一种自动识别与干扰无人机系统的制作方法

本发明涉及无人机识别和干扰技术领域，具体涉及一种自动识别与干扰无人机系统。

背景技术：

近年来，无人机研制成本一直在减少，带来无人机行业突飞猛进的发展，无人机正慢慢地进入文娱活动、快递行业、摄影和摄像、搜救行动等领域，从此无人机不再是“高大上”的东西，突然间就变成了百姓生活中的“日用品”。市面上某些无人机产品，不但在外观形状上有区别，而且不同类型的无人机在自身性能上也有着某些差异。无人机都有这样的通病，比如续航时间短、运行稳定性不够好。缺点尤其凸显在用户者对无人机的操作不够熟练的时候，出现“坠机”事件是常有的事。假如这种“坠机”事件发生在人群集中的市区内，后果不堪设想。

无人机技术的飞速发展在带来便利的同时也带来了种种弊端。2017年4月17日和18日，在成都双流机场，就出现了由于操作者不按规定飞行无人机，严重扰乱了超过30架次航班起飞与降落。不仅仅是在机场，在各国政府官邸，包括美国白宫和日本也出现了无人机入侵的事件。无人机产生的种种弊端加速了反无人机技术研究。各个国家依据反无人机的各种技术要求研制了各式各样的反无人机设备，比如干扰无人机飞行端与遥控端通讯、采用捕捉网对目标无人机进行物理捕捉、采用激光直接摧毁目标无人机、人工训练鹰鸟类动物捕获目标无人机。

技术实现要素：

针对现有技术的不足，本发明旨在提供一种自动识别与干扰无人机系统，可以自动识别无人机通讯信号，并在识别后立即启动各干扰模块对无人机通讯信号进行干扰，可实现无人机的有效监控，对无人机进行有效约束，防止无人机的非法入侵，保护人民群众的道德隐私和生命安全。

为了实现上述目的，本发明采用如下技术方案：

一种自动识别与干扰无人机系统，包括主控制器、5.8ghz无线收发模块、2.4ghz无线收发模块、gps信号收发模块、强光照射干扰模块和信号发生器；所述5.8ghz无线收发模块、2.4ghz无线收发模块、gps信号收发模块、强光照射干扰模块和信号发生器均电性连接于所述主控制器；

所述5.8ghz无线收发模块用于自动接收空间中的5.725ghz-5.825ghz无线信号并传输至主控制器，以及向空间发射5.725ghz-5.825ghz的图像传输干扰信号；

所述2.4ghz无线收发模块用于自动接收空间中的2.400ghz-2.483ghz无线信号并传输至主控制器，以及向空间发射2.400ghz-2.483ghz的控制通讯干扰信号；

所述gps信号收发模块用于自动接收空间中的1.176ghz-1.575ghz无线信号并传输至主控制器，以及向空间发射gps干扰信号；

信号发生器用于根据主控制器的指令产生gps干扰信号、控制通讯干扰信号和图像传输干扰信号；

强光照射干扰模块用于根据主控制器的指令，在空中聚焦一束强光并直接照射在无人机的摄像头的镜面，在1km范围内形成一个强光源，模糊强光源以外的事物；

所述主控制器用于当接收到2.400ghz-2.483ghz无线信号时，将该2.400ghz-2.483ghz无线信号的特征和预设的无人机控制通讯信号的特征进行对比，确定该2.400ghz-2.483ghz无线信号是否为无人机控制通讯信号；在确定该2.400ghz-2.483ghz无线信号为无人机控制通讯信号后，控制信号发生器根据接收到的5.725ghz-5.825ghz无线信号、2.400ghz-2.483ghz无线信号和1.176ghz-1.575ghz无线信号生成图像传输干扰信号、控制通讯干扰信号和gps干扰信号，然后经过5.8ghz无线收发模块、2.4ghz无线收发模块、gps信号收发模块分别将图像传输干扰信号、控制通讯干扰信号和gps干扰信号发射至空间中，并根据接收到的1.176ghz-1.575ghz无线信号确定该无人机的位置，控制强光照射干扰模块在空中聚焦一束强光并直接照射在该无人机的摄像头的镜面，在1km范围内形成一个强光源，模糊强光源以外的事物。

进一步地，所述5.8ghz无线收发模块、2.4ghz无线收发模块和gps信号收发模块均包括时钟信号生成模块、收发转换开关、滤波器、宽频合成器、射频收发器、adc/dac、cpld、微控制器和天线，所述收发转换开关、滤波器、宽频合成器、射频收发器、adc/dac、cpld、微控制器依次连接，所述收发转换开关还连接于所述微控制器，所述天线连接于所述收发转换开关，所述时钟信号生成模块分别连接于所述宽频合成器、射频收发器、adc/dac和cpld，主控制器与微控制器通信连接；所述5.8ghz无线收发模块的天线的工作频率为5.725ghz-5.825ghz，所述2.4ghz无线收发模块的天线的工作频率为2.400ghz-2.483ghz，所述gps信号收发模块的天线的工作频率为1.176ghz-1.575ghz。

利用上述自动识别与干扰无人机系统进行自动识别和干扰无人机的方法，包括如下步骤：

s1、5.8ghz无线收发模块、2.4ghz无线收发模块和gps信号收发模块全天候自动扫描空间中的电磁信号；当主控制器接收到2.4ghz无线收发模块传输来的2.400ghz-2.483ghz无线信号时，将该2.400ghz-2.483ghz无线信号的特征与预设的无人机控制通讯信号的特征进行比较，判断该2.400ghz-2.483ghz无线信号是否为无人机控制通讯信号；

s2在主控制器确认该2.400ghz-2.483ghz无线信号为无人机控制通讯信号时，即有无人机即将要非法闯入时，主控制器立即驱动信号发生器生成gps干扰信号、控制通讯干扰信号和图像传输干扰信号并传输至主控制器，主控制器分别通过5.8ghz无线收发模块、2.4ghz无线收发模块、gps信号收发模块将图像传输干扰信号、控制通讯干扰信号和gps干扰信号发射至空间中，并根据gps信号收发模块接收到的1.176ghz-1.575ghz无线信号确定该无人机的位置，控制强光照射干扰模块在空中聚焦一束强光并直接照射在该无人机的摄像头的镜面，在1km范围内形成一个强光源，模糊强光源以外的事物。

进一步地，步骤s2中，当确定有无人机即将要非法闯入时，信号发生器针对当前主流无人机内置的禁飞区功能，生成禁飞区程序传输至主控制器，所述主控制器通过gps信号收发模块发出，无人机接收到该信号后会自动下降或者返航；对于不具备禁飞区功能的无人机，信号发生器先生成一段大功率的干扰信号传输至主控制器，主控制器通过gps信号收发模块发射至空间，然后信号发生器再生成一段与接收到的1.176ghz-1.575ghz的无线信号c/a码的多普勒频移有差值的伪gps信号作为gps干扰信号并传输至主控制器，主控制器通过gps信号收发模块发射至空间，无人机跟踪上伪gps信号，从而使无人机自动下降或者返航；gps干扰信号在无人机接收端处与真实gps信号的参数一致。

更进一步地，gps干扰信号与接收到的1.176ghz-1.575ghz的无线信号c/a码的多普勒频移的差值为1.5个码片或以上。

进一步地，步骤s2中，信号发生器生成与接收到的无人机控制通讯信号有差值的伪2.4ghz控制通讯信号传输至主控制器，主控制器通过2.4ghz无线收发模块将伪2.4ghz控制通讯信号发射到空间中；伪2.4ghz控制通讯信号作为控制通讯干扰信号进入跟踪环路，其码相位与跟踪环路中的真实的无人机控制通讯信号的码相位对齐，通过复制一个与接收到的无人机控制通讯信号相位相一致的伪码，让接收到的无人机控制通讯信号与复制伪码相乘相关，剥离接收到的无人机控制通讯信号；缓慢增加伪2.4ghz控制通讯信号的功率值直至大于接收到的无人机控制通讯信号的功率。

更进一步地，伪2.4ghz控制通讯信号和接收到的无人机控制通讯信号的差值为2.5个码片或以上。

进一步地，信号发生器生成伪5.8ghz图像传输信号作为图像传输干扰信号并传输至主控制器，主控制器通过5.8ghz无线收发模块将伪5.8ghz图像传输信号发送至空间，所述伪5.8ghz图像传输信号与接收到的5.725ghz-5.825ghz无线信号有差值；所述伪5.8ghz图像传输信号进入跟踪环路，伪5.8ghz图像传输信号的码相位与跟踪环路中的真实的5.8ghz图像传输信号的码相位对齐，通过复制一个与接收到的5.725ghz-5.825ghz无线信号相位相一致的伪码，然后让接收到的5.725ghz-5.825ghz无线信号与复制伪码相乘相关，剥离接收的5.725ghz-5.825ghz无线信号，使得无人机跟踪上伪5.8ghz图像传输信号。

更进一步地，伪5.8ghz图像传输信号与接收到的5.725ghz-5.825ghz无线信号的差值为2.5个码片或以上。

本发明的有益效果在于：本发明可全天候地自动监测无人机信号，一旦监测到无人机信号就立刻对采集的信号实时分析，迅速地产生与原信号相同的干扰信号，使得无人机接收不到遥控端发出的真实控制信号，遥控端也无法接收无人机传送过来的真实图像数据，无人机的gps信号被干扰后会产生错误的定位信息，无人机则会启动下降或者自动返航。

附图说明

图1为本发明实施例的系统组成示意图；

图2为本发明实施例的收发模块组成示意图；

图3为本发明实施例的方法流程示意图。

具体实施方式

以下将结合附图对本发明作进一步的描述，需要说明的是，以下实施例以本技术方案为前提，给出了详细的实施方式和具体的操作过程，但本发明的保护范围并不限于本实施例。

无人机在工作时，无人机的位置信息是通过其gps信号确定的，无人机的遥控端通过2.400ghz-2.483ghz控制通讯信号传输控制信息给无人机，无人机通过5.725ghz-5.825ghz图像传输信号传输图像数据给遥控端。据此，本实施例提供一种自动识别与干扰无人机系统如下：

一种自动识别与干扰无人机系统，如图1所示，包括主控制器1、5.8ghz无线收发模块2、2.4ghz无线收发模块3、gps信号收发模块4、强光照射干扰模块5和信号发生器6；所述5.8ghz无线收发模块2、2.4ghz无线收发模块3、gps信号收发模块4、强光照射干扰模块5和信号发生器6均电性连接于所述主控制器1；

所述5.8ghz无线收发模块2用于自动接收空间中的5.725ghz-5.825ghz无线信号并传输至主控制器，以及向空间发射5.725ghz-5.825ghz的图像传输干扰信号；

所述2.4ghz无线收发模块3用于自动接收空间中的2.400ghz-2.483ghz无线信号并传输至主控制器，以及向空间发射2.400ghz-2.483ghz的控制通讯干扰信号；

所述gps信号收发模块4用于自动接收空间中的1.176ghz-1.575ghz无线信号并传输至主控制器，以及向空间发射gps干扰信号；

信号发生器6用于产生gps干扰信号、控制通讯干扰信号和图像传输干扰信号；

强光照射干扰模块5用于根据主控制器的指令，在空中聚焦一束强光并直接照射在无人机摄像头的镜面，在1km范围内形成一个强光源，模糊强光源以外的事物；

所述主控制器1用于当接收到2.400ghz-2.483ghz无线信号时，将该2.400ghz-2.483ghz无线信号的特征和预设的无人机控制通讯信号的特征进行对比，确定该2.400ghz-2.483ghz无线信号是否为无人机控制通讯信号；在确定该2.400ghz-2.483ghz无线信号为无人机控制通讯信号后，控制信号发生器根据接收到的5.725ghz-5.825ghz无线信号(图像传输信号)、2.400ghz-2.483ghz无线信号(控制通讯信号)和1.176ghz-1.575ghz无线信号(gps信号)生成图像传输干扰信号、控制通讯干扰信号和gps干扰信号，然后分别经过5.8ghz无线收发模块、2.4ghz无线收发模块、gps信号收发模块发射至空间中，并根据接收到的1.176ghz-1.575ghz无线信号确定该无人机的位置，控制强光照射干扰模块在空中聚焦一束强光并直接照射在该无人机的摄像头的镜面，在1km范围内形成一个强光源，模糊强光源以外的事物。

控制通讯干扰信号、gps干扰信号和图像传输干扰信号分别可以使得遥控端101无法向无人机100发送控制信息，无人机无法从卫星200获得真实的gps定位信息和无人机无法向与遥控端连接的移动设备正常传输图像信息，从而使得无人机自动下降或返回。强光照射干扰模块可以使无人机传送给与遥控端相连接的移动设备的画面图像不清晰，移动设备无法执行拍照、录像等功能。

进一步地，所述自动识别与干扰无人机系统还包括有显示器，所述显示器电性连接于所述主控制器。

进一步地，如图2所示，所述5.8ghz无线收发模块、2.4ghz无线收发模块和gps信号收发模块的组成基本相同，均包括时钟信号生成模块、收发转换开关、滤波器、宽频合成器、射频收发器、adc/dac、cpld、微控制器和天线，所述收发转换开关、滤波器、宽频合成器、射频收发器、adc/dac、cpld、微控制器依次连接，所述收发转换开关还连接于所述微控制器，所述天线连接于所述收发转换开关，所述时钟信号生成模块分别连接于所述宽频合成器、射频收发器、adc/dac和cpld，主控制器与微控制器通信连接；所述5.8ghz无线收发模块的天线的工作频率为5.725ghz-5.825ghz，所述2.4ghz无线收发模块的天线的工作频率为2.400ghz-2.483ghz，所述gps信号收发模块的天线的工作频率为1.176ghz-1.575ghz。

在本实施例中，所述宽频合成器采用rffc5072，所述射频收发器采用max2837，所述adc/dac采用max5864模拟前端，所述微控制器采用lpc4320，所述cpld采用xc2c64a。主控制器通过usb接口与lpc4320微控制器通信，微控制器通过并行总线及gpio模拟的jtag接口与cpld连接；max5864对发送的数据进行数模转换，对接收到的数据进行模数转换；max2837完成上/下变频，并通过宽频合成器rffc5072提高频率范围，mcu通过收发转换开关与天线连接。

如图3所示，利用上述自动识别与干扰无人机系统进行自动识别和干扰无人机的方法，包括如下步骤：

s1、5.8ghz无线收发模块、2.4ghz无线收发模块和gps信号收发模块全天候自动扫描空间中的电磁信号；当主控制器接收到2.4ghz无线收发模块传输来的2.400ghz-2.483ghz无线信号时，将该2.400ghz-2.483ghz无线信号的特征与预设的无人机控制通讯信号的特征进行比较，判断该2.400ghz-2.483ghz无线信号是否为无人机控制通讯信号；

s2在主控制器确认该2.400ghz-2.483ghz无线信号为无人机控制通讯信号时，即有无人机即将要非法闯入时，主控制器立即驱动信号发生器生成gps干扰信号、控制通讯干扰信号和图像传输干扰信号并传输至主控制器，主控制器分别通过5.8ghz无线收发模块、2.4ghz无线收发模块、gps信号收发模块将图像传输干扰信号、控制通讯干扰信号和gps干扰信号发射至空间中，并根据gps信号收发模块接收到的1.176ghz-1.575ghz无线信号确定该无人机的位置，控制强光照射干扰模块在空中聚焦一束强光并直接照射在该无人机的摄像头的镜面，在1km范围内形成一个强光源，模糊强光源以外的事物。

步骤s2中，当确定有无人机即将要非法闯入时，信号发生器针对当前主流无人机内置的禁飞区功能，生成禁飞区程序传输至主控制器，所述主控制器通过gps信号收发模块发出，无人机接收到该信号后会自动下降或者返航；

对于不具备禁飞区功能的无人机，利用卫星发射的gps信号传送到无人机时比较微弱的性质，先生成一段大功率的干扰信号发射至空间可以迫使无人机的跟踪环路失锁，无人机被迫进入对真实gps信号的重新捕获状态。而由于c/a码的多普勒频移的存在使得码相位跟踪结果不在一个恒定的值上，因此发射与真实gps信号c/a码的多普勒频移有一定差值(1.5个码片或以上)的伪gps信号进入跟踪环路，可以实时影响鉴相器的鉴相结果，缓慢拉偏码跟踪结果，即可使无人机跟踪上伪gps信号，达到欺骗干扰gps信号的目的，从而使无人机自动下降或者返航。gps干扰信号在无人机接收端处与真实gps信号的参数一致。

需要说明的是，步骤s2中，信号发生器生成与接收到的无人机控制通讯信号有一定差值(2.5个码片或以上)的伪2.4ghz控制通讯信号传输至主控制器，主控制器通过2.4ghz无线收发模块将伪2.4ghz控制通讯信号发射到空间中；伪2.4ghz控制通讯信号作为控制通讯干扰信号进入跟踪环路，其码相位与跟踪环路中的真实的无人机控制通讯信号的码相位对齐，通过复制一个与接收到的无人机控制通讯信号相位相一致的伪码，让接收到的无人机控制通讯信号与复制伪码相乘相关，剥离接收到的无人机控制通讯信号；缓慢增加伪2.4ghz控制通讯信号的功率值直至大于接收到的无人机控制通讯信号的功率。

采用上述循环追踪式欺骗干扰遥控端传输给无人机的控制信息，不仅可以避开一些抗欺骗干扰措施，同时有效地使得无人机跟踪上伪2.4ghz控制信号，达到欺骗干扰2.4ghz控制信号的目的，从而使无人机自动下降或者返航。

进一步地，信号发生器生成伪5.8ghz图像传输信号作为图像传输干扰信号并传输至主控制器，主控制器通过5.8ghz无线收发模块将伪5.8ghz图像传输信号发送至空间，所述伪5.8ghz图像传输信号与接收到的5.725ghz-5.825ghz无线信号有一定差值(2.5个码片或以上)；所述伪5.8ghz图像传输信号进入跟踪环路，伪5.8ghz图像传输信号的码相位与跟踪环路中的真实的5.8ghz图像传输信号的码相位对齐，通过复制一个与接收到的5.725ghz-5.825ghz无线信号相位相一致的伪码，然后让接收到的5.725ghz-5.825ghz无线信号与复制伪码相乘相关，剥离接收的5.725ghz-5.825ghz无线信号，使得无人机跟踪上伪5.8ghz图像传输信号。

通过上述干扰方式，与遥控端相连接的移动设备接收不全甚至接收不到真实的5.8ghz图像传输数据，移动设备接收的是伪5.8ghz图像数据，从而造成无人机与遥控端的失联，达到欺骗干扰5.8ghz图像传输信号的目的，从而使无人机自动下降或者返航。

在本实施例中，无线信号的收发过程具体为：信号由天线捕捉后，通过收发转换开关决定信号是否要通过14db的放大器放大；此时数据进入镜像抑制滤波器，由镜像抑制滤波器决定对通过的数据执行低通滤波或高通滤波；rffc5072芯片将滤波后的信号混频到2.6ghz固定中频，将信号送入max2837芯片混频到基带，输出iq数据，然后数据上传到主控制器。

天线发射干扰信号的有效范围为1000-2000米，可以作0-360°旋转。天线的布置，各个天线之间的距离可分为密集市区50-100米，普通城区100-200米，郊区200-500米等。

对于本领域的技术人员来说，可以根据以上的技术方案和构思，给出各种相应的改变和变形，而所有的这些改变和变形，都应该包括在本发明权利要求的保护范围之内。