本发明是一种空对空定向干扰的无人机系统及干扰方法，具体的说是一种用于空对空定向干扰的智能四旋翼无人机系统，通过定向电磁干扰方式反制敌方无人机。
背景技术：
1、随着无人机技术成本不断降低，消费级无人机爆发式进入市场，普通人获取无人机越来越容易。对机场、体育场、油库等造成了不可忽视的安全隐患。因此，反无人机技术面临着现实的紧迫需求。
2、现有反无人机技术大致分为无人机探测技术和无人机反制技术两大类，其中无人机反制技术又可分为硬杀伤反制和软软杀伤反制。电磁信号干扰就是一种典型的软杀伤反制技术，现有电磁信号反制技术或通过人工手持干扰枪进行目视干扰反制，或通过车辆干扰器进行大功率非定向干扰。两种方式均对作业人构成电磁危害，且车载式干扰器容易对周边环境造成电磁污染，而手持式干扰枪又存在干扰距离短的缺点。
技术实现思路
1、本发明的目的是针对无人机的干扰反制，提出了一种空对空定向干扰的无人机系统及干扰方法，以从空中对敌方无人机目标进行抵近、定向的电磁信号干扰，可实施空对空的无人机干扰反制。
2、一种智能空对空定向干扰无人机系统，其特征在于，包括四旋翼无人机载机3、工作载荷和地面智能控制台11，所述四旋翼无人机载机3上设有特殊频段无线电台及通信天线天空端4、两套rtk定位设备5和飞控计算机,飞控计算机安装在机载设备安装盒10，机载设备安装盒10安装在四旋翼无人机载机3；所述工作载荷包括干扰天线1、干扰天线安装支架2、三轴云台6、机载信号分析仪8、干扰信号发生器9和机载计算机，干扰天线1通过干扰天线安装支架2安装在四旋翼无人机载机3上表面，三轴云台6安装在四旋翼无人机载机3的机身下表面，三轴云台6用于探测空中目标；机载信号分析仪8和干扰信号发生器9安装在四旋翼无人机载机3机身上表面，机载计算机安装于机载设备安装盒10内；
3、所述rtk定位设备5、三轴云台6、特殊频段无线电台及天线4分别与飞控计算机相连，并相互之间进行通信；飞控计算机与特殊频段无线电台及通信天线天空端4相连，通过其与地面智能控制台11通信，干扰信号发生器9与干扰天线1相连，将干扰信号通过干扰天线1发出；所述飞控计算机与机载计算机连接，飞控计算机接收机载计算机指令；
4、所述三轴云台6探测的图像信息传送至机载计算机进行图像分析识别；所述机载信号分析仪8，通过馈线与所述干扰天线1相连，接收信号并进行信号特征提取分析；所述机载信号分析仪8，通过串口线与所述机载计算机相连，所述机载干扰信号发生器9，通过馈线与所述干扰天线1和机载计算机相连。所述地面智能控制台11上设有通信天线地面端12飞控计算机与特殊频段无线电台及通信天线天空端4连接，地面智能控制台11通过通信天线地面端12收发无线信号，飞控计算机通过特殊频段无线电台及通信天线天空端4收发无线信号，并传输到机载计算机内。
5、地面智能控制台11通过通信天线地面端12接收来自机载计算机通过特殊频段无线电台及通信天线天空端发射的空中情况数据，地面智能控制台11分析处理形成处理命令并发送给机载计算机，机载计算机通过特殊频段无线电台及通信天线天空端4接收信号，机指挥工作载荷进行工作；
6、机载信号分析仪8将提取的信号特征传输至机载计算机，并接收机载计算机指令；机载干扰信号发生器9接受机载计算机的命令。
7、工作时，其包括搜索和干扰反制两种工作模式，搜索模式下，干扰天线1设置为接收信号状态，接收到无线电信号后，发送至机载信号分析仪8，机载信号分析仪8提取信号特征发送至机载计算机，机载计算机将信号特征转发至地面智能控制台进行分析处理；同步地，三轴云台6，绕垂直于天地直线轴，以指定角速度，360度匀速转动，并将采取图像数据发送至机载计算机，机载计算机转发至地面智能控制台11，由地面智能控制台11的智能图像处理装置接收，并进行目标识别处理，地面智能控制台11确认目标后，启动干扰反制程序；
8、由搜索状态转入干扰反制状态时，地面智能控制台11启动干扰，干扰天线1、三轴云台6朝向目标，三轴云台6采集图像，确保干扰天线1面向目标；地面智能控制台11发出干扰指令，机载计算机接收信息后，向机载干扰信号发生器9发送干扰指令，机载干扰信号发生器9通过干扰天线1向外发射干扰信号；在地面智能控制台11确认完成干扰驱离，发出停止干扰指令，机载计算机接收信息后，向机载干扰信号发生器9发送停止干扰指令，机载干扰信号发生器9停止发送干扰信号。
9、所述干扰天线1为栅格式抛物线的设计形式。
10、利用所述的一种智能空对空定向干扰无人机系统进行对敌方无人机进行干扰的方法，其特征在于，包括下列步骤：
11、步骤一、上电自检，执行初始化程序：
12、系统上电自检，自检通过后，系统执行初始化程序，完成各模块的初始化；各模块初始化状态描述如下：
13、(1)干扰天线1初始化模式为信号接收模式；
14、(2)机载信号分析仪8初始化为接收信号状态，并与机载计算机连接通信；
15、(3)机载干扰信号发生器9初始为就绪状态，并与机载计算机连接，等待指令；
16、(4)机载计算机初始化状态为：a.启动信号比对程序，与机载信号分析仪8连接正常；b.启动天线控制程序，并发送“接收信号”指令至天线c.启动干扰器控制程序，与机载干扰信号发生器9连接正常d.启动云台控制程序，接收云台图像数据e.启动空地连接程序，与地面智能控制台11连接正常；
17、(5)三轴云台6初始化状态为，云台与机载计算机连接正常；
18、(6)地面智能控制台11初始化状态为：a.地面飞行控制系统启动，与飞控连接正常b.空地控制程序启动，与机载计算机连接正常，且接收机载计算机发送各模块的工作状态c.信号分析系统启动，接收空地控制程序转发的特征信号数据d.智能图像处理系统启动，接收空地控制程序转发的云台图像数据；
19、(7)飞控初始化状态为，飞行控制器程序启动，解锁飞机，等待指令；
20、步骤二、规划航线，巡航飞行
21、操作人员通过地面智能控制台11确认各模块初始化成功，系统进入工作就绪状态；操作人员通过地面飞行控制系统，规划航线，成功后，上传至飞控；
22、步骤三、接收航线，启动巡航
23、飞控接收航线，飞机起飞，按预定航线巡航飞行；
24、步骤四、目标搜寻，信息分析，分两线路进行：
25、(1)线路1：干扰天线1初始化为接收信号模式，进入巡航飞行后，天线将接收信号传递至机载信号分析仪8，机载信号分析仪8将提取到的有效信号特征发送至机载计算机，机载计算机将信号特征转发至地面智能控制台11，由信号分析系统进行分析处理；
26、(2)线路2：三轴云台6，绕垂直于天地直线轴，以指定角速度，360度匀速转动，并将采取图像数据发送至机载计算机，机载计算机转发至地面智能控制台11，由地面智能控制台11内的智能图像处理装置接收，并进行图像识别处理；
27、步骤五、目标发现
28、目标发现存在三种情况，第一种情况干扰天线1发现；第二种情况，三轴云台6发现，这是由于干扰天线1是定向天线，存在较大盲区；第三种情况，干扰天线1和三轴云台6同时发现，即此时干扰天线1与三轴云台6方向一致，并入第一情况中考虑；
29、(1)干扰天线1发现目标
30、干扰天线1接收到信号，机载信号分析仪8进行信号分析，提取信号特征，并将信号特征数据发送至机载计算机，机载计算机转发至地面控制台11；
31、地面智能控制台11对信号特征进行分析处理，并与信号库数据进行比对，若比对成功，进入步骤六；若比对失败，地面智能控制台11发送指令，控制三轴云台6与干扰天线1同向，智能图像处理装置进行智能识别，若识别到无人机目标，进入步骤六，否则认为此次接收的信号特征无效，回到步骤四，重新继续巡逻搜索；
32、(2)三轴云台6发现目标
33、若地面智能控制台11智能图像处理系统从云台发送的图像数据中识别到无人机目标，说明此时敌方无人机目标处于天线盲区位置；地面智能控制台11空地控制程序发送指令，调整天线位置与三轴云台6相一致，并接收敌机电磁信号，传递至地面智能控制台11，进入步骤六，顺序执行；
34、步骤六、干扰反制
35、地面智能控制台11确认目标后，启动干扰反制程序；
36、(1)中断无人机巡航，发送云台控制指令，使云台与当前天线方向一致；
37、(2)发送天线模式指令至机载计算机，由机载计算机设置天线工作模式进入发射模式；
38、(3)地面智能控制台11信号分析系统，生成干扰信号特征，发送至机载计算机，机载计算机转发至机载干扰信号发生器9，由干扰信号发生器9产生干扰信号，并传输至干扰天线1，由干扰天线1放大发射出去，进行干扰；
39、(4)地面智能控制台11智能图像处理系统，根据云台采集的图像数据，进行智能处理，判断敌机是否已控制；a.若敌机悬停或降落，则反制成功，若敌机机动逃脱，则反制失败，回到步骤(四)，重新执行巡逻搜索；b.若通过图像识别判断离敌机较远，则地面智能控制台11控制无人机抵近目标，加强干扰效果，若敌机悬停或降落，则反制成功，若敌机机动逃脱，则反制失败，回到步骤四，重新执行巡逻搜索；c.若地面智能控制台11智能图像处理系统未从云台相机图像中识别到无人机目标，则说明敌机距离太远，已无法实施有效干扰，进入步骤四，重新执行巡逻搜索；
40、干扰成功后，进入步骤七；
41、步骤七、干扰成功
42、干扰成功后，地面智能控制台11发出提示信息，由操作人员选择下一步指令内容；可选择继续执行原巡航路线进行巡航；也可进入步骤二，重新规划航线，启动新的巡航；也可执行返航指令，关闭所有工作载荷，无人机返航降落。
43、有益效果
44、通过实际飞行测试，使用该发明成果制造的样机，成功实现在1km范围内切断“精灵4”无人机与地面控制器的通信，迫使其无法进入指定范围区域，实现有效驱离。
1.一种智能空对空定向干扰无人机系统，其特征在于，包括四旋翼无人机载机(3)、工作载荷和地面智能控制台(11)，所述四旋翼无人机载机(3)上设有特殊频段无线电台及通信天线天空端(4)、两套rtk定位设备(5)和飞控计算机,飞控计算机安装在机载设备安装盒(10)，机载设备安装盒(10)安装在四旋翼无人机载机(3)；所述工作载荷包括干扰天线(1)、干扰天线安装支架(2)、三轴云台(6)、机载信号分析仪(8)、干扰信号发生器(9)和机载计算机，干扰天线(1)通过干扰天线安装支架(2)安装在四旋翼无人机载机(3)上表面，三轴云台(6)安装在四旋翼无人机载机(3)的机身下表面，三轴云台(6)用于探测空中目标；机载信号分析仪(8)和干扰信号发生器(9)安装在四旋翼无人机载机(3)机身上表面，机载计算机安装于机载设备安装盒(10)内；
2.根据权利要求1所述的一种智能空对空定向干扰无人机系统，其特征在于，所述干扰天线(1)为栅格式抛物线的设计形式。
3.利用权利要求1所述的一种智能空对空定向干扰无人机系统进行对敌方无人机进行干扰的方法，其特征在于，包括下列步骤：
