CN217428135U - 电力系统无人机安防系统 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及电力系统无人机安防系统，它包括前端设备、分控中心站和管控中心站，前端设备包括无线电接收与信号处理单元、无人机诱骗打击单元和无人机测向单元，无线电接收与信号处理单元包括无线电接收模块、信号检测模块和信号处理模块，信号处理模块包括专用服务器，无人机测向单元包括无人机测向模块，无人机测向模块包括测向天线；本实用新型具有结构简单、无干扰、精准识别、反集群、实现智能防护的电力系统的优点。

Description

电力系统无人机安防系统

技术领域

本实用新型属于电力系统技术领域，具体涉及电力系统无人机安防系统。

背景技术

电力在当今社会是一个非常重要的资源，电力传输的稳定性至关重要，近年来，随着无人机使用难度的不断降低，无人机在给人们生产生活带来巨大便利的同时，其黑飞与滥用现象也给国家、社会和人民带来了安全隐患，当前由无人飞行器引发的电力系统安全问题日益常态化，其机动灵活、操控智能、造价低廉的特点，带来了无人机随意滥飞、乱飞，由无人机“黑飞”所牵扯出的各类事件事故也频出不穷，已发生多起无人机侵扰重点基础设施和破坏性事件，目前电力系统的立体安防形势异常严峻，采取必要的无人机反制手段对电力系统的变电站、高压线等重要基础设施的安全有着重大意义；因此，提供一种结构简单、无干扰、精准识别、反集群、实现电力系统智能防护的无人机安防系统是非常有必要的。

发明内容

本实用新型的目的是为了克服现有技术的不足，而提供一种结构简单、无干扰、精准识别、反集群、实现智能防护的电力系统的电力系统无人机安防系统。

本实用新型的目的是这样实现的：电力系统无人机安防系统，它包括前端设备、分控中心站和管控中心站，所述的前端设备包括无线电接收与信号处理单元、无人机诱骗打击单元和无人机测向单元，所述的无线电接收与信号处理单元包括无线电接收模块、信号检测模块和信号处理模块，所述的信号处理模块包括专用服务器，所述的无人机测向单元包括无人机测向模块，所述的无人机测向模块包括测向天线。

所述的前端设备通过网络信息通信方式与分控中心站建立连接，所述的分控中心站通过网络信息通信方式与管控中心站建立连接。

所述的无线电接收模块由高增益天线、限幅保护电路模块和低噪声放大器组成，实现支持433M、900M、1.5G、2.4G、5.8G各个频段的无线信号接收功能。

所述的信号检测模块包括高速信号检测处理器、AD转换器和FPGA运算控制器，实现支持各种无线信号检测参数的设置，以快速检测识别不同厂家规范的无人机。

所述的专用服务器采用i7 9700的CPU，实现同时兼容识别并处理WIFI、蓝牙、普通RF信号类型的协议；采用RTX 2070 Supper的GPU，实现支持CUDA并行运算；采用16G双通道内存和千兆网络。

所述的无人机诱骗打击单元由无人机诱骗模块和无人机打击模块组成，所述的无人机诱骗模块包括卫星导航模拟信号模块，所述的无人机打击模块包括打击天线阵列。

本实用新型的有益效果：本实用新型为电力系统无人机安防系统，在使用中，本实用新型构建包含侦测发现、识别、打击反制手段组成的低空防御无人机防御察打一体系统，基于网络信息通信方式，采用智能化指挥调度设计，实现低空防御系统全手段、全天候、智能管控，及时探测发现黑飞无人机，通过适当手段进行驱离、防范控制；无线信号经过无线电接收模块后进入信号检测模块，信号检测模块通过AD转换器将信号变成数字信息，经过FPGA运算控制器运算形成统一的数据包检测结果，以快速检测识别不同厂家规范的无人机，信号处理模块进行进一步识别处理信号检测模块输出的数据包，识别数据所使用的协议，无人机测向模块通过测向天线提供黑飞无人机的方位信息，采用基于导航诱骗技术的无人机诱骗打击单元，通过卫星导航模拟信号模块再生不少于两个频率的卫星导航欺骗信号，对采用卫星导航定位的无人机接收的卫星导航坐标信息进行欺骗式干扰，实现禁飞区投射或者区域拒止功能，并通过打击天线阵列对无人机进行精准打击，如果是黑飞无人机就进行手动或自动打击，白名单无人机则不予干预；本实用新型采用认知无线电协议破解（CRPC）技术，应对复杂的传播环境和干扰，提高目标的探测准确性和精度，达到对低空目标的精准探测与打击的目的，用于解决国内外低慢小民用无人机的侦测、识别、定位、防御、管控，可覆盖当前98%以上的无人机类型，实现对非法无人机目标可靠打击，有效遏制来自非法入侵无人机的破坏和安全威胁，实现对电力系统重点设施的智能防护，具备重大现实意义；本实用新型具有结构简单、无干扰、精准识别、反集群、实现智能防护的电力系统的优点。

附图说明

图1为本实用新型电力系统无人机安防系统的整体结构示意图。

图2为本实用新型电力系统无人机安防系统的前端设备的组成结构示意图。

图3为本实用新型电力系统无人机安防系统的无线电接收模块的组成结构示意图。

图4为本实用新型电力系统无人机安防系统的信号检测模块的组成结构示意图。

图5为本实用新型电力系统无人机安防系统的无人机诱骗打击单元的组成结构示意图。

图中：1、前端设备 10、无线电接收与信号处理单元 101、无线电接收模块 1011、高增益天线 1012、限幅保护电路模块 1013、低噪声放大器 102、信号检测模块 1021、高速信号检测处理器 1022、AD转换器 1023、FPGA运算控制器 103、信号处理模块 1031、专用服务器 11、无人机诱骗打击单元 111、无人机诱骗模块 1111、卫星导航模拟信号模块 112、无人机打击模块 1121、打击天线阵列 12、无人机测向单元 121、无人机测向模块 1211、测向天线 2、分控中心站 3、管控中心站。

具体实施方式

下面结合附图对本实用新型做进一步的说明。

实施例1

如图1-5所示，电力系统无人机安防系统，它包括前端设备1、分控中心站2和管控中心站3，所述的前端设备1包括无线电接收与信号处理单元10、无人机诱骗打击单元11和无人机测向单元12，所述的无线电接收与信号处理单元10包括无线电接收模块101、信号检测模块102和信号处理模块103，所述的信号处理模块103包括专用服务器1031，所述的无人机测向单元12包括无人机测向模块121，所述的无人机测向模块121包括测向天线1211。

所述的无线电接收模块101由高增益天线1011、限幅保护电路模块1012和低噪声放大器1013组成，实现支持433M、900M、1.5G、2.4G、5.8G各个频段的无线信号接收功能。

所述的信号检测模块102包括高速信号检测处理器1021、AD转换器1022和FPGA运算控制器1023，实现支持各种无线信号检测参数的设置，以快速检测识别不同厂家规范的无人机。

所述的无人机诱骗打击单元11由无人机诱骗模块111和无人机打击模块112组成，所述的无人机诱骗模块111包括卫星导航模拟信号模块1111，所述的无人机打击模块112包括打击天线阵列1121。

本实用新型为电力系统无人机安防系统，在使用中，本实用新型的无线电接收模块101使用无线电频谱感知与识别技术接收无线电信号，采取低功率密度特性的微弱信号，从背景噪声中提取出有用信号，提高有效检测距离，无线信号经过无线电接收模块101后进入信号检测模块102，信号检测模块102利用无电线信号破解与特征提取技术，基于特征级融合的二次特征提取技术，以进一步提高估计的精度和鲁棒性，识别无人机的无线电频谱特征，实现跳频跟踪，做到协议破解并识别无人机的ID，并通过AD转换器1022将信号变成数字信息，经过FPGA运算控制器1023运算形成统一的数据包检测结果，以快速检测识别不同厂家规范的无人机，信号处理模块103进行进一步识别处理信号检测模块102输出的数据包，识别数据所使用的协议，无人机测向模块121通过测向天线1211提供黑飞无人机的方位信息，采用基于导航诱骗技术的无人机诱骗打击单元11，通过卫星导航模拟信号模块1111再生不少于两个频率的低于10mW的微功率卫星导航欺骗信号，对采用卫星导航定位的无人机接收的卫星导航坐标信息进行欺骗式干扰，实现禁飞区投射或者区域拒止功能,采用间断诱骗，不会对其他正常运行设备产生干扰，并通过打击天线阵列1121对无人机进行精准打击，如果是黑飞无人机就进行手动或自动打击，白名单无人机则不予干预；本实用新型采用认知无线电协议破解（CRPC）技术，应对复杂的传播环境和干扰，提高目标的探测准确性和精度，达到对低空目标的精准探测与打击的目的，用于解决国内外低慢小民用无人机的侦测、识别、定位、防御、管控，可覆盖当前98%以上的无人机类型，实现对非法无人机目标可靠打击，有效遏制来自非法入侵无人机的破坏和安全威胁，实现对电力系统重点设施的智能防护，具备重大现实意义；本实用新型具有以下优点：（1）绿色零干扰：无源侦测，不主动发射信号，避免对周边环境的射频污染；且诱骗时功率极低，小于10mw；（2）精准识别：能够识别主流无人机生产厂商和型号，并记录无人机识别码；（3）反集群：可应对无人机蜂群攻击，并且辐射功率极低，小于10mw；（4）黑白名单：支持黑白名单，白名单无人机不报警，黑名单无人机报警并唤起无人机诱骗打击单元；实现三无两准一识别（三无：无源侦测、无人值守、360度无死角；两准：精准打击、精准测向；一识别：识别敌我），可在防御区形成一个无形的穹顶式保护罩，里面无人机无法起飞、外部无人机无法进入，有效保护目标；本实用新型具有结构简单、无干扰、精准识别、反集群、实现智能防护的电力系统的优点。

实施例2

如图1-5所示，电力系统无人机安防系统，它包括前端设备1、分控中心站2和管控中心站3，所述的前端设备1包括无线电接收与信号处理单元10、无人机诱骗打击单元11和无人机测向单元12，所述的无线电接收与信号处理单元10包括无线电接收模块101、信号检测模块102和信号处理模块103，所述的信号处理模块103包括专用服务器1031，所述的无人机测向单元12包括无人机测向模块121，所述的无人机测向模块121包括测向天线1211。

所述的前端设备1通过网络信息通信方式与分控中心站2建立连接，所述的分控中心站2通过网络信息通信方式与管控中心站3建立连接。

所述的无线电接收模块101由高增益天线1011、限幅保护电路模块1012和低噪声放大器1013组成，实现支持433M、900M、1.5G、2.4G、5.8G各个频段的无线信号接收功能。

所述的信号检测模块102包括高速信号检测处理器1021、AD转换器1022和FPGA运算控制器1023，实现支持各种无线信号检测参数的设置，以快速检测识别不同厂家规范的无人机。

为了更好的效果，所述的专用服务器1031采用i7 9700的CPU，实现同时兼容识别并处理WIFI、蓝牙、普通RF信号类型的协议；采用RTX 2070 Supper的GPU，实现支持CUDA并行运算；采用16G双通道内存和千兆网络。

为了更好的效果，所述的无人机诱骗打击单元11由无人机诱骗模块111和无人机打击模块112组成，所述的无人机诱骗模块111包括卫星导航模拟信号模块1111，所述的无人机打击模块112包括打击天线阵列1121。

在使用中，本实用新型的无线电接收模块101使用无线电频谱感知与识别技术接收无线电信号，采取低功率密度特性的微弱信号，从背景噪声中提取出有用信号，提高有效检测距离，无线信号经过无线电接收模块101后进入信号检测模块102，信号检测模块102利用无电线信号破解与特征提取技术，基于特征级融合的二次特征提取技术，以进一步提高估计的精度和鲁棒性，识别无人机的无线电频谱特征，实现跳频跟踪，做到协议破解并识别无人机的ID，并通过AD转换器1022将信号变成数字信息，经过FPGA运算控制器1023运算形成统一的数据包检测结果，以快速检测识别不同厂家规范的无人机，信号处理模块103进行进一步识别处理信号检测模块输出的数据包，识别数据所使用的协议，无人机测向模块121通过测向天线1211提供黑飞无人机的方位信息，采用基于导航诱骗技术的无人机诱骗打击单元11，通过卫星导航模拟信号模块1111再生不少于两个频率的低于10mW的微功率卫星导航欺骗信号，对采用卫星导航定位的无人机接收的卫星导航坐标信息进行欺骗式干扰，实现禁飞区投射或者区域拒止功能,采用间断诱骗，不会对其他正常运行设备产生干扰，并通过打击天线阵列1121对无人机进行精准打击，如果是黑飞无人机就进行手动或自动打击，白名单无人机则不予干预；本实用新型采用基于网络通信方式的分控中心站2、管控中心站3实现远程设备控制及智能化调度配置设计，进而实现人工值守和无人值守的工作模式，具备对目标的发现、识别、追踪、处置、历史回溯的功能，前端设备1采用自动巡检设计，实时对运行状态进行检测，当发生故障时，通过预设检测流程，完成设备故障的自动诊断及处理，并上报给管控中心站3，达到设备远程维护的目的；本实用新型针对电力系统多点、多线传输和分布的特点，采用分布式架构设计，通过网络通信的方式，实现前端设备1、分控中心站2及管控中心站3的数据互通，实现对防区进行系统划分，执行对应管控策略，完成对整个区域的分级管理；本实用新型具有结构简单、无干扰、精准识别、反集群、实现智能防护的电力系统的优点。

Claims (6)

1.电力系统无人机安防系统，它包括前端设备、分控中心站和管控中心站，其特征在于：所述的前端设备包括无线电接收与信号处理单元、无人机诱骗打击单元和无人机测向单元，所述的无线电接收与信号处理单元包括无线电接收模块、信号检测模块和信号处理模块，所述的信号处理模块包括专用服务器，所述的无人机测向单元包括无人机测向模块，所述的无人机测向模块包括测向天线。

2.根据权利要求1所述的电力系统无人机安防系统，其特征在于：所述的前端设备通过网络信息通信方式与分控中心站建立连接，所述的分控中心站通过网络信息通信方式与管控中心站建立连接。

3.根据权利要求1所述的电力系统无人机安防系统，其特征在于：所述的无线电接收模块由高增益天线、限幅保护电路模块和低噪声放大器组成，实现支持433M、900M、1.5G、2.4G、5.8G各个频段的无线信号接收功能。

4.根据权利要求3所述的电力系统无人机安防系统，其特征在于：所述的信号检测模块包括高速信号检测处理器、AD转换器和FPGA运算控制器，实现支持各种无线信号检测参数的设置，以快速检测识别不同厂家规范的无人机。

5.根据权利要求1所述的电力系统无人机安防系统，其特征在于：所述的专用服务器采用i7 9700的CPU，实现同时兼容识别并处理WIFI、蓝牙、普通RF信号类型的协议；采用RTX2070 Supper的GPU，实现支持CUDA并行运算；采用16G双通道内存和千兆网络。

6.根据权利要求1所述的电力系统无人机安防系统，其特征在于：所述的无人机诱骗打击单元由无人机诱骗模块和无人机打击模块组成，所述的无人机诱骗模块包括卫星导航模拟信号模块，所述的无人机打击模块包括打击天线阵列。

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