低慢小无人机航迹测量系统及方法技术方案

本发明专利技术涉及无线电领域，为解决低空慢速飞行小型无人机目标的航迹测量和多基地雷达中波束同步扫描问题，本发明专利技术公开了低慢小无人机航迹测量系统及方法，包括监测设备、发射站、接收站、数据处理中心和数据传输链路，监测设备台数M≥2，用于测量无人机的辐射信号和方向，数据处理中心确定无人机的目标区域，引导发射站和接收站同步指向目标区域，发射站和接收站分别配置在防护区域中部和周边，在中部配置一台，在周边配置至少两台，接收站只接收处理目标区域的回波信号，数据传输链路完成数据、命令和参考信号传送。本发明专利技术可应用于机场净空保护区和大型油库等重点防护区域。

【技术实现步骤摘要】
低慢小无人机航迹测量系统及方法
本专利技术涉及无线电领域，尤其涉及一种低慢小无人机航迹测量系统及方法。
技术介绍
近年来，各种无人机的数量快速增加，潜在危害逐渐显现，如机场净空保护区内无人机干扰民航飞行事件屡有发生，造成航班备降、返航或延误，严重威胁民航客机的飞行安全。为有效应对各种无人机不断增长的现实威胁，迫切需要对防护区内的无人机进行航迹测量，以准确判断无人机的威胁程度并及时采取相应的对策。多套无线电侦测设备可对无人机进行定位，但精度通常较低，应用场合有限，目前对无人机航迹测量主要采用雷达探测设备。雷达探测设备有单基地雷达和多基地雷达两类，单基地雷达主要采用低空监视雷达，中国专利CN201610554144.0公开了一种小型无人机的对抗系统，采用KU波段全相参、全固态和调频连续波体制雷达，此类雷达可以对“高慢小”、“低快小”或“低慢大”无人机可实施有效探测，这是因为：对“高慢小”无人机，地物杂波的影响小，目标容易通过雷达散射截面积识别，对“低快小”无人机，目标容易通过明显的多普勒频移从地物杂波中识别，对“低慢大”无人机，目标容易通过较大的雷达散射截面积从地物杂波中识别，但对“低慢小”(低空慢速飞行小型)无人机，由于目标与地物杂波接近、多普勒频移不明显、雷达散射截面积小，现有技术很难将目标从地物杂波识别，是雷达探测的难点。多基地雷达根据发射机的配置，有专用、合作和非合作三类：专用类是指发射机的设计和操作均从属于多基地雷达系统，合作类是指发射机为其它服务而设计，但又适当支持多基地工作并受其控制，非合作类是指发射机尽管适宜多基地工作，但不受控。对合作类和非合作类多基地雷达系统，中国专利CN201480029064.2公开了一种用于定位目标的方法和实施此方法的多基地雷达系统，借助于N≥1个接收器来接收M≥1(N·M≥3)个发射器发射并被目标反射的机会点无线电信号，来确定空中飞行目标的位置，由于目前大量出现的无人机其雷达散射截面积很小，回波信号极弱，采用该方法对无人机进行定位极为困难。对专用多基地雷达系统，波束同步扫描是首先必须解决的问题，当发射和接收均为窄波束时，波束同步扫描方法有：一是在接收波束完成一个监视区域的扫描时间内，发射波束固定，然后发射波束步进一个方向图宽度，如此循环直到发射波束步进扫过整个监视扇区，这种方法效率很低，极少采用；二是发射波束扫描，用多个同时接收波束来覆盖监视扇区，这种方法需要多波束天线，接收机成本升高，复杂性增大；三是发射波束扫描，接收波束追赶发射波束，这种方法需要相控阵天线实现复杂而又精确的波束控制，代价大；而当发射为宽波束照射监视扇区，接收窄波束在监视扇区内扫描时，同步不成问题，但代价是信噪比降低，作用距离变小，还会引起副瓣杂波电平的增大。总之，由于“低慢小”无人机与地物杂波接近、多普勒频移不明显、雷达散射截面积小，现有技术难以解决。
技术实现思路
本专利技术公开低慢小无人机航迹测量系统及方法，旨在解决多基地雷达中波束同步扫描问题、低空慢速飞行小型无人机目标的航迹测量问题。本专利技术公开的低慢小无人机航迹测量系统及方法，包括监测设备、发射站、接收站、数据处理中心和数据传输链路，所述监测设备台数M≥2，用于测量无人机的辐射信号和方向，所述数据处理中心确定无人机的目标区域，引导所述发射站和所述接收站同步指向目标区域，所述发射站和所述接收站分别配置在防护区域中部和周边，所述中部配置一台，所述周边配置至少两台，所述数据传输链路完成数据、命令和参考信号传送。具体地讲，本专利技术公开了低慢小无人机航迹测量系统，包括：发射站、接收站、数据处理中心和数据传输链路，所述发射站包括：发射天线、发射转台、发射机、信号产生器和发射通信模块，所述接收站包括：接收天线、伺服机构、接收通道、处理机和接收通信模块，所述数据处理中心包括：处理机、显示器和中心通信模块；该多基地雷达系统还包括至少两台监测设备，用于监测无人机的辐射信号，并通过交汇测量确定无人机的目标区域，所述监测设备包括监测天线、监测转台、监测接收机和监测通信模块，其测量结果发送所述数据处理中心，接受所述数据处理中心的控制；所述数据处理中心根据所述监测设备的交汇测量结果确定无人机的目标区域，生成第一引导和控制数据，并通过所述数据传输链路来引导和控制所述发射站和所述接收站同步指向目标区域；所述发射站和所述接收站分别配置在防护区域中部和周边，所述中部配置一台，所述周边配置至少两台，以保证发射天线或接收天线对无人机目标处于较高仰角状态，降低地物杂波对测量的影响。所述接收站只接收处理已确定目标区域的回波信号，以过滤其它位置的地物杂波，降低地物杂波对测量的影响，测量结果发送所述数据处理中心。所述数据处理中心根据接收站的测量结果计算无人机的空间位置，生成第二引导和控制数据，引导所述接收站和所述发射站同步指向目标。所述的低慢小无人机航迹测量系统，所述接收站配置在防护区域的中部，其接收通道路数R至少为2，用于接收经无人机反射的回波信号，经过所述接收站的处理机进行杂波对消后，获取无人机的视角和对不同发射站的距离和，再通过所述数据处理中心处理后，得到无人机的空间位置，从而产生第二引导和控制数据并发送所述发射站和所述接收站，用于所述接收站和所述发射站波束同步扫描。所述的低慢小无人机航迹测量系统，所述发射站配置在防护区域的中部，所述接收站将各自包括目标和杂波的测量结果发送所述数据处理中心，经过所述数据处理中心进行杂波对消处理后，获取不同接收站对无人机的视角和对发射站的距离和，得到无人机的空间位置，从而产生第二引导和控制数据并发送至所述接收站和所述发射站，用于所述接收站和所述发射站波束同步扫描。所述的低慢小无人机航迹测量系统，当所述接收站配置在防护区域的中部时，所述接收站配置一台所述监测设备，共用所述接收站的伺服机构，所述监测设备的监测天线与所述接收站的接收天线同时指向目标，另外一台或若干台所述监测设备任意设置。所述的低慢小无人机航迹测量系统，当所述接收站配置在防护区域的中部时，所述监测设备与所述发射站配置在一起，共用所述发射站的发射转台，所述监测设备的监测天线与所述发射站的发射天线同时指向目标。所述的低慢小无人机航迹测量系统，其特征在于，当所述发射站配置在防护区域的中部时，所述发射站配置一台所述监测设备，共用所述发射站的发射转台，所述监测设备的监测天线与所述发射站的发射天线同时指向目标，另外一台或若干台所述监测设备任意设置。所述的低慢小无人机航迹测量系统，其特征在于，当所述发射站配置在防护区域的中部时，所述监测设备与所述接收站配置在一起，共用所述接收站的伺服机构，所述监测设备的监测天线与所述接收站的接收天线同时指向目标。所述的低慢小无人机航迹测量系统，其特征在于，所述接收站和所述监测设备均采用相控阵天线并处于同一阵面上，方位上采用电扫描加机械扫描，俯仰上采用电扫描。所述的低慢小无人机航迹测量系统，其特征在于，所述第一引导数据引导所述发射站使用宽的天线方向图指向目标区域，所述第二引导数据引导所述发射站使用窄的天线方向图指向目标。本专利技术公开低慢小无人机航迹测量方法，该方法包括如下步骤：步骤S1，配置至少两台监测设备，用于监测所述无人机的辐射信号，并将结果送所述数据处理中心；步骤本文档来自技高网...

【技术保护点】
低慢小无人机航迹测量系统，包括：发射站、接收站、数据处理中心和数据传输链路，其特征在于，该系统还包括：至少两台监测设备，用于交汇测量所述无人机的辐射信号；所述数据处理中心，根据所述监测设备的交汇测量结果确定无人机的目标区域，生成第一引导和控制数据，并通过所述数据传输链路来引导和控制所述发射站和所述接收站同步指向目标区域；所述发射站和所述接收站分别配置在防护区域中部和周边，所述中部配置一台，所述周边至少配置两台；所述接收站只接收处理所述目标区域的回波信号，测量结果发送所述数据处理中心；所述数据处理中心根据接收站的测量结果计算无人机的空间位置，生成第二引导和控制数据，引导所述接收站和所述发射站同步指向目标。

【技术特征摘要】
1.低慢小无人机航迹测量系统，包括：发射站、接收站、数据处理中心和数据传输链路，其特征在于，该系统还包括：至少两台监测设备，用于交汇测量所述无人机的辐射信号；所述数据处理中心，根据所述监测设备的交汇测量结果确定无人机的目标区域，生成第一引导和控制数据，并通过所述数据传输链路来引导和控制所述发射站和所述接收站同步指向目标区域；所述发射站和所述接收站分别配置在防护区域中部和周边，所述中部配置一台，所述周边至少配置两台；所述接收站只接收处理所述目标区域的回波信号，测量结果发送所述数据处理中心；所述数据处理中心根据接收站的测量结果计算无人机的空间位置，生成第二引导和控制数据，引导所述接收站和所述发射站同步指向目标。2.根据权利要求1所述的低慢小无人机航迹测量系统，其特征在于，所述接收站配置在防护区域的中部，其接收通道路数R至少为2，用于接收经无人机反射的回波信号，经过所述接收站的处理机进行杂波对消后，获取无人机的视角和对不同发射站的距离和，再通过所述数据处理中心处理后，得到无人机的空间位置，从而产生第二引导和控制数据并发送所述发射站和所述接收站，用于所述接收站和所述发射站波束同步扫描。3.根据权利要求1所述的低慢小无人机航迹测量系统，其特征在于，所述发射站配置在防护区域的中部，所述接收站将各自的测量结果发送所述数据处理中心，经过所述数据处理中心进行杂波对消处理后，获取不同接收站对无人机的视角和对发射站的距离和，得到无人机的空间位置，从而产生第二引导和控制数据并发送至所述接收站和所述发射站，用于所述接收站和所述发射站波束同步扫描。4.根据权利要求2所述的低慢小无人机航迹测量系统，其特征在于，所述接收站配置一台所述监测设备，共用所述接收站的伺服机构，所述监测设备的监测天线与所述接收站的接收天线同时指向目标，另外一台或若干台所述监测设备任意设置。5.根据权利要求2所述的低慢小无人机航迹测量系统，其特征在于，所述监测设备与所述发射站配置在一起，共用所述发射站的发射转台，所述监测设备的监测天...

【专利技术属性】
技术研发人员：韦震，
申请(专利权)人：韦震，
类型：发明
国别省市：北京,11