無人機(jī)防御系統(tǒng)
反無人飛行器系統(tǒng)由搜索系統(tǒng)、光電跟蹤系統(tǒng)、射頻干擾系統(tǒng)及顯控單元四個(gè)主要分系統(tǒng)及模塊構(gòu)成。其中,搜索系統(tǒng)完成對任務(wù)區(qū)域低空目標(biāo)的監(jiān)視及位置指示功能,由搜索雷達(dá)和無線電頻譜監(jiān)測系統(tǒng)構(gòu)成,兩種體制的搜索系統(tǒng)可根據(jù)環(huán)境獨(dú)立使用或配合起來使用以提高探測性能;光學(xué)跟蹤系統(tǒng)完成對目標(biāo)的自動(dòng)跟蹤功能,使得射頻干擾系統(tǒng)的定向天線能夠?qū)崟r(shí)對準(zhǔn)目標(biāo);射頻干擾系統(tǒng)用于完成對目標(biāo)無人機(jī)GPS和無線遙測鏈路的定向射頻干擾功能,使得無人機(jī)失去控制,無法繼續(xù)飛行;顯控單元主要完成系統(tǒng)的狀態(tài)監(jiān)測、控制、態(tài)勢顯示及人機(jī)交互功能。
無線電頻譜監(jiān)測系統(tǒng)提供對無人機(jī)的遠(yuǎn)距離探測,搜索雷達(dá)提供對無人機(jī)的遠(yuǎn)距離探測,兩者探測數(shù)據(jù)根據(jù)使用環(huán)境進(jìn)行數(shù)據(jù)融合后,引導(dǎo)光電跟蹤系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)對無人機(jī)的可視化跟蹤,最后,射頻干擾系統(tǒng)屏蔽無人機(jī)的飛控信道和導(dǎo)航信號,驅(qū)離/迫降無人機(jī)。
1.系統(tǒng)功能
1)采用無源探測技術(shù),360度探測多個(gè)目標(biāo)發(fā)出的無線電信號,并根據(jù)信號定位目標(biāo)所在的位置;
2)采用相控陣?yán)走_(dá)探測技術(shù),360度探測多個(gè)運(yùn)動(dòng)目標(biāo)的位置、速度信息;
3)具有可見光、紅外成像功能,能顯示警戒區(qū)域的可見光與紅外圖像;
4)具有圖像檢測、識別、跟蹤功能;
5)具有多波段干擾功能,能夠干擾無人機(jī)的衛(wèi)星導(dǎo)航鏈路、遙控鏈路、圖傳鏈路;
6)能夠根據(jù)搜索系統(tǒng)的數(shù)據(jù)自動(dòng)/手動(dòng)搜索、跟蹤目標(biāo);
7)具有數(shù)據(jù)存儲(chǔ)功能,方便調(diào)查取證;
8)終端顯控軟件描述
2.系統(tǒng)特點(diǎn)
①探測能力強(qiáng)
有源與無源多波段雙模探測,探測能力強(qiáng);
信號實(shí)時(shí)采集、數(shù)據(jù)刷新率高;
全向360°無死角,探測范圍廣;
覆蓋市場95%以上的主流無人機(jī);
對目標(biāo)的測角與測距精度高;
多目標(biāo)批次處理,目標(biāo)容量大
電子地圖標(biāo)記無人機(jī)位置;
多數(shù)據(jù)融合處理,探測概率高、虛警率低。
②跟蹤性能好
弱小目標(biāo)跟蹤穩(wěn)定;
抗背景干擾能力強(qiáng),目標(biāo)不丟失;
跟蹤速度高;
像素級準(zhǔn)確跟蹤,精度高;
遮擋后記憶跟蹤,智能程度高;
③干擾強(qiáng)度大
干擾體制優(yōu)秀,方式靈活、干擾信號頻點(diǎn)控制準(zhǔn)確;
全向360°無死角,覆蓋范圍廣
干擾模式多,強(qiáng)度大;
干擾頻段足,覆蓋頻段廣,帶寬范圍大;
豐富的擴(kuò)展性能,干擾樣式與噪聲樣式可調(diào)配;
干擾信號覆蓋市場95%以上的主流無人機(jī)。
④操作簡單、自動(dòng)化程度高
數(shù)據(jù)融合處理,降低虛警率,減少人員工作量;
一鍵自動(dòng)搜尋,智能檢測;
遠(yuǎn)程控制設(shè)備啟動(dòng)/關(guān)閉,人機(jī)功效好;
多快捷鍵組合控制,讓設(shè)備操作像玩游戲一樣簡單;
顯控界面簡潔,各傳感信息、設(shè)備狀態(tài)一目了然。
⑤全天時(shí)、環(huán)境適應(yīng)性強(qiáng)、可靠性高
晝夜皆可穩(wěn)定工作,有效防止無人機(jī)夜晚突襲;
濃霧、小雨天氣條件下照常工作,環(huán)境適應(yīng)能力強(qiáng);
長時(shí)間連續(xù)工作,維護(hù)成本低。
⑥定制化系統(tǒng),軍用雷達(dá)標(biāo)準(zhǔn),高精尖技術(shù)
本系統(tǒng)所帶軟件是公司專門針對反無人機(jī)系統(tǒng)在各種環(huán)境下應(yīng)用的定制化軟件,是集主動(dòng)相控陣體制雷達(dá)、被動(dòng)無線電探測雷達(dá)、光電探測系統(tǒng)以及定向射頻干擾等多個(gè)設(shè)備的顯示、控制以及聯(lián)動(dòng)工作于一體的指揮控制軟件,而非一般的顯控和監(jiān)視軟件,涉及數(shù)字地圖、多傳感器信息融合及指揮控制決策等多項(xiàng)目關(guān)鍵技術(shù),開發(fā)技術(shù)難度高,研發(fā)投入大。
3.前端產(chǎn)品介紹
1)搜索系統(tǒng)
A.無線電頻譜監(jiān)測系統(tǒng)
無線電頻譜監(jiān)測系統(tǒng)被動(dòng)截獲無人機(jī)與遙控器之間的圖傳信號和遙控信號,實(shí)現(xiàn)對無人機(jī)的被動(dòng)探測、側(cè)向、識別與定位,產(chǎn)品如圖:
無線電頻譜監(jiān)測系統(tǒng)
B.搜索雷達(dá)
雷達(dá)采用C波段,相控陣+收發(fā)全數(shù)字DBF技術(shù)體制,具有數(shù)據(jù)率高、重量輕、體積小、功耗低等優(yōu)點(diǎn),產(chǎn)品如圖2
雷達(dá)工作在C波段,采用全數(shù)字有源相控陣的技術(shù)體制,通過模塊化、精細(xì)化設(shè)計(jì),綜合運(yùn)用自適應(yīng)動(dòng)目標(biāo)檢測、數(shù)字T/R(發(fā)射/接收)、DBF(數(shù)字波束形成)、模擬數(shù)字一體化設(shè)計(jì)等技術(shù)手段,具有低空探測性能好、機(jī)動(dòng)跟蹤能力強(qiáng)、測量精度高和成本低等特點(diǎn),是一部探測無人機(jī)性能優(yōu)異的相控陣?yán)走_(dá),可以實(shí)現(xiàn)重點(diǎn)監(jiān)控區(qū)域無人機(jī)的探測、警戒和目標(biāo)指示,為監(jiān)控系統(tǒng)提供實(shí)時(shí)、準(zhǔn)確、連續(xù)的空情和目標(biāo)信息。產(chǎn)品圖如下:
搜索雷達(dá)
搜索雷達(dá)由雷達(dá)主機(jī)和雷達(dá)終端兩部分組成
雷達(dá)主機(jī)主要由4個(gè)獨(dú)立的雷達(dá)陣面和一個(gè)綜合控制盒組成。
每個(gè)陣面都是相對獨(dú)立的探測系統(tǒng),包括陣列天線、收發(fā)組件、射頻數(shù)字集成模塊、信號與數(shù)據(jù)處理模塊等,完成信號放大發(fā)射和接收、DBF、多普勒濾波、CFAR檢測和跟蹤處理等,輸出目標(biāo)位置和特征信息。
綜合控制盒由電源系統(tǒng)、系統(tǒng)時(shí)鐘、集線器等模塊組成,為各陣面提供電源、相參時(shí)鐘,并將多陣面的輸出信息集成到單路以太網(wǎng)通道輸出。
雷達(dá)終端由加固計(jì)算機(jī)實(shí)現(xiàn),完成雷達(dá)的控制、目標(biāo)信息顯示,當(dāng)系統(tǒng)引入光電設(shè)備時(shí),可實(shí)現(xiàn)與光電系統(tǒng)的聯(lián)動(dòng)。
雷達(dá)系統(tǒng)軟件包括射頻數(shù)字集成軟件、信號和數(shù)據(jù)處理軟件以及終端監(jiān)控軟件。
(1) 先進(jìn)的技術(shù)體制
搜索雷達(dá)采用一維相掃的相控陣體制,方位上進(jìn)行電掃描,波束指向靈活、快速,能實(shí)現(xiàn)無慣性的快速掃描,同時(shí),可進(jìn)行非均勻探測,針對不同區(qū)域采用不同的探測方案,提高總體探測性能。
采用基于全數(shù)字相控陣體制的軟件化雷達(dá)設(shè)計(jì)方案,具有很強(qiáng)的擴(kuò)展性和在線升級能力。
(2) 優(yōu)良的低空探測能力
搜索雷達(dá)基于相控陣體制設(shè)計(jì)的多普勒濾波系統(tǒng),完全消除了機(jī)掃雷達(dá)天線掃描調(diào)制所引起的雜波頻譜擴(kuò)散問題,波抑制能力能力更強(qiáng),更有利于強(qiáng)雜波環(huán)境下發(fā)現(xiàn)和跟蹤低空無人機(jī)目標(biāo)。
(3) 可靠性高
搜索雷達(dá)無需機(jī)械旋轉(zhuǎn)設(shè)備,不會(huì)因?yàn)闄C(jī)電故障而影響雷達(dá)工作,具有更高的可靠性;
同時(shí),相對于單通道工作的拋物面雷達(dá),相控陣?yán)走_(dá)采用多通道并聯(lián)工作,即使個(gè)別通道失效,仍能正常工作,提高了產(chǎn)品的任務(wù)可靠性。
(4) 安裝簡單、易用性強(qiáng)
搜索雷達(dá)采用模塊化設(shè)計(jì),結(jié)構(gòu)簡單、安裝方便,無旋轉(zhuǎn)關(guān)節(jié),可以適用于不同的安裝條件,具有集中和分離兩種安裝方式。
雷達(dá)對外接口簡單,僅包括一個(gè)電源接口和一個(gè)網(wǎng)線接口,接線簡單、方便。
雷達(dá)輸出目標(biāo)位置和特征信息,在配套的終端軟件顯示和操作,終端軟件操作簡單,易學(xué)易用。
技術(shù)特點(diǎn)
(1) 全數(shù)字有源相控陣技術(shù)體制,收發(fā)DBF技術(shù);
(2) 自適應(yīng)動(dòng)目標(biāo)檢測和多普勒雜波抑制技術(shù);
(3) 數(shù)字T/R技術(shù)和高集成的射頻與數(shù)字一體化設(shè)計(jì)技術(shù);
(4) 高機(jī)動(dòng)目標(biāo)穩(wěn)定跟蹤技術(shù)。
2)光電跟蹤系統(tǒng)
光電跟蹤系統(tǒng)由跟蹤轉(zhuǎn)臺和光電艙構(gòu)成,光電艙中裝有非制冷紅外焦平面探測器、高清可見光相機(jī)及圖像處理板。光電跟蹤系統(tǒng)根據(jù)搜索系統(tǒng)提供的目標(biāo)位置信息,完成對目標(biāo)的初始對準(zhǔn),隨后在初始對準(zhǔn)區(qū)域附近搜索目標(biāo),搜索過程中可通過自動(dòng)識別或人工指定兩種方式確認(rèn)可疑目標(biāo),隨后轉(zhuǎn)入目標(biāo)自動(dòng)跟蹤工作模式,使得光電傳感器視軸以及安裝于跟蹤轉(zhuǎn)臺上的射頻干擾天線能夠?qū)崟r(shí)對準(zhǔn)目標(biāo)。產(chǎn)品圖:
光電跟蹤系統(tǒng)
3)射頻干擾系統(tǒng)
無人機(jī)準(zhǔn)確定向射頻干擾系統(tǒng)采用光電識別與自動(dòng)跟蹤技術(shù)、精密伺服控制技術(shù)及高增益定向射頻干擾技術(shù)實(shí)現(xiàn)對無人機(jī)搜索系統(tǒng)(包括無源探測與定位設(shè)備、主動(dòng)雷達(dá)及光電搜索設(shè)備等)探測到的可疑目標(biāo)的二次搜索、準(zhǔn)確定位及自動(dòng)跟蹤功能,并發(fā)射定向射頻干擾信號,癱瘓無人機(jī)的衛(wèi)星導(dǎo)航、無線遙控及無線圖傳鏈路,使得無人機(jī)失去按照預(yù)定航路繼續(xù)飛行的能力,達(dá)到迫降或驅(qū)離無人機(jī)的目的。
射頻干擾系統(tǒng)
1) 目標(biāo)類型
?各類消費(fèi)類無人機(jī)或航模,如大疆“精靈”系列多旋翼無人機(jī);
?小型固定翼無人機(jī);
?滑翔傘及浮空氣球等小型航空器;
?部分軍用微型或小型無人機(jī)或航空器。
2)引導(dǎo)方式
支持多種目標(biāo)初始方位引導(dǎo)方式,能夠根據(jù)無人機(jī)無源探測與定位設(shè)備、雷達(dá)、光電或其它引導(dǎo)設(shè)備提供的目標(biāo)初始方位信息,實(shí)現(xiàn)對目標(biāo)的二次搜索、準(zhǔn)確定位與自動(dòng)跟蹤功能,從而保持高增益定向射頻干擾天線實(shí)時(shí)準(zhǔn)確對準(zhǔn)目標(biāo)。
系統(tǒng)支持如下幾種引導(dǎo)方式:
?無人機(jī)無源探測與定位設(shè)備;
?主動(dòng)雷達(dá)引導(dǎo);
?光電搜索系統(tǒng)引導(dǎo);
?人工輸入方位引導(dǎo);
?支持其它引導(dǎo)方式擴(kuò)展。
3)干擾鏈路
?GPS\GLONASS\北斗衛(wèi)星導(dǎo)航鏈路;
?無人機(jī)無線遙測鏈路;
?無人機(jī)無線圖傳鏈路。
4)干擾模式
?阻塞式干擾:干擾信號覆蓋無人機(jī)遙測與圖傳鏈路預(yù)知的多個(gè)頻段,其特點(diǎn)是實(shí)現(xiàn)簡單,不依賴任何外部設(shè)備,但存在干擾效率低以及對改造后的無線通信鏈路無法實(shí)施有效干擾等問題。
?伴隨式干擾:根據(jù)無人機(jī)無源探測與定位系統(tǒng)等外部電偵設(shè)備實(shí)時(shí)偵測到的目標(biāo)遙測鏈路與圖傳鏈路的通信頻點(diǎn)、信號帶寬及跳頻周期等信息,基于軟件無線電架構(gòu)的數(shù)字干擾源動(dòng)態(tài)生成頻點(diǎn)和帶寬相匹配的干擾信號。該模式具有干擾效能高、針對性強(qiáng)以及實(shí)現(xiàn)簡單等優(yōu)點(diǎn),但干擾效果嚴(yán)重依賴于外部偵測設(shè)備的探測性能及精度。
?偵聽式干擾:采用系統(tǒng)自帶的偵聽通道對無人機(jī)無線通信信號的特征進(jìn)行實(shí)時(shí)處理和分析,數(shù)字干擾源根據(jù)分析結(jié)果動(dòng)態(tài)生成頻點(diǎn)和帶寬相匹配的干擾信號,實(shí)現(xiàn)對無人機(jī)無線通信鏈路的有效干擾和壓制。該方式是無人機(jī)射頻干擾設(shè)備的技術(shù)發(fā)展趨勢,具有干擾效能高、不依賴任何外部電偵設(shè)備等優(yōu)點(diǎn),但實(shí)現(xiàn)相對復(fù)雜,且對數(shù)字干擾機(jī)的信息處理能力要求較高。
4)顯控終端
反無人機(jī)系統(tǒng)顯控端軟件在設(shè)計(jì)上分為界面顯示前端與后臺控制處理計(jì)算模塊,界面顯示前端負(fù)責(zé)顯示搜索系統(tǒng)、光電跟蹤系統(tǒng)、射頻干擾系統(tǒng)的信息及狀態(tài),并集成常用的操作界面;后臺控制處理計(jì)算模塊是界面顯示前端與前端產(chǎn)品的信息處理中樞,將搜索系統(tǒng)、光電跟蹤系統(tǒng)、射頻干擾系統(tǒng)的原始數(shù)據(jù)處理后,傳遞至界面顯示前端,將操作指令綜合處理后,發(fā)送至前端產(chǎn)品各分系統(tǒng)。