一种基于无人飞行器的多目标通信干扰方法技术

本发明专利技术公开了一种基于无人飞行器的多目标通信干扰方法，属于通信对抗技术领域，由无人飞行器携带探测设备与干扰设备升空巡航，在巡航阶段打开探测设备探测空间内存在的干扰目标并存储干扰目标的坐标；完成探测后，通过非线形优化对干扰目标的坐标进行求解得到进行通信干扰的最佳干扰坐标和最佳干扰姿态；将飞行器悬停于最佳干扰坐标处并打开干扰设备，设置干扰设备的干扰信号俯仰角为最佳干扰姿态，以实现对尽可能多的干扰目标的通信干扰。将干扰设备与无人飞行器结合可以使干扰设备具有较好的机动性，引入非线形优化算法对于最佳干扰坐标和最佳干扰姿态进行优化和解算可以提高干扰信号对于目标设备的覆盖效果，尽可能多的干扰更多的目标设备。能多的干扰更多的目标设备。能多的干扰更多的目标设备。

【技术实现步骤摘要】
一种基于无人飞行器的多目标通信干扰方法


[0001]本专利技术属于通信对抗
，主要应用于电子对抗战中的电子干扰，更具体地，涉及一种基于无人飞行器的多目标通信干扰方法。

技术介绍

[0002]电子对抗战(Electronic countermeasures，ECM)，又称电子战。电子战定义为利用电磁能确定、剥夺、削弱或者防止雷达使用电磁频谱的军事行动。电子战由两大部分构成：电子支援措施(Electronic Support Measures，ESM)和电子干扰措施(Electronic Counter Measures，ECM)。
[0003]在现代战争中，电子对抗战已经成为战争的一个重要组成部分。电子对抗战可以通过控制电磁频谱来干扰敌方的无线通信和无线探测设备，从而瓦解敌方的通信能力，进而实现战术成果。
[0004]一般在发现敌方的军事单位后，需要对敌方军事单位进行通信的电子干扰，这种干扰一般通过大功率的发射电磁干扰信号来降低敌方通信设备的信噪比，从而实现切断敌方通信设备通信的功能。在复杂的战场环境中，受制于设备数量和设备的干扰范围，常常需要使用一台干扰设备对尽可能多的干扰目标进行电磁信号干扰。然而，在实际的战场应用环境中，直接使用地面干扰设备会遇到干扰范围有限，干扰效果差，信号被地面起伏遮挡的情况，由于干扰设备的空间位置和空间姿态会显著影响对干扰目标的干扰效果，因此需要干扰设备具有较好的机动性。同时对于干扰设备的最佳干扰坐标和最佳干扰姿态的解算和优化也对干扰效果有较大的提升。
专利技术内容
[0005]针对现有技术的以上缺陷或改进需求，本专利技术提出了一种基于无人飞行器的多目标通信干扰方法，将干扰设备与无人飞行器结合可以使干扰设备具有较好的机动性，引入非线形优化算法对于最佳干扰坐标和最佳干扰姿态进行优化和解算可以提高干扰信号对于目标设备的覆盖效果，尽可能多的干扰更多的目标设备。
[0006]为实现上述目的，本专利技术提供了一种基于无人飞行器的多目标通信干扰方法，包括：
[0007]飞行控制器控制无人飞行器携带探测设备与干扰设备升空巡航，在巡航阶段打开探测设备探测空间内存在的干扰目标并存储干扰目标的坐标；
[0008]在完成探测后，机载计算机通过非线形优化算法对干扰目标的坐标进行求解得到进行通信干扰的最佳干扰坐标和最佳干扰姿态；
[0009]求解后通过飞行控制器将无人飞行器悬停于最佳干扰坐标处并打开干扰设备，设置干扰设备的干扰信号俯仰角为最佳干扰姿态，以实现对尽可能多的干扰目标的通信干扰。
[0010]在一些可选的实施方案中，通过非线形优化算法对干扰目标的坐标进行求解得到
进行通信干扰的最佳干扰坐标和最佳干扰姿态，包括：
[0011]从一个干扰目标的干扰场景开始考虑，如果该干扰目标被成功干扰，则干扰设备需要与该干扰目标之间的距离小于一个预设阈值，假设该预设阈值为R，则干扰设备能够对该干扰目标形成干扰的范围就是以该干扰目标为球心，以R为半径的一个球面内的空间；
[0012]若在空间中有多个干扰目标，则这些干扰目标各自被干扰到的空间都是以各干扰目标为球心的球面内的空间，所有球面内的空间的交集作为干扰设备的最佳干扰坐标集，将对最佳干扰坐标集的求解转化为求解三元不等式组，在三元不等式组中加入对角度的约束；
[0013]选用空间网格法进行三元不等式组求解，若三元不等式组的解不存在，则使用试探法来舍弃个别地面电台，使得三元不等式组存在解。
[0014]在一些可选的实施方案中，角度约束要求干扰设备和任意两个干扰目标之前的夹角要小于干扰电磁波的最大波束角。
[0015]在一些可选的实施方案中，在巡航阶段打开探测设备探测空间内存在的干扰目标，包括：
[0016]每一架无人飞行器都需要干扰至少一个目标，首先无人飞行器确定需要干扰的目标，同时干扰多个目标需要满足两个约束条件：(1)目标的频率相近，极差在2MHz以内；(2)目标的位置相近，均处于无人飞行器的干扰范围内。
[0017]在一些可选的实施方案中，将电台的频率分配问题抽象为：有一个任意的数组，和N个长度为预设值的区间，使得这N个区间能够容纳数组里的数最多，针对此问题采用如下递归方式：
[0018]Step 1：选出频率相近且数量最多的目标集合；
[0019]Step2：根据约束条件来判断所选择的目标集合是否存在坐标满足同时被干扰的条件，此处判定坐标是否存在采用暴力网格法；
[0020]Step3：若不存在坐标来满足目标集合同时被干扰的条件，删去目标集合中在位置上离其他目标最远的目标，转至Step 2，直到存在坐标满足条件，进入Step 4；
[0021]Step4：输出满足条件的坐标点和频带，从全部目标中删去在以上步骤中被判断满足同时被干扰条件的目标集合，转至Step 1；
[0022]上述过程重复N次即完成针对N架无人飞行器的干扰目标分配。
[0023]在一些可选的实施方案中，总电源从无人机的动力电池中取电，动力电池直供电机调速器和无刷直流电机，动力电池电源经过一级DC
‑
DC变换器后降压为12V为机载计算机供电，12V电源再经LDO降压至5V为飞行控制器供电，动力电池电源经过一级DC
‑
DC变换器后降压为36V为探测设备和干扰设备供电。
[0024]在一些可选的实施方案中，无人飞行器的控制信号从飞行控制器输出后，使用高速光电耦合器进行隔离后，输出至电机调速器。
[0025]总体而言，通过本专利技术所构思的以上技术方案与现有技术相比，能够取得下列有益效果：
[0026]本专利技术使用无人飞行器搭载干扰设备在空中进行发射干扰电磁波对干扰目标进行通信干扰，这样干扰可以有效的提高干扰信号被地形干扰。同时在面对较多的干扰目标时，往往需要进行干扰位姿的优化，使得尽可能多的干扰更多的设备，提高干扰设备的干扰
效率，发挥干扰设备的最大效果，本专利技术针对干扰位姿的优化提出了解决方案，通过上述的方法，可以有效提升电磁通信干扰设备的作战效果和作战范围，降低维持战场电磁压制态势的设备成本。
附图说明
[0027]图1是本专利技术实施例提供的一种干扰空间示意图；
[0028]图2是本专利技术实施例提供的一种基于无人飞行器的多目标通信干扰方法的实现示意图；
[0029]图3是本专利技术实施例提供的一种系统电路框图；
[0030]图4是本专利技术实施例提供的一种LDO稳压电路图；
[0031]图5是本专利技术实施例提供的一种DC
‑
DC变换器元件参数图；
[0032]图6是本专利技术实施例提供的一种高速光电耦合器工作示意图；
[0033]图7是本专利技术实施例提供的一种位姿解算流程图。
具体实施方式
[0034]为了使本专利技术的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本专利技术进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种基于无人飞行器的多目标通信干扰方法，其特征在于，包括：飞行控制器控制无人飞行器携带探测设备与干扰设备升空巡航，在巡航阶段打开探测设备探测空间内存在的干扰目标并存储干扰目标的坐标；在完成探测后，机载计算机通过非线形优化算法对干扰目标的坐标进行求解得到进行通信干扰的最佳干扰坐标和最佳干扰姿态；求解后通过飞行控制器将无人飞行器悬停于最佳干扰坐标处并打开干扰设备，设置干扰设备的干扰信号俯仰角为最佳干扰姿态，以实现对尽可能多的干扰目标的通信干扰。2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，通过非线形优化算法对干扰目标的坐标进行求解得到进行通信干扰的最佳干扰坐标和最佳干扰姿态，包括：从一个干扰目标的干扰场景开始考虑，如果该干扰目标被成功干扰，则干扰设备需要与该干扰目标之间的距离小于一个预设阈值，假设该预设阈值为R，则干扰设备能够对该干扰目标形成干扰的范围就是以该干扰目标为球心，以R为半径的一个球面内的空间；若在空间中有多个干扰目标，则这些干扰目标各自被干扰到的空间都是以各干扰目标为球心的球面内的空间，所有球面内的空间的交集作为干扰设备的最佳干扰坐标集，将对最佳干扰坐标集的求解转化为求解三元不等式组，在三元不等式组中加入对角度的约束；选用空间网格法进行三元不等式组求解，若三元不等式组的解不存在，则使用试探法来舍弃个别地面电台，使得三元不等式组存在解。3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，角度约束要求干扰设备和任意两个干扰目标之前的夹角要小于干扰电磁波的最大波束角。4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，在巡航阶段打开探测设备探测空间内存在的干扰目标，包括：每一架无人...

【专利技术属性】
技术研发人员：罗威，黄一学，可唯一，龚俊斌，陶浩，
申请(专利权)人：中国舰船研究设计中心，
类型：发明
国别省市：