一种低复杂度的无人机信号侦察与干扰系统，包括软件无线电接收机、软件无线电发射机、无人机信号侦察模块、无人机信号干扰模块。软件无线电接收机在指定频率范围内扫频并输出频谱切片，无人机信号侦察模块逐步对频谱切片进行定频信号检测和参数估计、跳频信号检测和参数估计以及宽带信号参数估计处理之后，将侦察结果保存在结构体数据中，由软件无线电发射机辐射干扰信号，对威胁最大的无人机信号进行干扰。本发明专利技术使用通用软件无线电接收机和发射机作为算法部署平台，使用低复杂度的信号检测和参数估计算法实现复杂电磁环境下的无人机信号侦察，并通过简单的干扰策略快速利用侦察信息引导无人机信号干扰，实现对无人机的侦测与反制。
【技术实现步骤摘要】
：本专利技术属于无线电监测，尤其涉及一种低复杂度的无人机信号侦察与干扰系统。
技术介绍
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技术介绍
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1、无人机已广泛应用于航拍、测绘、电力、安保、消防等各个场景，大量消费级无人机的出现，极大降低了无人机使用门槛，也同时给无人机管控带来了巨大挑战。尤其是近年来无人机在军事领域中的广泛应用，让人们更充分的认识到无人机带来的巨大价值和威胁，没有无人机防卫能力的地面装备将被无人机全面压制，没有无人机反制能力的重点设施面对无人机将没有隐私和安全，开展无人机的侦测与反制研究十分迫切。
2、无人机的侦测手段有雷达探测、光电探测、声波探测和无线电探测等，无线电探测方法利用无人机工作中使用的无线电信号进行被动探测，通过采用通用软件无线电设备，能够大幅度降低系统成本，而且在一些复杂地形条件下，相较于雷达探测方法，其盲区更小，能够更快地进行预警。对无人机的控制信号、图传信号、导航信号进行干扰，能够切断无人机操作者对无人机的控制、干扰无人机操作者的判断，阻止无人机操作者达成任务，是反制无人机的有效手段。
3、直接使用接收机iq数据流模式进行频谱感知，需要接收机具备覆盖感兴趣频段的瞬时带宽，这将增加接收机的成本，而且巨大的实时数据流会给后端数据处理带来很大压力。而使用接收机的扫频模式，可在前端利用fpga完成大量的频谱计算，还可通过多个瞬时带宽拼接的方法以较小的代价覆盖更宽的频谱范围，减小后端数据处理压力，降低系统的复杂度和成本，而仅通过后端的软件开发，就可以灵活快速的完成无人机信号的侦察与干扰。
技术实现思路
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技术实现思路
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1、为了克服上述的不足，本专利技术提供了一种低复杂度的无人机信号侦察与干扰系统。
2、本专利技术解决其技术问题所采用的技术方案：
3、一种低复杂度的无人机信号侦察与干扰系统，包括：
4、软件无线电接收机，通过接收天线在指定频率范围内对电磁环境进行扫频，形成频谱切片；
5、无人机信号侦察模块，对所述频谱切片进行信号检测和参数估计，并将侦察结果保存到定频信号参数、跳频信号参数和宽带信号参数三个结构体中；
6、无人机信号干扰模块，根据侦察结果匹配干扰策略，对干扰资源进行动态调控；
7、软件无线电发射机，发射天线辐射源干扰信号，对无人机信号实施干扰。
8、对定频信号参数的检测与参数估计步骤为：
9、1)将频谱切片组成频谱块；
10、2)计算频谱块的累计平均频谱；
11、3)使用累计平均频谱中排序前90％的幅值均值作为底噪估计值；
12、4)进行多信号参数估计；
13、5)得到定频信号参数，并保存为结构体数据。
14、对跳频信号参数的检测与参数估计步骤为：
15、1)使用频谱对消方法消除定频信号；
16、2)使用形态学开运算消除频谱块中存在的噪声；
17、3)通过多信号参数估计方法得到一个频谱块内存在的多个信号的参数；
18、4)保留区域宽度小于阈值的区域掩码，并使用四连通区域对整个频谱块的掩码进行检测；
19、5)使用dscan算法对带宽进行聚类分选，并构造估计量判断是否存在跳频信号，如果存在跳频信号则输出跳频信号参数估计值，并保存为结构体数据。
20、所述多信号参数估计步骤为：
21、1)设置检测阈值，并根据当前频谱块估计的底噪判断频谱切片对应频点位置是否存在信号，将一个频谱切片中存在信号的区域使用掩码表征；
22、2)将掩码表征形式转换为区域表征形式；
23、3)对区域间隔小于最小信道间隔的信号区域进行融合；
24、4)将信号区域中区间宽度小于最小信号带宽的信号区域移除，得到粗略信号区域；
25、5)对每个粗略信号区域分别向左和向后扩展后，在扩展信号区域内重新进行参数估计，得到精确信号区域和该区域内信号频谱的方差、偏度、峰度和对称度参数估计值。
26、对宽带信号的参数估计步骤为：
27、1)保留区域宽度大于阈值的区域掩码，使用形态学闭运算填补宽带信号中间可能存在的凹陷区域；
28、2)使用四连通区域检测方法对宽带信号的掩码区域进行标注，得到各个信号区域的中心频率、中心时间、带宽、持续时间参数；
29、3)使用dscan聚类方法对中心频率进行分选，得到宽带信号参数，并保存为结构体数据。
30、所述干扰策略有四种，分别为：
31、干扰策略1，根据侦察模块获得的定频信号的数量、中心频率、带宽和功率幅值，在信号最大的前两个定频信号中心频率位置，由发射机射频通道1产生覆盖对应定频信号带宽的qpsk信号；根据侦察模块得到的跳频频率集，由发射机射频通道2产生对应频点的多音干扰信号；
32、干扰策略2，根据侦察模块获得的跳频频率集的最小频率和最大频率之差，估计跳频信号的跳频序列带宽，由发射机射频通道1产生相同带宽的qpsk信号；根据跳频频率集，由发射机射频通道2产生对应频点的多音干扰信号；
33、干扰策略3，根据侦察模块获得的宽带信号的数量、中心频率、带宽和功率幅值，在信号峰值功率最大的前两个宽带信号中心频率位置，由发射机射频通道1产生相同信号带宽的qpsk信号；根据侦察模块获得的定频信号的数量、中心频率、带宽和功率幅值，在信号峰值最大的前两个定频信号中心频率位置，由发射机射频通道2产生相同信号带宽的qpsk信号；
34、干扰策略4，根据侦察模块获得的宽带信号的数量、中心频率、带宽和峰值功率，在信号峰值功率最大的前两个宽带信号中心频率位置，由发射机射频通道1产生相同信号带宽的qpsk信号，由发射机射频通道2产生相同带宽的梳状谱信号。
35、所述根据侦察结果匹配干扰策略，对干扰资源进行动态调控的步骤如下：如果侦察模块输出的信息中，存在跳频信号，则继续判断是否存在定频信号；如果不存在定频信号，则直接执行干扰策略2；如果存在定频信号，且定频信号的峰值超过了设置的阈值，则直接使用干扰策略2；如果存在定频信号，但定频信号的峰值未超过设置的阈值，则执行干扰策略1；如果侦察模块输出的检测信息中，不存在跳频信号，则继续判断是否存在宽带信号；如果不存在宽带信号，则继续进行侦察，监测无线电信号频谱；如果存在宽带信号，但不存在定频信号，则执行干扰策略4；如果存在宽带信号，但定频信号的峰值未超过设置的阈值，则执行干扰策略4；如果存在宽带信号，且定频信号的峰值超过设置的阈值，则执行干扰策略3；当执行4种干扰策略的任意一种的时间超过倍的侦察模块频谱时长之后，跳转到无人机信号侦察，开始新一轮的无人机信号侦察与干扰。
36、由于采用如上所述的技术方案，本专利技术具有如下优越性：
37、本专利技术提供的一种低复杂度的无人机信号侦察与干扰系统，针对复杂电磁环境的应用场景，以无线电频谱数据为输入，可在前端利用fp本文档来自技高网
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【技术保护点】
1.一种低复杂度的无人机信号侦察与干扰系统，其特征在于，包括：
2.根据权利要求1所述的一种低复杂度的无人机信号侦察与干扰系统，其特征在于：对定频信号参数的检测与参数估计步骤为：
3.根据权利要求1所述的一种低复杂度的无人机信号侦察与干扰系统，其特征在于：对跳频信号参数的检测与参数估计步骤为：
4.根据权利要求2或3所述的一种低复杂度的无人机信号侦察与干扰系统，其特征在于：所述多信号参数估计步骤为：
5.根据权利要求3所述的一种低复杂度的无人机信号侦察与干扰系统，其特征在于：对宽带信号的参数估计步骤为：
6.根据权利要求1所述的一种低复杂度的无人机信号侦察与干扰系统，其特征在于：所述干扰策略有四种，分别为：
7.根据权利要求6所述的一种低复杂度的无人机信号侦察与干扰系统，其特征在于：所述根据侦察结果匹配干扰策略，对干扰资源进行动态调控的步骤如下：如果侦察模块输出的信息中，存在跳频信号，则继续判断是否存在定频信号；如果不存在定频信号，则直接执行干扰策略2；如果存在定频信号，且定频信号的峰值超过了设置的阈值，则直接使用干扰策略2；如果存在定频信号，但定频信号的峰值未超过设置的阈值，则执行干扰策略1；如果侦察模块输出的检测信息中，不存在跳频信号，则继续判断是否存在宽带信号；如果不存在宽带信号，则继续进行侦察，监测无线电信号频谱；如果存在宽带信号，但不存在定频信号，则执行干扰策略4；如果存在宽带信号，但定频信号的峰值未超过设置的阈值，则执行干扰策略4；如果存在宽带信号，且定频信号的峰值超过设置的阈值，则执行干扰策略3；当执行4种干扰策略的任意一种的时间超过倍的侦察模块频谱时长之后，跳转到无人机信号侦察，开始新一轮的无人机信号侦察与干扰。
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【技术特征摘要】
1.一种低复杂度的无人机信号侦察与干扰系统，其特征在于，包括：
2.根据权利要求1所述的一种低复杂度的无人机信号侦察与干扰系统，其特征在于：对定频信号参数的检测与参数估计步骤为：
3.根据权利要求1所述的一种低复杂度的无人机信号侦察与干扰系统，其特征在于：对跳频信号参数的检测与参数估计步骤为：
4.根据权利要求2或3所述的一种低复杂度的无人机信号侦察与干扰系统，其特征在于：所述多信号参数估计步骤为：
5.根据权利要求3所述的一种低复杂度的无人机信号侦察与干扰系统，其特征在于：对宽带信号的参数估计步骤为：
6.根据权利要求1所述的一种低复杂度的无人机信号侦察与干扰系统，其特征在于：所述干扰策略有四种，分别为：
7.根据权利要求6所述的一种低复杂度的无人机信号侦察与干扰系统，其特征在于...
【专利技术属性】
技术研发人员：陈翔，肖文雨，陆科宇，许雄，王满喜，王川川，韩慧，汪亚，汪连栋，
申请(专利权)人：中国人民解放军六三八九二部队，
类型：发明
国别省市：
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