[发明专利]反无人机被动探测和测向定位系统

说明书

本发明涉及反无人机被动探测和测向定位系统。该系统包括阵列天线、射频切换开关、双通道接收机、双通道信号处理机、无线路由器、定位服务器、监控终端等。系统通过阵列天线被动截获和接收无人机及操作者发射的测控和图传射频信号，双通道接收机对截获接收到目标信号变频为中频信号，对中频信号进行信号检测和参数估计，得到无人机的特征参数，通过无线路由器发送到定位服务器。定位服务器端接收到无人机的特征参数后，对无人机特征参数进行测向交叉定位，实现对无人机的探测和定位、跟踪。该系统实现对无人机的定位和跟踪，以满足对重点要地区域的安全保障和无人机对抗、干扰等需求。

技术领域

本发明属于反无人机技术领域，具体涉及一种对无人机及其操作者发出的测控和数传信号进行被动接收探测和测向的系统。

背景技术

近年来以中小型无人机（特别是小型多旋翼无人机）为代表的民用无人空中系统正在世界范围内掀起发展热潮，在摄影娱乐、农林作业、边境巡逻、治安反恐、地理测绘、管线监测与维护、应急救援等方面的应用需求快速增长，各类无人机不仅成为各行业新兴的专业设备，也成为普通民众生活中常见的热门工具。但是，作为世界最大的民用无人机生产国和最具应用发展潜力的市场，我国在无人机相关法规的建设、监控管理手段建设上，却严重滞后于无人机应用，存在诸多缺失、模糊和混乱之处。而由此带来的问题，尤其是民用微型无人机使用中所暴露出来的无序状态和安全隐患，正日益引发社会各界关注和担忧。从实际情况看，微型无人机的监控基本上是一纸空白，以致于大多数飞行活动都处于所谓的“ 黑飞”状态。由于技术的进步，现行标准下的微型无人机在飞行高度和飞行速度上，已经具有极高的飞行能力，加上用户众多，其不当使用所带来公共安全威胁相当大。

因此，开发一个对重点区域的无人机进行监控、定位和管理，具有重要的意义和应用价值。由于低空无人机飞行高度相对比较低、体积小、速度慢，被称为典型的“低小慢”目标，对这种目标的探测和管控采用常规雷达探测手段进行探测，存在一定的技术性困难，主要体现在以下两个方面：

1）低空探测问题

由于低空无人机飞行高度低，一方面受建筑物及外界环境的影响，雷达波可能无法照射到目标；另一方面，地杂波同时进入雷达接收机，使雷达难以发现无人机目标导致虚警率高。另外其飞行速度慢，甚至低于雷达的速度检测门限，反射面积小，回波信号微弱，PD雷达无法有效检测。

2）识别问题

即使解决了探测问题，对低空无人机的识别仍然是较大问题，一方面由于目标飞行速度慢，甚至悬停，容易与气象杂波和鸟群等速度慢目标形成慢动杂波混淆，导致目标识别困难，无法对目标的类型进行有效识别。

由于无人机在飞行和拍摄过程中，其必然要回传飞机参数和数据，而且有操作者需要对其进行控制，因此无人机将发出测控和数传信号，操作者也将发出遥控信号，不同厂家、型号无人机测控和数传信号有其各自的参数特点。对这些无人机辐射的信号可以进行被动截获、参数测量、测向，根据其载频、带宽、调制方式、调制参数等进行判别，就可以识别出无人机的型号。再通过对其方向的测量，可通过多站测向交叉或者时差无源定位的方式实现对无人机的精确定位，通过多次定位结果可以对其进行跟踪，从而有可能可以实现对无人机及其操作者的定位、识别、跟踪，是对其进行有源干扰、网捕、攻击等各种对抗反制措施的重要前提。

发明内容

针对民用微型无人机监控管理的急迫需求，为实现对重点区域的无人机无线电数传和测控信号的搜索、测向和对无人机的定位和跟踪，以满足对重点要地区域的安全保障和无人机对抗、干扰等需求，特提出一种反无人机被动探测和测向定位系统。