目前所有的民用无人机都需要用到无线电技术来实现定位、遥控、图像传输等功能。本系统采用对无人机无线电进行干扰的方式达到使入侵无人机失控或折返的目地。本技术方案干扰的无人机信号主要包括 GPS 信号和遥控信号这两个部分。

（1）无线电反制整体方案

以下对入侵无人机所需无线电信号进行分析，进而确定无线电干扰基本方案。入侵无人机使用的无线电信号主要包括上行信号（遥控信号）、下行信号（信息传输信号）和 GPS 导航信号。上行信号入侵无人机操纵者发送的一切上行信号（从地面向无人机发送）都会因为距离远而比较微弱。采用同样的功率，防御者由于距离无人机更近，信号将比操纵者强。防御者收到的下行信号也会比操纵者强。

图  上行信号（遥控信号）攻防态势

 下行信号下行信号是无人机向控制者传送图像、声音等的信号。此时无人机到操纵者的距离，和防御者到操纵者的距离是差不多的（一般可能会更远），所以对下行信号的阻断不占距离优势，需要采用更大的干扰功率。图  下行信号（数据信号）攻防态势

 GPS 信号GPS 依靠中轨道卫星。通俗而言就是信号经过上万公里到达地球表面，已经非常微弱。所以要在无人机离防御者很近的情况下干扰 GPS 信号是比较容易的。如果想欺骗它就需要用比较复杂的手段来模拟 GPS 卫星，相对困难得多。

图  GPS 信号攻防态势

通过从上面分析可以看出干扰上行信号和 GPS 信号更为有利。恰巧上行信号通常是遥控信号，直接关系到对无人机的操控，如果上行信号被干扰，无人机将失去即时控制，只能按照程序预设的步骤运行（通常是降落或者悬停）；而下行信号主要是遥测和图像等。事实上大多数民用无人机的遥控、遥测甚至图传都需要双向通信才能正常工作，干扰其上行也可能使其下行无法正常工作。为确保干扰反制的效果，本系统方案为上行信号干扰和 GPS 干扰复合干扰方案。

（2）GPS 信号干扰方案

GPS 信号十分微弱，在地面附近已低于自然本底噪声。采用常用的 3~6dB 增益的无源天线在开阔地接收，其总接收电平最高可达约-120dBm。民用 GPS 信号是频率 1550MHz，2.046MHz 带宽的扩频信号，扩频增益 43dB。在容易实现的方式中，

全频带噪音干扰较有优势，满足如下条件时误码率高于 10%。干扰信号的带宽等于或大于 2.046MHz，覆盖 GPS 信号的整个频带。 干扰信号经 GPS 天线接收后，其总功率电平要高于-83dBm。无人机上的 GPS 天线主瓣方向朝向天空，对于地面来的干扰能提供一定的隔离。

隔离的大小取决于天线的品质、安装方式和无人机本身的结构与材料。如果天线安装在无人机正中心位置，无人机上又有整块的碳纤维网板遮挡地面方向，那么通常能提供 30~40dB 的隔离。如果天线方向性不佳，安装不够垂直，则隔离度会有所降低。干扰功率基本计算方法如下。设无人机 GPS 天线对地面防御者（干扰源）的增益为-40dB，对天空的增益满足正常接收 GPS 天线的要求，也就是总接收电平能达到-120dBm，无人机距离地面20100 米，干扰发射机的天线增益为 0，根据自由空间损耗公式，则需要的发射功率是：Pt=Pr+32.45+20logd+20logf-G=-83+32.45-20+64+40=33.45dBm

上述计算的意思是：如果干扰带宽适中，则只需要 2W 的发射功率，就能干掉100 米范围内的无人机 GPS。假如干扰天线有 6dB 增益，那么只需要 0.5W 功率。如果用 GPS 模拟器产生一些假信号，则有可能是无人机按照指定的地点降落，实现无人机捕获，但考虑到 GPS 模拟器的技术难度较大，因此采取直接干扰的方式相对比较容易实现。

（3）下行信号干扰方案

正规商品遥控发射机的功率通常为 100mW，特殊用途或自行改装的遥控发射机可能具有更大的功率。如果按 100mW 考虑，遥控发射天线配置普通鞭状天线，增益约 3dB，无人机上的接收天线增益也为 3dB 的情况下，设操纵者距离飞机 100 米，采用 2450MHz 频率，则接收机收到的功率电平最大为：20+6-32.45+20-68=-54.45dBm遥控接收天线的主瓣方向必须朝向地面，所以不能像 GPS 天线那样对地面干扰提供隔离。假设防御者距离无人机为 100 米，天线增益为 3dB，如果采用相关的干扰，需要的干扰功率与遥控发射功率接近，即 0.1W 以上。如果遥控信号存在跳频措

施，而干扰者除了频带范围之外，并不知道这些措施的任何参数，只能用噪声进行全频带暴力覆盖，那么所需功率将有所提高。就经验而论，通常需要提升 30dB，具体来说就是 100W。这个干扰功率难以低成本的产生，同时，过大的干扰功率可能会影响其它正常的无线电通信。遥控器的扩频增益比 GPS 低得多，所以扩频部分的抗窄带干扰能力较差，通常只需要 3~6dB 的信噪比。因此采用梳状谱的干扰源，如间隔 1MHz 的 100 个干扰峰，其总干扰功率比有用信号高 26dB，可比宽带噪声干扰节约 3~10dB 功率。除了频域上的宽带干扰，还可以在时域上有所变化，即采用脉冲干扰源。如果遥控器没有采取重复编码措施时，使用脉冲干扰可以节约平均功率，或者在平均功率一定的情况下，提高脉冲功率。但如果采取了重复编码措施，脉冲干扰效果不佳。为尽可能降低干扰对正常信号的影响，本方案采取瞄准干扰的方式。侦察接收机持续的监听可能的通信频段，将数据送给计算机。当计算机发现遥控器的信号以后，立即把需要施放干扰的参数告诉干扰发射机，使干扰发射机开始发射。当经过一段时间（例如：1 毫秒），让干扰暂停，侦察接收机继续搜寻遥控信号，如果遥控信号继续存在或变更频率，则把新的参数告诉发射机，再次启动干扰。如果遥控信号消失，则停止干扰。让接收机与发射机分开布置，使侦察和干扰同时进行。这种干扰的好处是没有信号则不放干扰，而且干扰电平很小，环境友好程度高。如果遥控信号未经扩频，通常使接收电平等大或略大一点即可。如果是扩频信号，由于扩频增益不高，通常也只需要大 20dB 以内。功率的设定可根据遥控信号的瞬时带宽而定，带宽大的时候适当提高一些。瞄准干扰的主要技术难度在于响应速度。如果跳频速度为 1000 跳/秒，则单频点的驻留时间只有 1ms。按干扰一半算，有 500μs 的时间来进行侦察、分析、判决、指令和启动发射机，该技术指标目前可以达到。