CN117665946A - 一种具有高隐蔽性的电子侦察装置 - Google Patents

Abstract

本发明提出了一种具有高隐蔽性的电子侦察装置，包括无线电接收***和电子侦察服务器，无线电接收***包括：电磁波接收天线矩阵、电磁信号处理模块、天线矩阵驱动模块和定位模块；电子侦察服务器与主存储器连接，电子侦察服务器接收来自电磁信号处理模块的电磁信号，并接收定位模块提供的电磁波接收天线矩阵的位置信号；电磁波接收天线矩阵包含：多个用于接收不同波段信号的天线子矩阵；电磁信号处理模块包括多个射频信号处理通道，生成多路采样信号提供给电子侦察服务器；天线矩阵驱动模块接收所述电子侦察服务器的控制信号，控制信号控制所述电磁波接收天线矩阵的偏转和俯仰。

Description

一种具有高隐蔽性的电子侦察装置

技术领域

本发明属于电子探测技术领域，尤其涉及一种具有高隐蔽性的电子侦察装置。

背景技术

随着无人机技术的发展与成熟，无人机的使用越来越广泛，同时无人机对区域防空体系带来极大的挑战，尤其是大量使用非金属材料制造的无人机，飞行高度从低空到超高空空域，速度也逐步达到音速以上的高速飞行，因为大量采用非金属等雷达反射信号很弱的材料制造，目标特性不明显，此类飞行器应用广泛，可以携带攻击弹药或者大型电子干扰设备，在预定的时间和地区上空释放多种电子攻击手段，破坏被入侵国家的正常电子通信，干扰甚至影响被入侵国家的正常生活。

这种无人机设备由于金属部件既小又少，使用通常的雷达识别困难，如果开启大型相控阵雷达跟踪识别，则成本高，还容易暴露国家空防电子侦察装置的关键频率。被使用这类无人机的国家或利益集团窃取电子频点。因此，寻求其他电子侦察手段，尤其是隐蔽性强的电子侦察手段识别敌方无人机是当前急需解决的重要技术问题，在侦测在无人机的技术上还存在着许多空白。

发明内容

为解决上述技术问题，本发明的第一方面提出了一种具有高隐蔽性的电子侦察装置，所述电子侦察装置包括无线电接收***和电子侦察服务器，所述无线电接收***包括：电磁波接收天线矩阵、电磁信号处理模块、天线矩阵驱动模块和定位模块；

所述电子侦察服务器与主存储器连接，

所述电子侦察服务器接收来自电磁信号处理模块的电磁信号，并接收定位模块提供的电磁波接收天线矩阵的位置信号；

所述电磁波接收天线矩阵包含：多个用于接收不同波段信号的天线子矩阵；

所述电磁信号处理模块包括多个射频信号处理通道，对所述各天线子矩阵的输出信号执行频率变换、数模转换和采样；生成多路采样信号提供给电子侦察服务器；

所述天线矩阵驱动模块接收所述电子侦察服务器的控制信号，根据所述控制信号控制所述电磁波接收天线矩阵的偏转和俯仰。

如本发明的第一方面所述的电子侦察装置，所述无线电接收***还包括：光电探测模块、网络连接模块及电源模块；

所述光电探测模块固定在所述电磁波接收天线矩阵上，所述光电探测模块探测方向与磁波接收天线矩阵的电磁波接收方向同轴；

所述网络连接模块用于提供所述无线电接收***与电子侦察服务器的双向信号传送；

所述电源模块给电子侦察服务器的各个模块供电。

如本发明的第一方面所述的电子侦察装置，所述光电探测模块包括：可见光摄像机和/或红外摄像机。

如本发明的第一方面所述的电子侦察装置，所述电磁波接收天线矩阵包含至少两组天线子矩阵组，每组天线子矩阵组包含多个用于接收不同波段信号的天线子矩阵；两组天线子矩阵组分别置于相距预定距离的位置，其中一组天线子矩阵组的电磁波接收方向与另一组天线子矩阵组的电磁波接收方向相互成90°夹角。。

如本发明的第一方面所述的电子侦察装置，所述天线子矩阵接收的信号波段包括：米波波段、分米波波段和厘米波波段；所述天线子矩阵针对所述波段优化天线构型。

如本发明的第一方面所述的电子侦察装置，所述电子侦察服务器根据预定时间内接收的电磁信号生成预定区域的电磁信号实时分布图；

所述电子侦察服务器将所述电磁信号实时分布图与存储在主存储器中的历史电磁信号实时分布图进行比较，确定是否出现电磁信号异常区；

所述电子侦察服务器输出所述电磁信号异常区的信息；所述电磁信号异常区的信息包括：电磁信号异常区的位置，移动速度，发现时间和消失时间。

如本发明的第一方面所述的电子侦察装置，所述的方法，所述电子侦察服务器根据电磁信号异常区的信息驱动所述光电探测模块监测所述电磁信号异常区的图像。

如本发明的第一方面所述的电子侦察装置，存储在主存储器中的历史电磁信号分布图包括：多种条件下的多个所述历史电磁信号分布图，所述多种条件包括：气象条件、气候条件及昼夜条件。

本发明的第二方面提出了一种电子侦察装置的操作方法，用于操作所述的电子侦察装置，所述方法包括如下步骤：

步骤1，使用无线电接收***接收指定区域的多波段电磁信号，并将接收的电磁信号传输到电子侦察服务器；所述电子侦察服务器根据指定区域的所述电磁信号的参数生成电磁信号分布图，所述电磁信号分布图被存储到主存储器中作为历史电磁信号分布图；

步骤2，所述电子侦察服务器将步骤1实时接收的电磁信号与历史电磁信号分布图比较，确定是否出现电磁信号分布变化，如果否，返回步骤1；如果是，转入步骤3；

步骤3，所述电子侦察服务器计算指定区域的电磁信号分布变化，判断所述变化是否是人工运动物体所产生，如果否，返回步骤1；如果是，进入步骤4；

步骤4，所述电子侦察服务器根据指定区域的电磁信号分布变化，计算出引起所述变化的人工运动物体的信息；

步骤5，所述电子侦察服务器输出所述人工运动物体的运动参数；所述信息包括：电磁信号异常区的位置，移动速度，发现时间和消失时间。

如本发明第二方面所述的操作方法，步骤1包括子步骤：

步骤1.1，所述电子侦察服务器将指定区域的所述电磁信号的参数存储到主存储器；所述电磁信号的参数包括：波段、辐射强度和辐射方向；

步骤1.2，所述电子侦察服务器通过网络获取辐射方向指向指定区域的现有辐射源的辐射信号的多项参数，所述辐射信号的参数包括：辐射信号的频率、波段、辐射强度和辐射方向角度；所述条件包括：气象条件、气候条件及昼夜条件。所述电磁信号分布图被存储到主存储器中作为历史电磁信号分布图；

步骤1.3，所述电子侦察服务器根据指定区域的所述电磁信号的参数及所述辐射源的辐射信号的参数，计算出指定区域的多种不同条件下的电磁信号分布图，所述条件包括：气象条件、气候条件及昼夜条件；

步骤1.4，所述电磁信号分布图被存储到主存储器中作为历史电磁信号分布图。

采用本发明提出电子侦察装置及其操作方法，侦测方式采用只被动接收电磁信号，而不发射电磁信号的电子侦察方式，设备和天线均采用民用品，具有成本低，隐蔽性好的优点。

附图说明

图1为区域上空电子云构成示意图；

图2为本发明提出的探测含有金属结构的电子侦察装置探测原理示意图；

图3为本发明提出的具有高隐蔽性的电子侦察装置的构成示意图；

图4为本发明提出的电子侦察装置的操作方法流程图。

具体实施方式

现代国家的城市及居民点中，普遍存在大量使用电磁辐射信号的设备，这些设备辐射的电磁波，在居民点区域上空经过电离层和高大建筑物的多次反射，构成了现代居民区上空宽频谱、能量相当高电磁场，通常被认为构成的“电子云”状态。由于这种“电子云”的存在，居民点区域上空如果有一个新的金属反射物体进入，必然导致产生新的电子辐射的反射信号。

如图1所示是电子云和接收天线的关系，这里的天线1和天线2都是宽频带电磁信号接收天线阵列，辐射源1和辐射源2表示不同位置、不同频率的辐射信号源，这种信号源在居民点区域可以有很多个，其位置和辐射的电磁信号的信息可以通过网络从管理机构获得。当没有未知飞行物体进入该区域时，天线1所接收的来自辐射源1和辐射源2电磁辐射信号的强度，频率都是可以计算求出的。构成本发明所说的：历史电磁信号分布图。当然这种历史电磁信号分布图随着气候、气象和昼夜的不同也有所变化，当有已知飞行物体经过时也会产生电磁信号分布变化。因此所述的历史电磁信号分布图不止一个。

当未知飞行物体——被侦察目标进入这种电子云时，必然导致天线2接收到辐射源1辐射信号的异常反射，如图2所示。而一般条件下，天线2是无法接收到辐射源1的辐射信号，或者这个信号非常弱。而未知飞行物体对辐射源1的异常反射信号比较强。我们使用高效率宽频带接收天线在居民点区域上空定时或定向扫描接收电磁辐射信号，可以侦测到这种电磁辐射信号的变化；同时利用计算机服务器通过网络获取本地同时间的电磁辐射源的辐射信号的信息、及合法飞行物体的消息，比较本地同时间的合法飞行物体对的电子云状态扰动影响下的历史电磁信号分布图和高效率宽频带接收天线探测到的实时电磁辐射的变化，就能发现无人机一类非法飞行***进入本地区上空所产生的电磁辐射变化。进而识别出闯入本地区上空的非法目标的信息，该目标包括但不限于无人机。无人机具有明显的航线轨迹，又有别于失控气球等目标的运动性质。可以据此提取出无人机或其他漂浮物体的飞行轨迹。

本发明提供一种以探测上述“电子云”的变化，来侦测空中的无人机的被动式电子侦察装置，由于该装置本身不辐射电磁信号，因此具有良好的隐蔽性。

以下结合附图对本发明的实施例做进一步的详细说明。

如图3所示，是本发明设计的具有高隐蔽性的电子侦察装置的构成示意图。

本发明提出一种具有高隐蔽性的电子侦察装置，所述电子侦察装置包括无线电接收***和电子侦察服务器，所述无线电接收***包括：电磁波接收天线矩阵、电磁信号处理模块、天线矩阵驱动模块和定位模块；

所述电子侦察服务器与主存储器连接，

所述电子侦察服务器接收来自电磁信号处理模块的电磁信号，并接收定位模块提供的电磁波接收天线矩阵的位置信号；

所述电磁波接收天线矩阵包含：多个用于接收不同波段信号的天线子矩阵；

所述电磁信号处理模块包括多个射频信号处理通道，对所述各天线子矩阵的输出信号执行频率变换、数模转换和采样；生成多路采样信号提供给电子侦察服务器；

所述天线矩阵驱动模块接收所述电子侦察服务器的控制信号，根据所述控制信号控制所述电磁波接收天线矩阵的偏转和俯仰。

实施例1

一种电子侦察装置，它设置在一个平台上，该平台最好是能够移动的车辆，电子侦察装置包括无线电接收***和电子侦察服务器，所述无线电接收***用于探测居民点区域上空的电磁信号，该无线电接收***包括电磁波接收天线矩阵、电磁信号处理模块、天线矩阵驱动模块和定位模块；所述无线电接收***还包括：光电探测模块、网络连接模块及电源模块；

所述网络连接模块用于提供所述无线电接收***与电子侦察服务器的双向信号传送；无线电接收***上传探测的电磁信号，并接收电子侦察服务器下穿的控制信号，该控制信号用于控制天线矩阵驱动模块带动电磁波接收天线矩阵执行俯仰和偏转运动，以便更好地接收电磁信号。

所述电子侦察服务器与主存储器连接。

所述电子侦察服务器用于处理无线电接收***上传探测的电磁信号，该电磁信号包括指定区域的多个波段电磁信号，电子侦察服务器根据指定区域的所述电磁信号的参数生成指定区域的电磁信号分布图，电子侦察服务器将指定区域的所述电磁信号的参数存储到主存储器；所述电磁信号的参数包括：波段、辐射强度和辐射方向。生成的所述电磁信号分布图被存储到主存储器中作为历史电磁信号分布图。所述电磁信号分布图根据指定区域的气候变化，气象变化或者时间有复数个。

生成电磁信号分布图需要获得指定区域的辐射源的参数，所述电子侦察服务器通过网络获取辐射方向指向指定区域的现有辐射源的多项参数，所述辐射信号的参数包括：辐射信号的频率、波段、辐射强度和辐射方向角度；

所述电子侦察服务器根据指定区域的所述电磁信号的参数及所述辐射源的辐射信号的参数，计算出指定区域的多种不同条件下的电磁信号分布图。

所述电子侦察服务器将历史电磁信号分布图的各点电磁信号与相同气候气象条件下实时检测的电磁信号比较就能检测出电磁信号的异常变化，并根据这种异常变化中的各项电磁信号参数计算出进入指定区域的无人机或者空飘气球的位置和移动速度。

所述光电探测模块固定在所述电磁波接收天线矩阵上。这个光电探测模块通常使用可见光摄像机和/或红外摄像机，前者用于晴朗白天和良好气象条件下。后者用于夜间或雨雪气候下。最好把光电探测模块探测方向与磁波接收天线矩阵的电磁波接收方向置于同轴；天线矩阵锁定的未知物体地方向，马上利用光电探测模块探测该物体的图像信号，以进一步确定未知物体的性质和运动轨迹。光电探测模块也能够根据所述电子侦察服务器的控制信号执行偏转或俯仰运动，以精确拍摄未知物体的图像；并将该图像经过网络连接模块上传给电子侦察服务器。

所述电源模块给电子侦察服务器的各个模块供电。

所述电子侦察服务器接收来自电磁信号处理模块的电磁信号，并接收定位模块提供的电磁波接收天线矩阵的位置信号；定位模块可以是GPS定位仪，或者使用北斗定位***、格罗纳斯定位***、加里略定位***。用于提供无线电接收***的天线矩阵的实时位置信息。

实施例2

所述电磁波接收天线矩阵包含：多个用于接收不同波段信号的天线子矩阵；所述电磁波接收天线矩阵包含至少两组天线子矩阵组，每组天线子矩阵组包含多个用于接收不同波段信号的天线子矩阵；典型条件下，两组天线子矩阵组分别置于相距预定距离，并且一组天线子矩阵组的电磁波接收方向与另一组天线子矩阵组的电磁波接收方向相互成90°夹角。

如本发明的第一方面所述的电子侦察装置，所述天线子矩阵接收的信号波段包括：米波波段、分米波波段和厘米波波段；所述天线子矩阵针对所述波段优化天线构型。

所述电磁信号处理模块包括多个射频信号处理通道，对所述各天线子矩阵的输出信号执行频率变换、数模转换和采样；生成多路采样信号提供给电子侦察服务器；

所述天线矩阵驱动模块接收所述电子侦察服务器的控制信号，根据所述控制信号控制所述电磁波接收天线矩阵的偏转和俯仰。

本发明所述的电子侦察装置，所述电子侦察服务器根据预定时间内接收的电磁信号生成预定区域的电磁信号实时分布图；

所述电子侦察服务器将所述电磁信号实时分布图与存储在主存储器中的历史电磁信号实时分布图进行比较，确定是否出现电磁信号异常区；

所述电子侦察服务器输出所述电磁信号异常区的信息；所述电磁信号异常区的信息包括：电磁信号异常区的位置，移动速度，发现时间和消失时间。

如本发明的第一方面所述的电子侦察装置，所述的方法，所述电子侦察服务器根据电磁信号异常区的信息驱动所述光电探测模块监测所述电磁信号异常区的图像。

如本发明的第一方面所述的电子侦察装置，存储在主存储器中的所述历史电磁信号分布图包括多种条件下的多个，所述多种条件包括：气象条件、气候条件及昼夜条件。

本发明的第二方面提出了一种电子侦察装置的操作方法，用于操作所述的电子侦察装置，所述方法包括如下步骤：

步骤1，使用无线电接收***接收指定区域的多波段电磁信号，并将接收的电磁信号传输到电子侦察服务器；所述电子侦察服务器根据指定区域的所述电磁信号的参数生成电磁信号分布图，所述电磁信号分布图被存储到主存储器中作为历史电磁信号分布图；

步骤2，所述电子侦察服务器将步骤1实时接收的电磁信号与历史电磁信号分布图比较，确定是否出现电磁信号分布变化，如果否，返回步骤1；如果是，转入步骤3；

步骤3，所述电子侦察服务器计算指定区域的电磁信号分布变化，判断所述变化是否是人工运动物体所产生，如果否，返回步骤1；如果是，进入步骤4；

步骤4，所述电子侦察服务器根据指定区域的电磁信号分布变化，计算出引起所述变化的人工运动物体的信息；

步骤5，所述电子侦察服务器输出所述人工运动物体的运动参数；所述信息包括：电磁信号异常区的位置，移动速度，发现时间和消失时间。

如本发明第二方面所述的操作方法，步骤1包括子步骤：

步骤1.1，所述电子侦察服务器将指定区域的所述电磁信号的参数存储到主存储器；所述电磁信号的参数包括：波段、辐射强度和辐射方向；

步骤1.2，所述电子侦察服务器通过网络获取辐射方向指向指定区域的现有辐射源的辐射信号的多项参数，所述辐射信号的参数包括：辐射信号的频率、波段、辐射强度和辐射方向角度；所述条件包括：气象条件、气候条件及昼夜条件。所述电磁信号分布图被存储到主存储器中作为历史电磁信号分布图；

步骤1.3，所述电子侦察服务器根据指定区域的所述电磁信号的参数及所述辐射源的辐射信号的参数，计算出指定区域的多种不同条件下的电磁信号分布图，所述条件包括：气象条件、气候条件及昼夜条件；

步骤1.4，所述电磁信号分布图被存储到主存储器中作为历史电磁信号分布图。所述气象条件是指：雨雪天气，雾霾天气等相对电磁信号传输所产生的影响。所述气候条件包括春夏秋冬的不同温度等相对电磁信号传输所产生的影响。

步骤1还包括使用多次迭代训练提高探测的历史电磁信号分布图的精度。

步骤3还包括：对获取的电磁信号的多项参数执行综合识别。

最后应说明的是，以上实施方式仅用以说明本发明实施例的技术方案而非限制，尽管参照以上较佳实施方式对本发明实施例进行了详细说明，本领域的普通技术人员应当理解，可以对本发明实施例的技术方案进行修改或等同替换都不应脱离本发明实施例的技术方案的精神和范围。

Claims (10)

1.一种具有高隐蔽性的电子侦察装置，所述电子侦察装置包括无线电接收***和电子侦察服务器，其特征在于，所述无线电接收***包括：电磁波接收天线矩阵、电磁信号处理模块、天线矩阵驱动模块和定位模块；

所述电子侦察服务器与主存储器连接，

所述电子侦察服务器接收来自电磁信号处理模块的电磁信号，并接收定位模块提供的电磁波接收天线矩阵的位置信号；

所述电磁波接收天线矩阵包含：多个用于接收不同波段信号的天线子矩阵；

所述电磁信号处理模块包括多个射频信号处理通道，对所述各天线子矩阵的输出信号执行频率变换、数模转换和采样；生成多路采样信号提供给电子侦察服务器；

所述天线矩阵驱动模块接收所述电子侦察服务器的控制信号，根据所述控制信号控制所述电磁波接收天线矩阵的偏转和俯仰。

2.如权利要求1所述的电子侦察装置，其特征在于，所述无线电接收***还包括：光电探测模块、网络连接模块及电源模块；

所述光电探测模块固定在所述电磁波接收天线矩阵上，所述光电探测模块探测方向与磁波接收天线矩阵的电磁波接收方向同轴；

所述网络连接模块用于提供所述无线电接收***与电子侦察服务器的双向信号传送；

所述电源模块给电子侦察服务器的各个模块供电。

3.如权利要求2所述的电子侦察装置，其特征在于，所述光电探测模块包括：可见光摄像机和/或红外摄像机。

4.如权利要求1所述的电子侦察装置，其特征在于，所述电磁波接收天线矩阵包含至少两组天线子矩阵组，每组天线子矩阵组包含多个用于接收不同波段信号的天线子矩阵；两组天线子矩阵组分别置于相距预定距离的位置，其中一组天线子矩阵组的电磁波接收方向与另一组天线子矩阵组的电磁波接收方向相互成90°夹角。。

5.如权利要求4所述的电子侦察装置，其特征在于，所述天线子矩阵接收的信号波段包括：米波波段、分米波波段和厘米波波段；所述天线子矩阵针对所述波段优化天线构型。

6.如权利要求1所述的电子侦察装置，其特征在于，所述电子侦察服务器根据预定时间内接收的电磁信号生成预定区域的电磁信号实时分布图；

所述电子侦察服务器将所述电磁信号实时分布图与存储在主存储器中的历史电磁信号实时分布图进行比较，确定是否出现电磁信号异常区；

所述电子侦察服务器输出所述电磁信号异常区的信息；所述电磁信号异常区的信息包括：电磁信号异常区的位置，移动速度，发现时间和消失时间。

7.如权利要求6所述的电子侦察装置，所述的方法，其特征在于，所述电子侦察服务器根据电磁信号异常区的信息驱动所述光电探测模块监测所述电磁信号异常区的图像。

8.如权利要求6所述的电子侦察装置，其特征在于，存储在主存储器中的所述历史电磁信号分布图包括：多种条件下的多个历史电磁信号分布图，所述多种条件包括：气象条件、气候条件及昼夜条件。

9.一种电子侦察装置的操作方法，用于操作如权利要求1-8中任一项所述的电子侦察装置，其特征在于，所述方法包括如下步骤：

步骤1，使用无线电接收***接收指定区域的多波段电磁信号，并将接收的电磁信号传输到电子侦察服务器；所述电子侦察服务器根据指定区域的所述电磁信号的参数生成电磁信号分布图，所述电磁信号分布图被存储到主存储器中作为历史电磁信号分布图；

步骤2，所述电子侦察服务器将步骤接收的实时电磁信号与历史电磁信号分布图比较，确定是否出现电磁信号分布变化，如果否，返回步骤1；如果是，转入步骤3；

步骤3，所述电子侦察服务器计算指定区域的电磁信号分布变化，判断所述变化是否是人工运动物体所产生，如果否，返回步骤1；如果是，进入步骤4；

步骤4，所述电子侦察服务器根据指定区域的电磁信号分布变化，计算出引起所述变化的人工运动物体的信息；

步骤5，所述电子侦察服务器输出所述人工运动物体的运动参数；所述信息包括：电磁信号异常区的位置，移动速度，发现时间和消失时间。

10.如权利要求8所述的操作方法，其特征在于，步骤1包括子步骤：

步骤1.1，所述电子侦察服务器将指定区域的所述电磁信号的参数存储到主存储器；所述电磁信号的参数包括：波段、辐射强度和辐射方向；

步骤1.2，所述电子侦察服务器通过网络获取辐射方向指向指定区域的现有辐射源的辐射信号的多项参数，所述辐射信号的参数包括：辐射信号的频率、波段、辐射强度和辐射方向角度；所述条件包括：气象条件、气候条件及昼夜条件。所述电磁信号分布图被存储到主存储器中作为历史电磁信号分布图；

步骤1.3，所述电子侦察服务器根据指定区域的所述电磁信号的参数及所述辐射源的辐射信号的参数，计算出指定区域的多种不同条件下的电磁信号分布图，所述条件包括：气象条件、气候条件及昼夜条件；

步骤1.4，所述电磁信号分布图被存储到主存储器中作为历史电磁信号分布图。