一种天线系统及反无人机系统设备

技术领域

本发明涉及天线技术领域，尤其涉及一种天线系统及反无人机系统设备。

背景技术

目前，随着无人机系统设备市场的扩大和无人机类型的丰富多样化，无人机领域的发展对反无人机系统设备提出了新的挑战。商业无人机的信号频率主要集中在400MHz-6GHz，例如433MHz、800MHz、900MHz、2.4GHz、5.2GHz和5.8GHz等，但市场上还有很多无人机使用低于6GHz的任意非法频率，目前，反无人机系统设备无法在全频段内工作，无法同时覆盖400MHz至6GHz全频段的全向侦察、测向及全频段打击功能，且体积较大无法满足对反无人机系统设备的便携灵活要求。

发明内容

本发明实施例旨在提供一种天线系统及反无人机系统设备，可以解决现有的反无人机系统设备无法在全频段内工作，无法同时覆盖400MHz至6GHz全频段的全向侦察、测向及全频段打击功能，且体积较大无法满足对反无人机系统设备的便携灵活要求的问题。

为解决上述技术问题，本发明第一方面实施例提供一种天线系统，所述天线系统的工作频率覆盖无线电信号全频段；所述天线系统包括：侦察天线、测向天线、第一打击天线、第二打击天线和第三打击天线；所述测向天线与所述第三打击天线共面设置，所述第一打击天线、所述第二打击天线和所述第三打击天线按预设间距平行设置，构成一个方形立体区域；所述侦察天线设置在所述方形立体区域的正下方。

可选地，所述侦察天线为超宽带全向非平面天线，工作频率覆盖无线电信号全频段。

可选地，所述侦察天线包括单锥天线，所述单锥天线包括单锥辐射体、金属地板、反射板及射频线；所述单锥辐射体倒置于所述金属地板下方，且靠近所述金属地板端点处；所述反射板位于所述单锥辐射体的一侧；所述射频线位于所述金属地板上方，且一端与所述单锥辐射体的顶端相连。

可选地，所述测向天线为窄带定向平面PCB天线，工作频率覆盖2.4GHz频段和5.8GHz频段。

可选地，所述测向天线包括工作在2.4GHz频段的第一八木天线和工作在5.8GHz频段的第二八木天线，所述第二八木天线位于所述第一八木天线和所述第三打击天线的中间。

可选地，所述第一八木天线包括若干第一辐射振子臂、第一有源部件和第一射频连接器；所述第一有源部件与其中一个第一辐射振子臂相连，所述第一射频连接器与所述第一有源部件相连；所述第二八木天线包括若干第二辐射振子臂、第二有源部件和第二射频连接器，所述第二有源部件与其中一个第二辐射振子臂相连，所述第二射频连接器与所述第二有源部件相连。

可选地，所述第一辐射振子臂的长度为2.4GHz频段在介质基板和空气混合介质中的半个波长；所述第二辐射振子臂的长度为5.8GHz频段在介质基板和空气混合介质中的半个波长。

可选地，所述第三打击天线为第三范围频段的宽带定向PCB天线。

可选地，所述第三打击天线包括第一上辐射脊片、第一下辐射脊片、第二上辐射脊片、第二下辐射脊片、第一地板、第一微带馈线和第三射频连接器；所述第一微带馈线分别连接所述第一上辐射脊片和所述第二上辐射脊片；所述第一地板为所述第一微带馈线的地，分别连接第一下辐射脊片和第二下辐射脊片；所述第一上辐射脊片和所述第一下辐射脊片构成第一渐变辐射缝隙结构，所述第二上辐射脊片和所述第二下辐射脊片构成第二渐变辐射缝隙结构。

可选地，所述第二打击天线为第二范围频段的宽带定向PCB天线。

可选地，所述第二打击天线包括第三上辐射脊片、第三下辐射脊片、第四上辐射脊片、第四下辐射脊片、第二地板、第二微带馈线和第三射频连接器；所述第二微带馈线分别连接所述第三上辐射脊片和所述第四上辐射脊片；所述第二地板为所述第二微带馈线的地，分别连接第三下辐射脊片和第四下辐射脊片；所述第三上辐射脊片和所述第三下辐射脊片构成第三渐变辐射缝隙结构，所述第四上辐射脊片和所述第四下辐射脊片构成第四渐变辐射缝隙结构。

可选地，所述第二打击天线还包括第一引向结构和第二引向结构，所述第一引向结构包括至少一个第一频率增益模块，所述第二引向结构包括至少一个第一频率增益模块。

可选地，所述第一打击天线为第一范围频段的宽带定向PCB天线。

可选地，所述第一打击天线包括若干第一辐射振子、同轴馈线和馈电点；射频信号通过所述馈电点馈入所述同轴馈线并沿所述同轴馈线方向对多个所述第一辐射振子实现馈电。

可选地，所述第一打击天线还包括第三引向结构和第四引向结构，所述第三引向结构包括至少一个第三频率增益模块，所述第四引向结构包括至少一个第四频率增益模块。

相对应地，本发明第二方面实施例提供一种反无人机系统设备，所述反无人机系统设备包括上述第一方面实施例所述的天线系统、侦察电路和打击电路，所述天线系统分别与所述侦察电路和所述打击电路电性连接；其中：

所述天线系统，用于接收无人机的全频段无线电信号，将无人机无线电信号发送给所述侦察电路，并用于发送打击电路产生的射频干扰信号；

所述侦察电路，用于对所述无人机的无线电信号进行射频和基带处理，得到无人机的无线电信号的时频特征，确定无人机的无线电信号频率；

所述打击电路，用于根据无人机的无线电信号频率，产生与无人机的无线电信号相同频率的射频干扰信号，馈入所述天线系统。

相对于现有技术，本发明提供一种天线系统及反无人机系统设备，该天线系统的工作频率覆盖无线电信号全频段，应用于反无人机系统设备；该天线系统包括：侦察天线、测向天线、第一打击天线、第二打击天线和第三打击天线；该测向天线与该第三打击天线共面设置，该第一打击天线、该第二打击天线和该第三打击天线按预设间距平行设置，构成一个方形立体区域；该侦察天线设置在该方形立体区域的正下方。从而可以使该天线系统能够在无线电信号全频段内工作，使该天线系统不仅使侦察功能和打击功能能同时覆盖无线电信号全频段，在功能上既要能够对无人机通信信号进行远距侦察实现非视距预警，又要能对无人机信号进行测向，最终引导对无人机实行精准高效的电磁反制；同时通过天线选型和多天线布局使该天线系统实现紧凑的体积，体积小，使该天线系统安装在反无人机系统设备后，可以使反无人机系统设备实现紧凑的体积，体积小，可以满足对反无人机系统设备的便携灵活要求，可以更方便灵活地携带反无人机系统设备。从而可以解决目前反无人机系统设备无法在全频段内工作，无法同时覆盖无线电信号全频段的全向侦察、测向及全频段打击功能，且体积较大无法满足对反无人机系统设备的便携灵活要求的问题。

附图说明

一个或多个实施例通过与之对应的附图中的图片进行示例性说明，这些示例性说明并不构成对实施例的限定，附图中具有相同参考数字标号的元件表示为类似的元件，除非有特别申明，附图中的图不构成比例限制。

图1是本发明提供的一种天线系统的示意图；

图2是本发明提供的一种天线系统的结构示意图；

图3是本发明提供的一种天线系统的结构分解示意图；

图4是本发明提供的一种天线系统中侦察天线的结构示意图；

图5是本发明提供的一种天线系统中侦察天线的S参数的示意图；

图6是本发明提供的一种天线系统中侦察天线在400MHz至6GHz全频段的增益示意图；

图7和图8是本发明提供的一种天线系统中侦察天线在无人机常用通信频率2.4GHz和5.8GHz的方向图的示意图；

图9是本发明提供的一种天线系统中介质基板的结构示意图；

图10是本发明提供的一种天线系统中测向天线和第三打击天线的结构示意图；

图11和图12是本发明提供的一种天线系统中测向天线的S参数的示意图；

图13和图14是本发明提供的一种天线系统中测向天线的增益的示意图；

图15和图16是本发明提供的一种天线系统中测向天线在2.4GHz和5.8GHz频段的方向图示意图；

图17是本发明提供的一种天线系统中第三打击天线的S参数的示意图；

图18是本发明提供的一种天线系统中第三打击天线的增益的示意图；

图19是本发明提供的一种天线系统中第三打击天线在5.8GHz频段的方向图的示意图；

图20是本发明提供的一种天线系统中第二打击天线的结构示意图；

图21是本发明提供的一种天线系统中第二打击天线的S参数的示意图；

图22是本发明提供的一种天线系统中第二打击天线的增益的示意图；

图23是本发明提供的一种天线系统中第二打击天线在2.4GHz频段的方向图的示意图；

图24是本发明提供的一种天线系统中第一打击天线的结构示意图；

图25是本发明提供的一种天线系统中第一打击天线的S参数的示意图；

图26是本发明提供的一种天线系统中第一打击天线的增益的示意图；

图27是本发明提供的一种天线系统中第一打击天线在GPS频率1.575GHz的方向图的示意图；

图28是本发明提供的一种反无人机系统设备的结构示意图；

图29是本发明提供的一种反无人机系统设备中侦察电路的结构示意图；

图30是本发明提供的一种反无人机系统设备中打击电路的结构示意图。

主要元件符号说明：

天线系统                1        第一打击天线         11

第二打击天线            12       第三打击天线         13

侦察天线                14       测向天线             15

单锥天线                141      单锥辐射体           1411

金属地板                1412     反射板               1413

射频线                  1414     第一八木天线         151

第一辐射振子臂          1511     第二八木天线         152

第一射频连接器          1513     第一有源部件         1512

第二辐射振子臂          1521     第二有源部件         1522

第二射频连接器          1523     第一地板             135

第一上辐射脊片          131      第一下辐射脊片       132

第二上辐射脊片          133      第二下辐射脊片       134

第一微带馈线            136      第三射频连接器       137

第三上辐射脊片          121      第三下辐射脊片       122

第四上辐射脊片          123      第四下辐射脊片       124

第二地板                125      第二微带馈线         126

第四射频连接器          127      第一引向结构         128

第二引向结构            129      第一频率增益模块     1281

第二频率增益模块        1291     第一辐射振子         111

同轴馈线                112      第三引向结构         113

第四引向结构            114      馈电点               115

第三频率增益模块        1131     第四频率增益模块     1141

介质基板                18       上表面               181

下表面                  182      反无人机系统设备     100

侦察电路                2        打击电路             3

无线电接收机            21       数字信号处理模块     22

运算放大器              31       压控振荡器           32

功率放大器              33

具体实施方式

为了便于理解本发明，下面结合附图和具体实施例，对本发明进行更详细的说明。需要说明的是，当元件被表述“固定于”另一个元件，它可以直接在另一个元件上、或者其间可以存在一个或多个居中的元件。当一个元件被表述“连接”另一个元件，它可以是直接连接到另一个元件、或者其间可以存在一个或多个居中的元件。本说明书所使用的术语“上”、“下”、“内”、“外”、“底部”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。此外，术语“第一”、“第二”“第三”等仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。

除非另有定义，本说明书所使用的所有的技术和科学术语与属于本发明的技术领域的技术人员通常理解的含义相同。本说明书中在本发明的说明书中所使用的术语只是为了描述具体的实施例的目的，不是用于限制本发明。本说明书所使用的术语“和/或”包括一个或多个相关的所列项目的任意的和所有的组合。

此外，下面所描述的本发明不同实施例中所涉及的技术特征只要彼此之间未构成冲突就可以相互结合。

目前，无人机领域的发展对反无人机系统设备提出了新的挑战，随着无人机系统设备市场的扩大和无人机类型的丰富多样化，反无人机系统设备在体积上被要求更加便携灵活，在功能上既要能够对无人机通信信号进行远距侦察实现非视距预警，又要能对无人机信号进行测向，最终引导对无人机实行精准高效的电磁反制。此外，商业无人机的信号频率主要集中在400MHz-6GHz，例如433MHz、800MHz、900MHz、2.4GHz、5.2GHz和5.8GHz等，但市场上还有很多无人机使用低于6GHz的任意非法频率，因此，反无人机系统设备还被要求能够在全频段内工作，对反无人机系统设备的天线系统的电性能和尺寸提出了严苛的要求，以便可以更方便灵活地携带反无人机系统设备。目前，反无人机系统设备无法在全频段内工作，无法同时覆盖400MHz至6GHz全频段的全向侦察、测向及全频段打击功能，且体积较大无法满足对反无人机系统设备的便携灵活要求。

鉴于此，本发明提供一种天线系统，应用于反无人机系统设备，该天线系统包括一个全频段全向侦察天线、一个2.4/5.8GHz测向天线及三个宽带打击天线，该天线系统不仅使侦察功能和打击功能的同时覆盖400MHz至6GHz全频段，同时通过天线选型和多天线布局实现紧凑的体积，体积小，可以满足对反无人机系统设备的便携灵活要求，可以更方便灵活地携带反无人机系统设备。

为了便于理解本发明的以上发明构思，下面结合附图和具体实施例，对本发明的以上发明构思进行更详细的说明。

在一个实施例中，如图1至图3所示，本发明提供一种天线系统1，应用于反无人机系统设备，该天线系统1的工作频率覆盖无线电信号全频段；该天线系统1包括：侦察天线14、测向天线15、第一打击天线11、第二打击天线12和第三打击天线13；该测向天线与15该第三打击天线13共面设置，该第一打击天线11、该第二打击天线12和该第三打击天线13按预设间距平行设置，构成一个方形立体区域；该侦察天线14设置在该方形立体区域的正下方。

在本发明中，无线电信号全频段包括200MHz频段至8GHz频段的范围，优选地，无线电信号全频段包括400MHz频段至6GHz频段的范围，在本发明实施例中，无线电信号全频段以400MHz频段至6GHz频段的范围为例进行说明。

在本实施例中，通过提供一种天线系统，应用于反无人机系统设备，该天线系统的工作频率覆盖无线电信号全频段；该天线系统包括：侦察天线、测向天线、第一打击天线、第二打击天线和第三打击天线；该测向天线与该第三打击天线共面设置，该第一打击天线、该第二打击天线和该第三打击天线按预设间距平行设置，构成一个方形立体区域；该侦察天线设置在该方形立体区域的正下方。从而可以使该天线系统能够在无线电信号全频段内工作，使该天线系统不仅使侦察功能和打击功能的同时覆盖无线电信号全频段，在功能上既要能够对无人机通信信号进行远距侦察实现非视距预警，又要能对无人机信号进行测向，最终引导对无人机实行精准高效的电磁反制；同时通过天线选型和多天线布局使该天线系统实现紧凑的体积，体积小，使该天线系统安装在反无人机系统设备后，可以使反无人机系统设备实现紧凑的体积，体积小，可以满足对反无人机系统设备的便携灵活要求，可以更方便灵活地携带反无人机系统设备。从而可以解决目前反无人机系统设备无法在全频段内工作，无法同时覆盖无线电信号全频段的全向侦察、测向及全频段打击功能，且体积较大无法满足对反无人机系统设备的便携灵活要求的问题。

在一个实施例中，该侦察天线14为超宽带全向非平面天线，工作频率覆盖无线电信号全频段。该侦察天线14用于接收无人机的无线电信号，对全空域工作在任意频率的无人机实现预警。

具体地，如图4所示，该侦察天线14包括单锥天线141，该单锥天线141工作在无线电信号全频段，举例而言，该单锥辐射体1411的直径为64mm，高度为62mm。

该单锥天线141包括单锥辐射体1411、金属地板1412、反射板1413及射频线1414；该单锥辐射体1411倒置于该金属地板1412下方，且靠近该金属地板1412端点处；该反射板1413位于该单锥辐射体1411的一侧；该射频线1414位于所述金属地板1412上方，且一端与该单锥辐射体1411的顶端相连。

该金属地板1412为非平衡地结构。一方面，可以延长该单锥天线141的电流路径，提高该侦察天线14在低频率的辐射效率；另一方面，可以充当该第一打击天线11、该第二打击天线12和该第三打击天线13的反射板，可以增加天线系统与前后级电路的隔离作用，减少电磁兼容风险。举例而言，该金属地板1412的形状为L形，即该金属地板1412为L形金属地板。

该单锥辐射体1411倒置于该金属地板1412下方，且靠近该金属地板1412端点处，可以减小该金属地板1412的反射作用，提高该侦察天线14辐射方向图的全向性，进而提高该侦察天线14的全向侦察能力。

该反射板1413位于该单锥辐射体1411的一侧，该反射板1413可以反射该单锥辐射体1411的电磁波信号，从而能够提高该侦察天线14沿反射方向的增益。

该射频线1414位于所述金属地板1412上方，且一端与该单锥辐射体1411的顶端相连，该射频线1414的另一端与侦察电路2相连。

如图5所示，为该侦察天线14的S参数。从图5中可以表明，该侦察天线14可以覆盖无线电信号全频段，可以对全空域工作在任意频率的无人机实现预警。

如图6所示，为该侦察天线14在无线电信号全频段的增益。从图6中可以表明，该侦察天线14在靠近400MHz的低频段仍然具有较高的增益和辐射效率。

如图7和图8所示，为该侦察天线14在无人机常用通信频率2.4GHz和5.8GHz的方向图。从图7和图8中的结果表明，该侦察天线14的方向图具有全向性，可以实现全向侦察功能。

在本实施例中，该侦察天线14是全频带全向天线，可以配合侦察电路2完成侦察功能，对全空域工作在任意频率的无人机实现预警。

在一个实施例中，该测向天线15为窄带定向平面PCB天线，工作频率覆盖2.4GHz频段和5.8GHz频段。该测向天线15用于接收无人机的无线电信号，可以实现比幅测向，能够对无人机实现测向。

如图9所示，为介质基板18的结构示意图。该介质基板18包括上表面181和下表面182。举例而言，该介质基板18的型号为Rogers公司的Ro4350B。该测向天线15为八木天线，八木天线的金属辐射结构通过PCB加工工艺印刷在介质基板18的上表面181和下表面182。

如图9至图10所示，该测向天线15包括工作在2.4GHz频段的第一八木天线151和工作在5.8GHz频段的第二八木天线152，该第二八木天线152位于该第一八木天线151和该第三打击天线13的中间。

如图10所示，该第一八木天线151包括若干第一辐射振子臂1511、第一有源部件1512和第一射频连接器1513；该第一有源部件1512与其中一个第一辐射振子臂1511相连，该第一射频连接器1513与该第一有源部件1512相连。

该第一辐射振子臂1511的长度为2.4GHz频段在介质基板18和空气混合介质中的半个波长。该第一辐射振子臂1511的数量决定该第一八木天线151的天线增益，一般在该天线系统的尺寸和电性能之间取一个平衡，举例而言，该第一辐射振子臂1511的数量为10个。

该第一有源部件1512包括第一低噪声放大器和第一滤波器，该第一低噪声放大器工作在2.4GHz频段，用于减小接收噪声系数。该第一滤波器工作在2.4GHz频段，用于滤除干扰信号。

该第一射频连接器1513通过电缆线与侦察电路2相连。

如图10所示，该第二八木天线152包括若干第二辐射振子臂1521、第二有源部件1522和第二射频连接器1523，该第二有源部件1522与其中一个第二辐射振子臂1521相连，该第二射频连接器1523与该第二有源部件1522相连。

该第二辐射振子臂1521的长度为5.8GHz频段在介质基板18和空气混合介质中的半个波长。该第二辐射振子臂1521的数量决定该第二八木天线152的天线增益，一般在该天线系统的尺寸和电性能之间取一个平衡，举例而言，该第二辐射振子臂1521的数量为10个。

该第二有源部件1522包括第二低噪声放大器和第二滤波器，该第二低噪声放大器工作在2.4GHz频段，用于减小接收噪声系数。该第二滤波器工作在2.4GHz频段，用于滤除干扰信号。

该第二射频连接器1523通过电缆线与侦察电路2相连。

如图11和图12所示，为该测向天线15的S参数。从图11和图12中可以表明，该测向天线15可以对无人机的2.4GHz和5.8GHz频段无线电信号进行测向。

如图13和图14所示，为该测向天线15的增益。从图13和图14中可以表明，该测向天线15在2.4GHz和5.8GHz频段的无源增益均大于10dBi。

如图15和图16所示，为该测向天线15在2.4GHz和5.8GHz频段的方向图。从图15和图16中的结果表明，该测向天线15的方向图具有很强的定向性，可以提高测向精度。

在本实施例中，该测向天线15是定向天线，可以配合侦察电路2完成侦察功能，通过旋转该测向天线15实现比幅测向，能够对无人机实现测向，可以提高测角精度。

在一个实施例中，该第三打击天线13为第三范围频段的宽带定向PCB天线，用于将打击电路3产生的干扰信号朝无人机辐射出去，对工作在第三范围频段的无人机进行有效干扰，实现打击。举例而言，该第三范围频段包括4GHz频段至8GHz频段，优选地，该第三范围频段包括4GHz频段至6GHz频段，在本实施例中，该第三打击天线13是以工作在4GHz频段至6GHz频段为例进行说明。

由于天线尺寸随工作频率的增加而减小，因此，工作在4GHz-6GHz频段的第三打击天线13和工作在2.4GHz/5.8GHz频段的测向天线15可以共面设置，共同设置于同一个PCB上，或者，该第三打击天线13和该测向天线15可以错开一定间距平行设置，可以有效地减小整个天线系统的体积。举例而言，该第三打击天线13为Vivaldi天线。当该第三打击天线13和该测向天线15共面设置时，该第三打击天线13和该测向天线15的上下位置可以交换。

具体地，如图10所示，该第三打击天线13包括第一上辐射脊片131、第一下辐射脊片132、第二上辐射脊片133、第二下辐射脊片134、第一地板135、第一微带馈线136和第三射频连接器137；该第一上辐射脊片131和该第二上辐射脊片133设置在介质基板的上表面，该第一下辐射脊片132和该第二下辐射脊片134设置在介质基板的下表面；该第一微带馈线136分别连接该第一上辐射脊片131和该第二上辐射脊片133；该第一地板135为该第一微带馈线136的地，分别连接第一下辐射脊片132和第二下辐射脊片134；该第一上辐射脊片131和该第一下辐射脊片132构成第一渐变辐射缝隙结构，该第二上辐射脊片133和该第二下辐射脊片134构成第二渐变辐射缝隙结构。

该第一微带馈线136为T型一分二功分器，分别连接该第一上辐射脊片131和该第二上辐射脊片133，印刷在介质基板18的上表面181。

该第一地板135为该第一微带馈线136的地，分别连接该第一下辐射脊片132和该第二下辐射脊片134。

该第三射频连接器137的内芯连接该第一微带馈线136，外导体连接该第一地板135，射频信号通过该第三射频连接器137馈入该第三打击天线13，然后辐射出去。

该第一上辐射脊片131和该第一下辐射脊片132构成第一渐变辐射缝隙结构，同理，该第二上辐射脊片133和该第二下辐射脊片134构成第二渐变辐射缝隙结构。第一渐变辐射缝隙和第二渐辐射变缝隙的张口宽度决定该第三打击天线的工作频率，为了使第三打击天线13覆盖4GHz-6GHz频段，在本实施例中，张口宽度设置为75mm；第一渐变辐射缝隙和第二渐辐射变缝隙的渐变辐射缝隙长度决定该第三打击天线13的增益，第三打击天线13增益随渐变辐射缝隙长度的增加而增加，在本实施例中，渐变辐射缝隙长度设置为235mm。采用第一渐变辐射缝隙结构和第二渐辐射变缝隙结构可以显著提高该第三打击天线13(例如Vivaldi天线)在高频段的增益。

如图17所示，为该第三打击天线13的S参数。从图17中可以表明，该第三打击天线13可以覆盖4GH-6GHz频段，即可以对无人机在4GH-6GHz频段的通信实施干扰打击。

如图18所示，为该第三打击天线13的增益。从图18中可以表明，该第三打击天线13在4GH-6GHz频段的天线增益均大于12.8dBi。

如图19所示，为该第三打击天线13在5.8GHz频段的方向图。从图19中的结果表明，该第三打击天线13的方向图具有很强的定向性，可以提高对无人机在5.8GHz频段的打击效率。

在本实施例中，该第三打击天线13是工作在第三范围频段的定向天线，能够将打击电路3产生的干扰信号朝无人机辐射出去，可以对工作在高频段范围的无人机进行有效干扰，迫使无人机返航或者迫降，从而可以实现对无人机的打击功能。

在一个实施例中，该第二打击天线12为第二范围频段的宽带定向PCB天线，用于将打击电路3产生的干扰信号朝无人机辐射出去，对工作在第二范围频段的无人机进行有效干扰，实现打击。举例而言，该第二范围频段包括2GHz频段至4GHz频段，在本实施例中，该第二打击天线12是以工作在2GHz频段至4GHz频段为例进行说明。

将该第二打击天线12印刷在一个PCB上，可以有效减小整个天线系统的体积。举例而言，该第二打击天线12为Vivaldi天线。

具体地，如图20所示，该第二打击天线12的结构与该第三打击天线13的结构类似，该第二打击天线12包括第三上辐射脊片121、第三下辐射脊片122、第四上辐射脊片123、第四下辐射脊片124、第二地板125、第二微带馈线126和第四射频连接器127；该第三上辐射脊片121和该第四上辐射脊片123设置在介质基板的上表面，该第三下辐射脊片122和该第四下辐射脊片124设置在介质基板的下表面；该第二微带馈线126分别连接该第三上辐射脊片121和该第四上辐射脊片123；该第二地板125为该第二微带馈线126的地，分别连接第三下辐射脊片122和第四下辐射脊片124；该第三上辐射脊片121和该第三下辐射脊片122构成第三渐变辐射缝隙结构，该第四上辐射脊片123和该第四下辐射脊片124构成第四渐变辐射缝隙结构。

该第二微带馈线126为T型一分二功分器，分别连接该第三上辐射脊片121和该第四上辐射脊片123，印刷在另一介质基板的上表面。

该第二地板125为该第二微带馈线126的地，分别连接该第三下辐射脊片122和该第四下辐射脊片124。

该第四射频连接器127的内芯连接该第二微带馈线126，外导体连接该第二地板125，射频信号通过该第四射频连接器127馈入该第二打击天线12，然后辐射出去。

该第三上辐射脊片121和该第三下辐射脊片122构成第三渐变辐射缝隙结构，同理，该第四上辐射脊片123和该第四下辐射脊片124构成第四渐变辐射缝隙结构。第三渐变辐射缝隙和第四渐辐射变缝隙的张口宽度决定该第二打击天线12的工作频率，为了使第二打击天线12覆盖2GHz至4GHz频段，在本实施例中，张口宽度设置为100mm；第三渐变辐射缝隙和第四渐辐射变缝隙的渐变辐射缝隙长度决定该第二打击天线12的增益，第二打击天线12增益随渐变辐射缝隙长度的增加而增加，在本实施例中，渐变辐射缝隙长度设置为230mm。采用第三渐变辐射缝隙结构和第四渐辐射变缝隙结构可以显著提高该第二打击天线12在中频段的增益。

如图20所示，该第二打击天线12还包括第一引向结构128和第二引向结构129，该第一引向结构128和该第二引向结构129相同，该第一引向结构128包括至少一个第一频率增益模块1281，该第二引向结构129包括至少一个第二频率增益模块1291。举例而言，该第一频率增益模块1281和第二频率增益模块1291为金属片，该第一引向结构128包括两个相距一定间距的金属片，该第二引向结构129包括两个相距一定间距的金属片。

该第一引向结构128和该第二引向结构129可以改变张口处辐射场的相位分布，从而提高天线在重点频率的增益，第一频率增益模块1281和第二频率增益模块1291的长度决定了重点频率。例如，在本实施中，第一频率增益模块1281和第二频率增益模块1291的长度均为39mm，宽度为5mm，可以提高该第二打击天线在2.4GHz频段的增益。

如图21所示，为该第二打击天线12的S参数。从图21中可以表明，该第二打击天线12可以覆盖2GHz至4GHz频段，即可以对无人机在2GHz至4GHz频段的通信实施干扰打击。

如图22所示，为该第二打击天线12的增益。从图22中可以表明，该第二打击天线12在2GHz至4GHz频段的天线增益均大于7dBi，2.4GHz频段增益大于12dBi。

如图23所示，为该第二打击天线12在2.4GHz频段的方向图。从图23中的结果表明，该第二打击天线12的方向图具有很强的定向性，可以提高对无人机在2.4GH在频段的打击效率。

在本实施例中，该第二打击天线12是工作在第二范围频段的定向天线，能够将打击电路3产生的干扰信号朝无人机辐射出去，可以对工作在中频段范围的无人机进行有效干扰，迫使无人机返航或者迫降，从而可以实现对无人机的打击功能。

在一个实施例中，该第一打击天线11为第一范围频段的宽带定向PCB天线，用于将打击电路3产生的干扰信号朝无人机辐射出去，对工作在第一范围频段的无人机进行有效干扰，实现打击。举例而言，该第一范围频段包括200MHz频段至2GHz频段，优选地，该第一范围频段包括400MHz频段至2GHz频段，在本实施例中，该第一打击天线11是以工作在400MHz频段至2GHz频段为例进行说明。

举例而言，该第一打击天线11为对数周期天线。如图24所示，该第一打击天线11包括若干第一辐射振子111、同轴馈线112和馈电点115；射频信号通过所述馈电点馈115入所述同轴馈线112并沿所述同轴馈线112方向对多个所述第一辐射振子111实现馈电。

根据对数周期天线的设计原理，该第一辐射振子111的数量和尺寸决定该第一打击天线11的工作频率，本实施例中，该第一辐射振子111数量设置为10，第一辐射振子111的臂长从小到大分别为22.4mm、27mm、34mm、42mm、52.3mm、65mm、80.6mm、100mm、122.3mm和157.3mm。臂长为122.3mm和157.3mm的第一辐射振子111通过弯折减小了天线尺寸。

如图24所示，该第一打击天线11还包括第三引向结构113和第四引向结构114，所述第三引向结构113和所述第四引向结构114相同，该第三引向结构113包括至少一个第三频率增益模块1131，该第四引向结构114包括至少一个第四频率增益模块1141。举例而言，该第三频率增益模块1131和第四频率增益模块1141为金属片，该第三引向结构113包括两个相距一定间距的金属片，该第四引向结构114包括两个相距一定间距的金属片。该第三引向结构113和第四引向结构114的作用是减小该第二打击天线12在2.4GHz的波束畸变。结合上述的第一引向结构128和第二引向结构129，第一引向结构128、第二引向结构129、第三引向结构113和第四引向结构114共同保证该第二打击天线12在2.4GHz的天线增益，优化多天线阵形布局。

该第一打击天线11、该第二打击天线12和该第三打击天线13按预设间距平行设置，构成一个方形立体区域，以使减少该天线系统的体积。

该第一打击天线11、该第二打击天线12和该第三打击天线13是定向天线，将该第一打击天线11、该第二打击天线12和该第三打击天线13按预设间距平行设置时，该第一打击天线11、该第二打击天线12和该第三打击天线13的天线主波束均指向端测(例如图1中的右侧)，可以很大程度地减小天线之间的相互遮挡，增加电性能(增益)。如果没有将该第一打击天线11、该第二打击天线12和该第三打击天线13按预设间距平行设置，那么该第一打击天线11、该第二打击天线12和该第三打击天线13中的两个天线之间会相互遮挡，其中一个天线的波束受另一个天线的遮挡而畸变导致电性能降低(增益降低)。在将该第一打击天线11、该第二打击天线12和该第三打击天线13按预设间距平行设置时仍然会存在相互影响，导致电性能降低(增益降低)，预设间距越大，相互影响就越小，但随之该方形立体体积就越大，会造成方形立体区域越大。因此需要在电性能和体积两者之间进行平衡。本发明中，为了获得较好的电性能，该预设间距设置在20mm-50mm。举例而言，在本实施例中，该预设间距为35mm。

如图25所示，为该第一打击天线11的S参数。从图25中可以表明，该第一打击天线11可以覆盖400MHz-2GHz频段，即可以对无人机在400MHz-2GHz频段的通信实施干扰打击。

如图26所示，为该第一打击天线11的增益。从图26中可以表明，该第一打击天线11在400MHz-700MHz频段的增益随频率的增加而增加，最小增益为400MHz频段的-5dBi，在700MHz-4GHz频段，天线增益变化趋于平缓，增益基本大于5dBi。

如图27所示，为该第一打击天线11在GPS频率1.575GHz的方向图。从图27的结果表明，该第一打击天线11的方向图具有较强的定向性，最大增益超过7dBi，增加了对无人机GPS的打击效率。

在本实施例中，该第一打击天线11是工作在第一范围频段的定向天线，能够将打击电路3产生的干扰信号朝无人机辐射出去，可以对工作在低频段范围的无人机进行有效干扰，迫使无人机返航或者迫降，从而可以实现对无人机的打击功能。

在本发明中，提供一种天线系统1，该侦察天线14是无线电信号全频带全向天线，可以完成侦察功能，对全空域工作在任意频率的无人机实现预警。该测向天线15是定向天线，可以完成侦察功能，能够对无人机实现测向。该第一打击天线11、该第二打击天线12和该第三打击天线13分别是工作在第一范围频段(低频段)、第二范围频段(中频段)、第三范围频段(高频段)的定向天线，将打击电路3产生的干扰信号朝无人机辐射出去，分别对工作在低频段、中频段、该频段等任意频段的无人机进行有效电磁干扰，迫使无人机返航或者迫降，从而可以实现对无人机的打击功能。从而通过该侦察天线14、该测向天线15、该第一打击天线11、该第二打击天线12和该第三打击天线13的配合，可以使该天线系统可以依次对无人机实现：预警(告诉无人机来了，并且告诉无人机通信频率)-测向(告诉无人机在哪个方向)-打击(根据无人机通信频率和方向信息对无人机通信进行干扰)，使该天线系统不仅具备侦察功能和打击功能，同时覆盖无线电信号全频段。且将该测向天线15与该第三打击天线13共面设置，该第一打击天线11、该第二打击天线12和该第三打击天线13按预设间距平行设置，构成一个方形立体区域，该侦察天线设置在该方形立体区域的正下方，要以减少该天线系统的体积，实现该天线系统紧凑的体积，使该天线系统安装在反无人机系统设备后，可以使反无人机系统设备实现紧凑的体积，体积小，可以满足对反无人机系统设备的便携灵活要求，可以更方便灵活地携带反无人机系统设备。

基于同一构思，在一个实施例中，如图28所示，本发明提供一种反无人机系统设备100，该反无人机系统设备100包括上述任一实施例所述的天线系统1、侦察电路2和打击电路3，该天线系统1分别与该侦察电路2和该打击电路3电性连接；其中：

该天线系统1，用于侦察无人机的全频段无线电信号，并将无人机无线电信号发送给该侦察电路2，并用于发送该打击电路3产生的射频干扰信号；

该侦察电路2，用于对该无人机的无线电信号进行射频和基带处理，得到无人机的无线电信号的时频特征，确定无人机无线电信号频率；

该打击电路3，用于根据无人机的无线电信号频率，产生与无人机的无线电信号相同频率的射频干扰信号，馈入该天线系统1辐射出去。

在本实施例中，通过提供一种反无人机系统设备，包括天线系统、侦察电路和打击电路，该天线系统用于侦察无人机的全频段无线电信号，并将无人机无线电信号发送给该侦察天线，并用于发送该打击电路产生的射频干扰信号；该侦察电路用于对该无人机的无线电信号进行射频和基带处理，得到无人机的无线电信号的时频特征，确定无人机无线电信号频率；该打击电路用于根据无人机的无线电信号频率，产生与无人机的无线电信号相同频率的射频干扰信号，馈入该天线系统辐射出去。该天线系统的工作频率覆盖无线电信号全频段，包括：侦察天线、测向天线、第一打击天线、第二打击天线和第三打击天线；该测向天线与该第三打击天线共面设置，该第一打击天线、该第二打击天线和该第三打击天线按预设间距平行设置，构成一个方形立体区域；该侦察天线设置在该方形立体区域的正下方。从而可以使该天线系统能够在无线电信号全频段内工作，使该天线系统不仅使侦察功能和打击功能的同时覆盖无线电信号全频段，在功能上既要能够对无人机通信信号进行远距侦察实现非视距预警，又要能对无人机信号进行测向，最终引导对无人机实行精准高效的电磁反制；同时通过天线选型和多天线布局使该天线系统实现紧凑的体积，体积小，使该天线系统安装在反无人机系统设备后，可以使反无人机系统设备实现紧凑的体积，体积小，可以满足对反无人机系统设备的便携灵活要求，可以更方便灵活地携带反无人机系统设备。从而可以解决目前反无人机系统设备无法在全频段内工作，无法同时覆盖无线电信号全频段的全向侦察、测向及全频段打击功能，且体积较大无法满足对反无人机系统设备的便携灵活要求的问题。

在本实施例中，所述天线系统1与上述任一实施例所述的天线系统1是一致，具体的结构与功能可以参考上述任一实施例所述的天线系统1，在此不再赘述。

在一个实施例中，该侦察电路2与该天线系统1电性连接，用于对该无人机无线电信号进行射频和基带处理，得到无人机无线电信号的时频特征，确定无人机无线电信号频率。

具体地，该侦察电路2分别与该天线系统1的侦察天线14和测向天线15电性连接，该侦察天线14接收无人机无线电信号并馈入该侦察电路2完成侦测功能，该测向天线15接收无人机无线电信号并馈入该侦察电路2完成测向功能。

如图29所示，该侦察电路2包括：无线电接收机21和数字信号处理模块22，该无线电接收机21和该数字信号处理模块22电性连接，其中：

该无线电接收机21分别与该天线系统1的侦察天线14和测向天线15电性连接，用于接收该侦察天线14和该测向天线15传输的无人机的无线电信号。

该数字信号处理模块22，用于对该无人机的无线电信号进行射频和基带处理，得到无人机的无线电信号的时频特征，确定无人机的无线电信号频率。

举例而言，该无线电接收机21为芯片，例如ADI公司的AD9361芯片；该数字信号处理模块为芯片，例如FPGA芯片。

该打击电路3，用于根据无人机的无线电信号频率，产生与无人机的无线电信号相同频率的射频干扰信号，馈入该天线系统1辐射出去。

具体地，该打击电路3分别与该天线系统1的第一打击天线11、第二打击天线12和第三打击天线13电性连接，该打击电路3根据无人机的无线电信号频率，产生与无人机的无线电信号相同频率的射频干扰信号，馈入该第一打击天线11、第二打击天线12和第三打击天线13中的一个或多个辐射出去，完成打击功能。

如图30所示，该打击电路3包括运算放大器31、压控振荡器32和功率放大器33，该运算放大器31、压控振荡器32和功率放大器33依次电性连接；

其中：

该运算放大器31，与该压控振荡器32电性连接，用于产生电压。

该压控振荡器32，与该功率放大器33，用于产生与电压对应的干扰信号。

该功率放大器33，用于对该干扰信号进行放大。

本发明提供一种反无人机系统设备100，该反无人机系统设备100可以实现侦察功能和打击功能，能同时覆盖无线电信号全频段，可以同时覆盖无线电信号全频段全向侦察、测向及全频段打击功能。

该反无人机系统设备100在实现侦察功能时，无人机的无线电信号被侦察天线14接收并进入侦察电路2进行进一步的射频和基带处理，最后得到无人机的无线电信号的时频特征，根据时频特征可以判断无人机的类型，得到无人机的无线电信号频率，完成侦察预警功能。

该反无人机系统设备100在实现打击功能时，首先利用该天线系统的侦察天线14和侦察电路2对无人机实现侦察预警。

如果无人机在非视距范围内，则利用测向天线15和侦察电路2对无人机实现测向。开启打击功能，利用打击电路3产生和无人机的无线电信号相同频率的射频干扰信号并进行功率放大，根据频率的不同，馈入第一打击天线11、第二打击天线12和第三打击天线13中对应的打击天线辐射出去，将打击天线指向测得的无人机方向，即可对非视距范围内的无人机完成打击功能。

如果无人机在视距范围内，则直接利用打击电路3产生和无人机的无线电信号相同频率的射频干扰信号并进行功率放大，根据频率的不同，馈入第一打击天线11、第二打击天线12和第三打击天线13中对应的打击天线辐射出去，将打击天线指向视距范围内的无人机，即可对视距范围内的无人机完成打击功能。

需要说明的是，上述反无人机系统设备实施例与天线系统实施例属于同一构思，其具体实现过程详见天线系统实施例，且天线系统实施例中的技术特征在所述反无人机系统设备实施例中均对应适用，这里不再赘述。

需要说明的是，在本文中，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者装置不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者装置所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个……”限定的要素，并不排除在包括该要素的过程、方法、物品或者装置中还存在另外的相同要素。

以上实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；在本发明的思路下，以上实施例或者不同实施例中的技术特征之间也可以进行组合，步骤可以以任意顺序实现，并存在如上所述的本发明的不同方面的许多其它变化，为了简明，它们没有在细节中提供；尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的范围。