无人机探测与反制应用实践

　　(一)重要区域防护
对于监狱、机场等重要区域防护,可以采用集中式协作频谱探测技术构建TDOA无人机定位系统,对区域内400MHz至6GHz的无线电信号进行扫描、采集、存储、测量、分析,实时发现未知信号,并通过频谱特征库匹配,实现对无人机等目标的识别、定位和跟踪。 传感器的部署与数量根据地形条件确定,站点越多,定位精度越高。 通常在重点防护区域部署4个传感器节点,如图8所示。 传感器高点布设,尽量按正方形分布,相距1~2公里,位置标定精度为1米。

　　无线传感器由宽带天线、 信号接收机以及配套线缆组成,完成信号采集和预处理,将数据回传给融合中心。图9所示是无人机以直径300米、高度50米环绕飞行时,检测到的无人机图传及控制信号,信号强度为-80dBm至-90dBm,图传信号为宽带信号,控制信号为窄带慢速变频信号。

　　检测到可疑信号时,系统切换至识别模式,如果识别为无人机信号,则转为定位跟踪模式,给出无人机定位信息。通过周期性持续定位,得到无人机的飞行轨迹。 还可通过频谱特征识别与对比,确定无人机的型号。图10是基于三个节点的探测威力覆盖测试系统,三个传感器设置在开阔江面的两岸,相距1km,高度约15米,天线增益为2dBi,系统对无人机信号的检测灵敏度为3dB,无人机高度固定为20米,系统对2.4GHz附近的信号频谱进行监测,可以看出,当站与站间距离为1km时,距离各站约为0.4km范围内的(红色)区域具有较高的(15m以内)定位精度。 探测威力与天线高度、无人机高度、地物多径效应、大气衰减等多种因素相关,可现场调整。

　　(二)无人机反制

　　无人机电磁频谱反制系统通常由光电跟踪设备和无线电干扰器组成。 系统探测并定位到无人机入侵时,光电跟踪设备在TDOA定位引导下,对无人机目标进行识别确认、定位并锁定跟踪;同时启动电干扰对无人机的通信、导航系统

　　进行干扰。 电磁干扰一般分为两种形式,一是压制式干扰,它是通过宽频段、高功率的电磁辐射压制,切断无人机与遥控器、地面站、导航卫星的联系,迫使无人机盘旋、降落或返航; 二是欺骗式干扰,它是通过向无人机发射虚假卫星定位信息或虚拟导航控制指令,实现对无人机的欺骗和捕获。

　　无线电通信、网络通信的高速发展和计算机技术、微电子技术的日新月异,带动频谱测试技术向着网络化、智能化和自动化方向快速发展。 高度数字化和集成化的应用将不断促进频谱测试性能的提高,宽频带、高精度、高时效的先进功能将更好地适应复杂环境下信号快速检测的需求。 新理论的不断出现,测试体制的不断推陈出新,空间谱估计等技术的逐步推向实用,都将使无线电测向和定位水平提高到新的高度。

　　作者：李光伟、费晓燕、刘彦明、杜盈
编辑：广汉