FPV対策機器はどのようにしてドローンの映像送信を遮断するのか？

アナログFPV映像がアンチFPVジャミングに対して本質的に脆弱である理由

エラーコレクションや再送機能のないオープンループで暗号化されていない伝送

アナログFPVシステムは、全く暗号化されていないオープンループ方式でビデオを送信します。認証チェックやエラー訂正、パケットの再送信といった機能が完全に欠けています。一方、デジタルシステムはデータが正しく受信されたかどうかを実際に確認し、伝送中に問題が発生した場合はその部分を再送するため、動作が異なります。干渉、距離が遠すぎる、または経路が遮られているなどにより何らかの信号障害が発生すると、映像フィードは急激に品質が低下するか、完全に停止してしまいます。このようなアナログシステムは構造が非常にシンプルであるため、低出力のジャミング攻撃に対して極めて脆弱です。昨年ScienceDirectに掲載された研究によると、最近行われたいくつかのテストで、わずか500ミリワットの指向性エネルギーによって送信を停止させることができることが示されました。

主流のFPV機器における固定周波数チャンネル設計

ビデオ送信機やゴーグルなどの一般的なコンシューマー向けFPV機器は、周波数ホッピングや適応変調といった技術ではなく、主に5.8GHz ISMバンドの固定周波数チャネルで動作しています。これらの周波数が設定される方法により、FPV信号を妨害しようとする者がそのチャネルを簡単に特定して短時間で過負荷状態にすることが非常に容易になります。メーカー各社は異なるモデル間で類似したチャネル構成を使用する傾向があるため、ある一つのジャミング装置のセットアップで、多数の普及している機器を一度に無効化できるのです。アナログシステムには動的な周波数切り替えやセキュリティチェック機能が備わっていないため、このような標的型の電波干渉に対して事実上何の保護もありません。

5.8GHz ISMバンドを対象とした主要なFPV信号妨害防止技術

広帯域ノイズジャミング 対 スイープキャリア 対 精密周波数ターゲティング

Anti-FPVシステムは、5.8GHz ISMバンド内で以下の3つの主要な手法によって映像伝送を遮断します。

• 広帯域ノイズジャミング 広帯域のRFノイズでバンド全体を飽和させ、受信機を無差別に妨害するが、高消費電力であり、大きな周辺干渉を伴う。
• スイープキャリアジャミング 周波数を高速に走査し、周波数ホッピングシステムに対しては有効だが、固定チャンネルのアナログFPVに対しては効率が低い。
• 精密周波数ターゲティング アナログFPVに対して最も効果的な方法であり、フェーズドアレイを使用して特定の使用中チャンネルにエネルギーを集中させる。国防スペクトラム庁のテスト（2023年）によると、方向性を持つ精密ジャマーは拡散を最小限に抑え、スペクトル効率を最大化することで800m離れた地点で94％の妨害成功率を達成している。

伝播特性による環境の違いから、効果は場所によって異なる：

ブロードバンド方式と比較して、精密ターゲティングは周辺干渉を75％低減するため、重要なインフラやRF環境が混雑した地域の近くでは運用上好ましい。

規制上の曖昧さ：なぜ5.8GHz帯のFPV対策が法的グレーゾーンにあるのか

FPV妨害に対する対抗措置は、免許不要の5.8GHz ISMバンド内で機能しているため、多くの人が規制上のグレーゾーンと呼んでいます。ほとんどの国では、免許取得済みまたは保護対象の通信を意図的に妨害することを禁止する法律が存在します。米国の通信法や欧州連合の無線機器指令などを思い浮かべてください。しかし問題は、FPVジャミング装置に関してはその執行が国ごとに大きく異なる点にあります。この状況を複雑にしているのは、5.8GHz帯には必須の暗号化や認証に関する規則が存在しないことです。そのため、従来型のアナログビデオ信号は事実上法的保護なしで空中を漂っている状態です。国際電気通信連合（ITU）は2023年にガイドラインを策定し、地方当局が重要なインフラを保護する必要があり、政府から適切な承認を得た場合に限りジャミング技術を使用できることを認めました。ただし、これらの規則は一般市民が適切な規制手続きを経ずにこうした機器を使用することは明確に禁止しています。これにより、企業が官僚的な手続きや規制当局の正式な承認を得ることなくドローン対策を導入しようとする際に問題が生じているのです。

マルチバンド対FPVシステム：制御リンクと映像リンクの両方を妨害

連鎖的障害——2.4GHzリモコンテレメトリと5.8GHz映像信号の同時遮断

最新の対FPV防御は、ほとんどのドローンが2つの異なる周波数を同時に使用している点に着目して機能する。ドローンのコントローラーは通常、操縦指令に2.4GHzを使用しているのに対し、カメラ映像は5.8GHzで送信される。これらの信号が同時にジャミングされると、ドローンは急速に機能不全に陥る。テレメトリデータがなければ、ドローンの制御装置は自機の位置や次に取るべき行動が分からなくなり、同時に操縦者はドローンからの映像を失うため、飛行そのものが事実上不可能になる。こうなると、多くの民生用ドローンは誰もがオンラインの動画で見たことがあるような安全機能を自動的に作動させる。つまり、離陸地点へ帰還するか、あるいは空中から真っ逆さまに墜落する。中には、誰かが物理的にリセットするまで完全にロックしてしまうものさえ存在する。

フェーズドアレイアンテナはビームを約15〜30度の狭い範囲に集中させることができ、これにより通常の全方向性アンテナと比較して約12〜18dB高い信号強度を得られます。さらに、不要な干渉をおよそ4分の3まで低減できます。2023年にヨーロッパの発電所で実施された最近のテストでは、2.4GHzおよび5.8GHzの両周波数帯でこれらのシステムを統合的に使用した場合の有効性が示されました。ほぼすべての不正なFPVドローン活動を阻止し、成功率は98％近くに達しました。このソリューションの優れた点は、GPS信号を妨害したり、なりすまし（スプーフィング）によって相手を欺こうとしないことです。代わりに、既存の古いアナログ映像伝送システムや従来のラジオ制御テレメトリーシステムが持つ脆弱性を活用しているため、現場のオペレーターによる継続的な手動介入なしでも信頼性の高い保護を実現できます。

よくある質問

なぜアナログFPVシステムはジャミングに対して脆弱なのか？

アナログFPVシステムは暗号化されておらず、エラー訂正や再送信メカニズムのないオープンな伝送ループを使用しているため、干渉や低電力のジャミングに対して脆弱です。

ほとんどの民生用FPVシステムはどの周波数で動作していますか？

ほとんどの民生用FPV機器は5.8GHz ISMバンド内の固定周波数チャネルで動作しています。

アンチFPVシステムはどのようにして信号をジャミングしますか？

アンチFPVシステムは、主に広帯域ノイズジャミング、スイープキャリアジャミング、および精密周波数ターゲティングの方法を用いて、ビデオ映像の送信を妨害します。

FPV信号のジャミングは法的に許可されていますか？

法的には、FPV信号のジャミングは規制上のグレーゾーンに該当し、適切な許可がない限り制限されており、主に重要インフラを保護する特定の条件下でのみ許可されます。

マルチバンド対FPVシステムはどのように機能しますか？

マルチバンド対FPVシステムは、2.4GHzのRCテレメトリと5.8GHzのビデオリンクの両方を同時に狙い、ドローンの制御信号と映像信号を阻害することで連鎖的な故障を引き起こします。