[0001] 本发明涉及无人机的反制系统技术领域，具体为一种全天候自动探测和干扰无人机的反制系统。

[0002] 当前手持式无人机反制枪主要依靠操作人员目测来发现飞临无人机，然后由操作人员瞄准方式来发现、干扰和反制无人机。首先受制于人眼视觉的发现条件局限(夜晚、雨、雪、阴、雾霾)和发现范围小的影响，很难发现百米开外的民用无人机；而且操作人员无法全天候值守工作。当前无人机的非法应用已经越来越引起人们的警惕：在民航机场的非法飞行、在涉密场所上空的非法停留拍照摄像等。因此如何监测和反制非法无人机，亦成为一个热点领域。如有人训练老鹰来捕捉无人机；有人发射带捕捉网的子弹；有人依靠更快速更大的无人机携带网兜来捕获无人机；还有人依靠电磁干扰来反制无人机。现有技术对无人机的发现依靠人眼目测，而一般无人机大小约为30cm3，即便在光线充足情况下，人眼也很难发现200m开外的无人机。而且在夜晚或其它目视条件受限的场合，发现距离还将减小。而发现距离越短，留给后续处置时间越短，从而影响对无人机的反制效果。另外，利用人眼观测的手段，以及必须由人工参与的干扰方式，也很难保证能够全天候24小时对重点区域的值守和防护。

[0003] 本发明的目的在于提供一种全天候自动探测和干扰无人机的反制系统，具有无需人工干涉和参与，不受制于夜晚、雨、雪、阴、雾霾等自然环境条件的限制，实现全天候值守的优点，以解决上述背景技术中提出的问题。

[0004] 为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：

[0005] 一种全天候自动探测和干扰无人机的反制系统，包括主控计算机、用于安装各种部件的云台、信号处理模块、控制模块、宽带功率放大器、天线阵列和干扰发送天线，云台包括底座、上托盘、叉臂和天线安置轴，底座的内部安装有竖直步进电机、射频滑环、步进电机驱动器、步进电机控制器、网络交换机和串口服务器，底座的内侧面安装有开关电源，竖直步进电机的顶部固定连接叉臂，叉臂内侧通过螺丝安装上托盘，所述上托盘固定安装有信号处理模块、控制模块、宽带功率放大器和射频开关，叉臂的顶端安装天线安置轴，叉臂的侧面安装水平步进电机，水平步进电机连接在天线安置轴上，所述天线安置轴上安装干扰发送天线和天线阵列。

[0006] 优选的，主控计算机为整个系统的“大脑”，通过网线和网络交换机连接，负责整个系统的调度和指挥：步进电机的转动；各路开关、继电器的切换；人机交互环境的维系。

[0007] 优选的，控制模块接收主控计算机指令，经过内部单片机的解释执行，通过高低电平的变化分别控制射频开关的切换、宽带功率放大器(13)的开启与关闭。

[0008] 优选的，步进电机驱动器和步进电机控制器的数量均为两个，步进电机控制器和配套的驱动器协同工作，一路控制控制水平步进电机的转动与停止；一路控制垂直水平步进电机俯仰角度的变化。

[0009] 优选的，串口服务器对上连接网络交换机，将一路网口扩展为三路RS232串口，步进电机控制器占据两路RS232串口，控制模块占据第三路串口。主控计算机发送的指令首先由TCP协议转换为RS232协议，再根据目的地址的不同分别送至步进电机控制器或控制模块。

[0010] 优选的，网络交换机在无人机反制装置云台内部构成一个局域网。

[0011] 与现有技术相比，本发明的有益效果是：本发明的全天候自动探测和干扰无人机的反制系统，云台在主控计算机的控制下在水平面上周期旋转，接收天线不断采集周围空域内的电磁波信号，通过对无人机同遥控器进行通信时所发送的电磁波信号进行特征提取和分析，借此来判断周围空域内是否有无人机存在；并根据信号大小估算无人机的大致方位和距离。由于本发明利用电磁波信号进行无人机的探测，理论上的探测距离可达上千米，要远大于人眼能够发现无人机的距离。并且信号监测主要依靠信号探测和分析模块完成，无需人工干涉和参与；也不再受制于夜晚、雨、雪、阴、雾霾等自然环境条件的限制，因而能够实现全天候值守。附图说明

[0012] 图1为本发明的装置整体正面示意图；

[0013] 图2为本发明的装置整体侧面示意图；

[0014] 图3为本发明的反制系统原理示意图；

[0015] 图4为本发明的反制系统自动工作流程示意图。

[0016] 图中：1主控计算机、2底座、3叉臂、4上托盘、5天线安置轴、6步进电机控制器、7串口服务器、8网络交换机、9步进电机驱动器、10开关电源、11竖直步进电机、12射频滑环、13宽带功率放大器、14上托盘、15信号处理模块、16控制模块、17水平步进电机、18天线阵列、19干扰发送天线。

[0017] 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，所描述的实施例仅仅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。

[0018] 参阅图1-4，本发明提供一种技术方案：一种全天候自动探测和干扰无人机的反制系统，包括主控计算机1、用于安装各种部件的云台、信号处理模块15、控制模块16、宽带功率放大器13、天线阵列18和干扰发送天线19，主控计算机1为整个系统的“大脑”，通过网线和网络交换机8连接，负责整个系统的调度和指挥：步进电机的转动；各路开关、继电器的切换；人机交互环境的维系，云台包括底座2、上托盘4、叉臂3和天线安置轴5，底座2的内部安装有竖直步进电机11、射频滑环12、步进电机驱动器9、步进电机控制器6、网络交换机8和串口服务器7，步进电机驱动器9和步进电机控制器6的数量均为两个，步进电机控制器和配套的驱动器协同工作，一路控制控制水平步进电机17的转动与停止；一路控制垂直水平步进电机11俯仰角度的变化，串口服务器7对上连接网络交换机8，将一路网口扩展为三路RS232串口，步进电机控制器6占据两路RS232串口，控制模块16占据第三路串口。主控计算机1发送的指令首先由TCP协议转换为RS232协议，再根据目的地址的不同分别送至步进电机控制器6或控制模块16，网络交换机8在无人机反制装置云台内部构成一个局域网，负责主控计算机1和各个通信节点的信息交互与传递，底座2的内侧面安装有开关电源10，竖直步进电机11的顶部固定连接叉臂3，叉臂3内侧通过螺丝安装上托盘4，上托盘4固定安装有信号处理模块15、控制模块16、宽带功率放大器13和射频开关14，控制模块16接收主控计算机指令，经过内部单片机的解释执行，通过高低电平的变化分别控制射频开关14的切换、宽带功率放大器13的开启与关闭，宽带功率放大器13用于产生大功率干扰信号，并通过定向天线辐射出去，用以切断无人机同遥控器的通信链路，达到驱离或迫降的目的，天线是一方面用于系统接收外部电磁波信号，另一方面用于将功放产生的干扰信号定向辐射出去。且系统包括四种频段的定向天线，其工作频段完全覆盖了当前无人机所能够使用的工作频段，真正实现了频段全覆盖，叉臂3的顶端安装天线安置轴5，叉臂3的侧面安装水平步进电机17，天线安置轴5上安装干扰发送天线19和天线阵列18，在竖直步进电机11作用下，叉臂3能够在水平上旋转；叉臂3一侧装有水平步进电机17，使天线安置轴5及装在轴上的干扰发送天线19和天线阵列18在水平步进电机17作用下，俯仰角在0～90范围内自由调节。两个电机共同作用，使得天线能够对准空域内的任何一点，干扰发送天线19和天线阵列18通过输送线连接信号处理模块15和宽带功率放大器13，信号处理模块15分别和射频滑环12和宽带功率放大器13电连接，射频滑环12通过千兆网线连接底座2内的网络交换机8，开关电源10电连接信号处理模块15和宽带功率放大器13，射频滑环12将信号处理模块15的信号通过千兆网线送至云台底座2内的网络交换机8；并将开关电源10提供的直流电源送至平台上托盘4给信号处理模块15、宽带功率放大器13供电。

[0019] 工作原理：信号处理模块15一方面对天线所接收的高频电磁波信号进行下变频和AD变换，将处理后的中频数字信号送入主控计算机1进行分析与计算。另一方面，信号处理模块15还可以受主控计算机1控制直接产生不同频段的射频干扰信号，经过宽带功率放大器13功率放大后去干扰无人机。

[0020] 工作流程：首先，云台在主控计算机1的控制下在水平面上周期旋转，接收天线不断采集周围空域内的电磁波信号，送入信号处理模块15，经过信号处理模块15下变频及AD采样后变为数字中频信号送到主控计算机1。主控计算机1对中频信号进行特征提取和分析，并同数据库内的无人机特征信号进行比对，以判断接收信号中是否有无人机通信信号。如果发现无人机特征信号，则步进电机停止转动，使天线对准发现无人机信号的方位，并通过声光信号给操作人员发出报警提示信号。若操作人员在位，则根据系统提供的频段、距离等参考信息，可手动选择对无人机进行驱离或是迫降操作；如果操作人员不在位情况下，还可将系统切换到自动干扰状态，系统自行根据所探测的结果信息，自动发送对应频段的干扰信号。发送干扰信号一段时间后，重新恢复到信号监测的过程，继续对周围空域进行管控。

[0021] 综上所述：本发明的全天候自动探测和干扰无人机的反制系统，利用无线电信号探测并自动定位及释放干扰的反制无人机的方法，通过对无人机通信信号的捕获和分析，能够远距离探测飞临无人机，并且能够自动定位和干扰无人机，不受夜晚、雨、雪、阴、雾霾等自然环境条件影响，利用无线电信号分析手段来探测无人机，所探测距离要远高于人眼发现无人机的距离；且信号受自然环境影响较小，白天晚上均适用，因此可全天候值守。利用旋转云台加定向天线技术，在保证满足反制无人机的同时，反制装置只有探测到无人机才发射干扰信号，并且还采用定向天线发射，对周围电磁环境影响小，云台的旋转、俯仰角度，信号的分析与处理，功放和干扰信号的施放均由软件程序控制，可实现无人值守。反制装置的探测及干扰频段覆盖无人机通信的所有频段，并且反制干扰方式还可在自动和手动两种方式中切换，兼顾了灵活性和可操作性。本系统主控计算机同云台通过以太网连接，反制装置结构紧凑，完全可以将云台放置于建筑物屋顶，还可车载使用，主控计算机1放置于值班室，实现网络化控制，便于实施要害区域的无人机管制，因此，本发明通过对无人机同遥控器进行通信时所发送的电磁波信号进行特征提取和分析，借此来判断周围空域内是否有无人机存在；并根据信号大小估算无人机的大致方位和距离。由于本发明利用电磁波信号进行无人机的探测，理论上的探测距离可达上千米，要远大于人眼能够发现无人机的距离。并且信号监测主要依靠信号探测和分析模块完成，无需人工干涉和参与；也不再受制于夜晚、雨、雪、阴、雾霾等自然环境条件的限制，因而能够实现全天候值守。

[0022] 以上所述，仅为本发明较佳的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，根据本发明的技术方案及其发明构思加以等同替换或改变，都应涵盖在本发明的保护范围之内。