控制室这样的理想环境中，大大减少了雷击、雨、雪、尘土对信号发生单元的影响，延长了信号发生单元的使用寿命。

Description

一种基于射频光纤拉远技术的无人机防御系统

技术领域

本实用新型涉及无人机防御技术领域，尤其是一种基于射频光纤拉远技术的无人机防御系统。

背景技术

卫星导航技术和智能控制技术结合，催生了无人驾驶技术的迅猛发展，在卫星导航信息的支撑下，无人驾驶设备可以从空中、地面或水面，精确自主巡航。这给生产生活带来便利的同时，也给公共安全带来了严重威胁。无人机的滥用、黑飞，给军、警以及安保部门带来了严重威胁，由此促进了反无人机设备的迅速普及。而目前，最有效、最常见的反无人机手段是无线电压制式干扰和诱骗式干扰技术。

在使用上述反无人机手段时，通常将无人机防御系统产生的电磁防御信号经功率放大器放大后，通过射频同轴电缆传送到射频辐射终端（天线），通过射频辐射终端将防御信号辐射到防御区域。在实际应用中，若将无人机防御系统信号发生设备和射频辐射终端均安装在室外，设备容易遭受雷击，易受到雨、雪、尘土的侵蚀，从而降低了使用可靠性和寿命；另外，为了避免信号受周边地形、建筑物的遮挡，射频辐射终端架通常需要架设在较高的地方，而在这些地方安装体积和质量较大的信号发生设备并不容易，也不便于后期维护和管理。

发明内容

本实用新型提供了一种基于射频光纤拉远技术的无人机防御系统，用于解决防御系统信号发生设备需随射频辐射终端就近安装的问题。

本实用新型采用如下技术方案：

一种基于射频光纤拉远技术的无人机防御系统，包括：信号发生单元、第一功率放大单元、射频光转换器、光纤、光射频转换器、第二功率放大单元以及射频辐射终端；

所述信号发生单元用于产生无人机电磁防御信号，所述第一功率放大单元用于将所述信号发生单元产生的无人机电磁防御信号进行功率放大；所述射频光转换器用于将功率放大后的无人机电磁防御信号转化为光信号；所述光射频转换器用于将来自所述光纤的光信号转化为无人机电磁防御信号；所述第二功率放大单元用于将来自所述光射频转换器的无人机电磁防御信号进行功率放大；所述射频辐射终端用于将来自所述第二功率放大单元的无人机电磁防御信号以电磁波的形式辐射到防御区域外围；

所述信号发生单元设有输出端，所述第一功率放大单元以及所述第二功率放大单元均设有输入端以及输出端，所述射频光转换器以及所述光射频转换器均设有输入端以及输出端，所述射频辐射终端设有输入端，所述光纤包括第一端以及第二端；

所述第一功率放大单元输入端与所述信号发生单元输出端电连接，所述第一功率放大单元输出端与所述射频光转换器射频输入端电连接；所述光纤第一端与所述射频光转换器输出端信号连接，所述光纤第二端与所述的光射频转换器输入端信号连接，所述第二功率放大单元输入端与所述光射频转换器输出端电连接，所述射频辐射终端输入端与所述第二功率放大单元输出端电连接。

进一步地，所述信号发生单元包括：诱骗信号发生器，所述诱骗信号发生器用于生成卫星导航系统诱骗信号，所述诱骗信号发生器设有信号输出端，所述诱骗信号发生器信号输出端与所述第一功率放大单元输入端电连接。

进一步地，所述信号发生单元包括：无人机电磁干扰信号发生器，所述无人机电磁干扰信号发生器用于产生干扰电磁波信号，所述干扰电磁波信号用于堵塞无人机无线通信通道和/或卫星导航信道，所述无人机电磁干扰信号发生器设有信号输出端，所述无人机电磁干扰信号发生器输出端与与所述第一功率放大单元输入端电连接。

进一步地，所述射频辐射终端为全向天线、定向天线、阵列天线、泄露波导、泄漏电缆中之一。

进一步地，所述射频光转换器和/或所述光射频转换器设有端子，所述端子用于配置所述射频光转换器和/或所述光射频转换器的工作参数。

进一步地，所述射频光转换器设有至少两个输出端。

进一步地，所述射频光转换器输出端设有开关，所述开关用于打开或关闭所述射频光转换器输出端的输出信号。

本实用新型的积极效果如下：

本实用新型公开了基于射频光纤拉远技术的无人机防御系统，其包括：信号发生单元、第一功率放大单元、射频光转换器、光纤、光射频转换器、第二功率放大单元以及射频辐射终端。

该系统依靠光作为信号的载体，将信号发生单元产生的无人机电磁防御信号传送到射频辐射终端。其实现的主要物理载体为光纤，光纤相较同轴线成本低，衰减小，传输距离长，几乎不受外界电磁波的干扰。由于光纤可以拉远信号发生单元与射频辐射终端的距离，故在应用中可以将信号发生单元设置在诸如控制室这样的理想环境中，大大减少了雷击、雨、雪、尘土对信号发生单元设备的影响，延长了信号发生单元的使用寿命，信号发生单元设置在户内时，还方便工作人员对信号发生单元进行管理。

1.本实用新型采用光纤作为射频拉远线路，成本低廉、较使用射频同轴线极大节约成本。

2.由于光纤损耗低，且射频光转换器和光射频转换器自带增益补偿，避免了使用射频同轴线衰减需要级联线路放大器的问题。

3.可全天候，24小时工作，通过射频信号拉远，可将信号发生单元设备安装在控制室，方便工作人员管理、配置。

4.可防信号发生单元设备遭受雷击、防雨、雪、尘土，延长设备使用寿命；

5.一拖多射频光转换器的多路光纤输出接口可独立配置通断，可实现不同方位电磁防御信号控制，减少电磁环境污染。

6.架设方便，通过信号拉远只需将设射频辐射终端选址架设，避免了体积和质量较大的信号发生设备在户外安装不便的问题。

该防御系统的信号发生单元包括诱骗信号发生器，诱骗信号发生器作为信号发生单元的一种，可以生成卫星导航诱骗信号，通过射频信号拉远，可在特定区域，发挥拦截、驱离、禁飞、捕获或击落入侵区域的无人机作用；

该防御系统的信号发生单元包括无人机电磁干扰信号发生器，无人机通讯导航干扰就是通过发射大功率信号，产生大量的电磁波辐射，阻断卫星导航信号（包括GPS、北斗、格洛纳斯、伽利略）信道，以及2.4GHz遥控信号和5.8GHz图像传输信号等无人机通讯信道。高功率的信号阻塞外部无人机导航、遥控或图像传输信号，可以使无人机无线通信信道有效输入信噪比下降，进而阻断无人机的导航，遥控、以及空地数据通讯链路。

该防御系统的射频光转换器和/或光射频转换器还设有端子，通过端子可以根据应用场景有针对性的对射频光转换器和/或光射频转换器进行配置，应用灵活度高。

该防御系统的射频光转换器通常设有至少两个输出端，实现多路光纤和光射频转换器拉远到不同方位，并分别与各自射频辐射终端电连接，网络结构更清晰，网络节点更少。该射频光转换器还设有开关，通过开关配置光纤输出端通断，从而实现不同方位电磁防御信号控制。

本实用新型成本低、技术成熟、性能稳定、架设便捷、安全可靠，可广泛应用于军政要地、一级安防区域、油气油田、机场、边境线、高速公路和铁路、港口、内河航线等无人机防御领域。

附图说明

图1为本实用新型实施方式无人机防御系统结构示意图。

具体实施方式

为了使本实用新型的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本实用新型进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施方式仅用以解释本实用新型，并不用于限定本实用新型。

如图1所示，一种基于射频光纤拉远技术的无人机防御系统，包括：信号发生单元、第一功率放大单元、射频光转换器、光纤、光射频转换器、第二功率放大单元以及射频辐射终端；信号发生单元用于产生无人机电磁防御信号，第一功率放大单元用于将信号发生单元产生的无人机电磁防御信号进行功率放大；射频光转换器用于将功率放大后的无人机电磁防御信号转化为光信号；光射频转换器用于将来自光纤的光信号转化为无人机电磁防御信号；第二功率放大单元用于将来自光射频转换器的无人机电磁防御信号进行功率放大；射频辐射终端用于将来自第二功率放大单元的无人机电磁防御信号以电磁波的形式辐射到防御区域外围；信号发生单元设有输出端，第一功率放大单元以及第二功率放大单元均设有输入端以及输出端，射频光转换器以及光射频转换器均设有输入端以及输出端，射频辐射终端设有输入端，光纤包括第一端以及第二端；第一功率放大单元输入端与信号发生单元输出端电连接，第一功率放大单元输出端与射频光转换器射频输入端电连接；光纤第一端与射频光转换器输出端信号连接，光纤第二端与的光射频转换器输入端信号连接，第二功率放大单元输入端与光射频转换器输出端电连接，射频辐射终端输入端与第二功率放大单元输出端电连接。

更为具体地，无人机为无人飞行器、无人车或无人船。

信号发生单元用于产生无人机电磁防御信号。无人机电磁防御信号为卫星导航系统诱骗信号或无人机电磁干扰信号。

第一功率放大单元以及第二功率放大单元，其工作频率覆盖所有导航、图传、链路干扰信号频段，在保持不失真的前提下，将信号发生单元生成的微弱信号，放大到所需要的功率。

光纤，是光导纤维的简写，是一种利用光在玻璃或塑料制成的纤维中的全反射原理而达成的光传导工具。在使用时，通常光纤封装在塑料护套中，使得它能够弯曲而不至于断裂。在日常生活中，由于光信号在光导纤维的传导损耗比电信号在电缆中传导的损耗低得多，光纤被广泛用作长距离的信息传递。

射频光转换器和光射频转换器是一种通过PFM调制技术在保证一定带宽、误码率、信噪比、衰减的情况下完成射频信号和光信号相互转换的设备。

本实施方式，射频光转换器和光射频转换器采用模块化设计，两者物理硬件相同，即一模块具备这两种功能，通过内置开关选择不同的功能方式。

射频光转换器设有射频输入接口以及光纤输出接口，光射频转换器，设有射频输出接口以及光纤输入接口，射频光转换器和光射频转换器组成一套射频信号和光信号转换和还原设备，光纤一端与射频光转换器的光纤输出接口连接，光纤的另一端与光射频转换器光纤输入接口连接，射频辐射终端与光射频转换器射频输出接口电连接。

本实用新型经过发明人创造性劳动，选择利用射频光纤技术来解决无人机防御系统射频信号拉远的问题。在光纤建设上，既可以基于现有的光纤铺设条件建设，也可以通过悬挂、混凝土浅埋敷设，还可以PVC穿管架设，整洁美观，隐蔽。通过射频信号拉远只需将设射频辐射终端选址架设，避免了体积和质量较大的信号发生单元设备在户外安装不便的问题。

该系统依靠光作为信号的载体，将信号发生单元产生的无人机电磁防御信号传送到射频辐射终端。其实现的主要物理载体为光纤，光纤相较同轴线成本低，衰减小，传输距离长，几乎不受外界电磁波的干扰。由于光纤可以拉远信号发生单元与射频辐射终端的距离，故在应用中可以将信号发生单元设置在诸如控制室这样的理想环境中，大大减少了雷击、雨、雪、尘土对信号发生单元的影响，延长了信号发生单元的使用寿命，信号发生单元设置在户内时，还方便工作人员对信号发生单元进行管理。

进一步地，信号发生单元包括：诱骗信号发生器，诱骗信号发生器用于生成卫星导航系统诱骗信号，诱骗信号发生器设有信号输出端，诱骗信号发生器信号输出端与第一功率放大单元输入端电连接。

更为具体地，导航诱骗信号发生器用于生成任意指定位置和速度的卫星导航模拟信号，即通常所说的伪信号，该伪信号经功率放大器放大后，通过光纤拉远，经射频辐射终端将此伪信号辐射出去，遮断天空中功率微弱的真实信号，就可侵入伪信号覆盖区域内的卫星导航接收终端，将模拟位置和速度信息注入到卫星导航接收终端的卫星导航系统，实现卫星导航诱骗。

设有卫星导航诱骗信号发生器无人机防御系统，可实现无人机单机或集群无人值守区域禁飞、自动定向驱离、定点击落等功能。

进一步地，无人机电磁干扰信号发生器，无人机电磁干扰信号发生器用于产生干扰电磁波信号，干扰电磁波信号用于堵塞无人机无线通信通道和/或卫星导航信道，无人机电磁干扰信号发生器设有信号输出端，无人机电磁干扰信号发生器输出端与与第一功率放大单元输入端电连接。

更为具体地，干扰电磁波就是通过发射大功率信号，产生大量的电磁波辐射，干扰卫星导航信号（包括GPS、北斗、格洛纳斯、伽利略）、2.4GHz遥控信号和5.8GHz图像传输信号。从而阻塞外部侵入设备如无人机导航信号、遥控信号或图像传输信号，通过对外部侵入设备施加干扰电磁波信号，可以使外部侵入设备的有效输入信噪比下降，进而实现了防御外部侵入无人机。

进一步地，所述射频辐射终端为全向天线、定向天线、阵列天线、泄露波导、泄漏电缆中之一。

进一步地，射频光转换器和/或光射频转换器设有端子，端子用于配置射频光转换器和/或光射频转换器的工作参数。

更为具体地，漏泄波导，是根据需要人为地在金属波导宽面或者窄面上，间隔一定距离开具规则槽孔或者缝隙，其既可在波导内部纵向传输射频信号也可通过缝隙外辐射和接收射频信号。

端子通常形式为数据接口形式，射频光转换器和/或光射频转换器设有数据接口，通过数据接口可配置射频光转换器和/或光射频转换器进行参数配置，如配置射频光转换器和光射频转换器自增益补偿，保证在一定传输距离上，光信号在光纤传输上自动补偿衰减。

端子还有一种形式为诸如物理跳线方式，通过不同的跳线组合进行工作参数配置；如通过选择跳线组合，调整配置射频光转换器和光射频转换器自增益补偿参数，保证在一定传输距离上，光信号在光纤传输上自动补偿衰减。

设有端子的射频光转换器和/或光射频转换器，可以根据应用场景有针对性的对射频光转换器和/或光射频转换器进行配置，应用灵活度高。

进一步地，射频光转换器设有至少两个输出端。

进一步地，射频光转换器输出端设有开关，开关用于打开或关闭射频光转换器输出端的输出信号。

更为具体地，在实施上，射频光转换器通常设有两个以上的输出端，不同的输出端再分别与光纤进行信号连接，从而实现射频光转换器输出不止一路的无人机电磁防御信号，通过一拖多射频光转换器分出的多个光纤输出接口，可通过多路光纤和光射频转换器拉远到不同方位，并分别与各自射频辐射终端电连接。在射频光转换器输出端设有开关，开关与射频光转换器输出端一一对应，该开关可以是物理开关，通过物理开关配置射频光转换器打开或关闭射频光转换器输出端的输出信号。该开关还可以是虚拟开关，即通过上述的端子进行配置，从而关闭射频光转换器输出端的输出信号。

射频光转换器通过设有至少两个输出端，实现多路光纤和光射频转换器拉远到不同方位，并分别与各自射频辐射终端电连接，网络结构更清晰，网络节点更少。该射频光转换器还设有开关，通过开关配置光纤输出端通断，从而实现不同方位电磁防御信号控制。

在实施上，防御系统可采用至少两套的基于射频光纤拉远技术的无人机防御系统。各防御单元信号发生单元可配备不同的防御参数，可分段控制开启，系统可通过有线或无线方式接收指控系统控制，自动化智能化防御多批次、多方向无人机的入侵。

防御系统可以配置成24小时无人机值守自动防御模式和定向驱离模式。

24小时无人机值守自动防御模式：根据不同的防御区域的特征，将防御区域根据需求分为四个（东南西北）、八个（东，西，南，北，东南，西南，东北，西北）甚至更多的防御方位，每个方位独立配备无人机卫星导航诱骗防御单元，将防御效果配置为向防御方位反方向驱离入侵的无人机。

定向驱离模式：根据不同的防御区域的特征，将防御区域根据需求分为四个（东南西北）、八个（东，西，南，北，东南，西南，东北，西北）甚至更多的防御方位，每个方位光纤输出口可独立开关、所有射频辐射终端连接到一个总信号发生器：信号发生器根据外部侦察探测设备的引导，配置导航诱骗反无人机信号的驱离方向，自动打开相应的射频辐射终端，拦截驱离入侵无人机。

以上所述实施方式仅为本实用新型的优选实施例，而并非本实用新型可行实施的穷举。对于本领域一般技术人员而言，在不背离本实用新型原理和精神的前提下对其所做出的任何显而易见的改动，都应当被认为包含在本实用新型的权利要求保护范围之内。

Claims (7)

1.一种基于射频光纤拉远技术的无人机防御系统，其特征在于，包括：信号发生单元、第一功率放大单元、射频光转换器、光纤、光射频转换器、第二功率放大单元以及射频辐射终端；

所述信号发生单元用于产生无人机电磁防御信号，所述第一功率放大单元用于将所述信号发生单元产生的无人机电磁防御信号进行功率放大；所述射频光转换器用于将功率放大后的无人机电磁防御信号转化为光信号；所述光射频转换器用于将来自所述光纤的光信号转化为无人机电磁防御信号；所述第二功率放大单元用于将来自所述光射频转换器的无人机电磁防御信号进行功率放大；所述射频辐射终端用于将来自所述第二功率放大单元的无人机电磁防御信号以电磁波的形式辐射到防御区域外围；

所述信号发生单元设有输出端，所述第一功率放大单元以及所述第二功率放大单元均设有输入端以及输出端，所述射频光转换器以及所述光射频转换器均设有输入端以及输出端，所述射频辐射终端设有输入端，所述光纤包括第一端以及第二端；

所述第一功率放大单元输入端与所述信号发生单元输出端电连接，所述第一功率放大单元输出端与所述射频光转换器射频输入端电连接；所述光纤第一端与所述射频光转换器输出端信号连接，所述光纤第二端与所述的光射频转换器输入端信号连接，所述第二功率放大单元输入端与所述光射频转换器输出端电连接，所述射频辐射终端输入端与所述第二功率放大单元输出端电连接。

2.根据权利要求1所述的基于射频光纤拉远技术的无人机防御系统，其特征在于，所述信号发生单元包括：诱骗信号发生器，所述诱骗信号发生器用于生成卫星导航系统诱骗信号，所述诱骗信号发生器设有信号输出端，所述诱骗信号发生器信号输出端与所述第一功率放大单元输入端电连接。

3.根据权利要求1所述的基于射频光纤拉远技术的无人机防御系统，其特征在于，所述信号发生单元包括：无人机电磁干扰信号发生器，所述无人机电磁干扰信号发生器用于产生干扰电磁波信号，所述干扰电磁波信号用于堵塞无人机无线通信通道和/或卫星导航信道，所述无人机电磁干扰信号发生器设有信号输出端，所述无人机电磁干扰信号发生器输出端与所述第一功率放大单元输入端电连接。

4.根据权利要求2-3任一权利要求所述的基于射频光纤拉远技术的无人机防御系统，其特征在于，所述射频辐射终端为全向天线、定向天线、阵列天线、泄露波导、泄漏电缆中之一。

5.根据权利要求4所述的基于射频光纤拉远技术的无人机防御系统，其特征在于，所述射频光转换器和/或所述光射频转换器设有端子，所述端子用于配置所述射频光转换器和/或所述光射频转换器的工作参数。

6.根据权利要求5所述的基于射频光纤拉远技术的无人机防御系统，其特征在于，所述射频光转换器设有至少两个输出端。

7.根据权利要求6所述的基于射频光纤拉远技术的无人机防御系统，其特征在于，所述射频光转换器输出端设有开关，所述开关用于打开或关闭所述射频光转换器输出端的输出信号。

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