Kokius dažnių juostas turi apimti priešdronų antenos, kad būtų galima slopinti ryšį?

Pagrindiniai priešdronų antenas taikomi dažnių ruožai

2,4 GHz ir 5,8 GHz: trikdymas įprastiniams dronų valdymo ir vaizdo perdavimo kanalams

Dauguma vartotojų naudojamų bepiločių, esančių šiandien rinkoje, valdymo signalams siųsti ir tiesioginio vaizdo perdavimui operatoriams remiasi 2,4 GHz arba 5,8 GHz dažnių juostomis. Dėl šios priklausomybės šie maži skraidantys įrenginiai tampa lengvais taikiniais prieš bepiločius technologijoms. Šių sistemų veikimo būdas iš tikrųjų yra gana paprastas. Jos tiesiog skleidžia radijo dažnio trukdžius, kurie yra nukreipti specialiai nutraukti ryšį tarp pilotų ir bepiločių. Įsivaizduokite, kad viskas – nuo greičio reguliavimo iki kamerų kampų keitimo – yra visiškai blokuojama. Ir nepamirškime tų FPV vaizdo srautų, kuriuos tiek mėgsta entuziastai. Pernai atlikti naujausi lauko eksperimentai parodė ir kažką įdomaus. Palyginti mažas 5 vatų krypties dažnio trikdiklis, veikiantis apie 2,4 GHz spektrą, sugebėjo išvesti iš rikiuotės beveik visus testuotus mėgėjų modelius iš atstumo, artėjančio prie pusės kilometro.

GPS L1 ir L2 juostos: dirgnojimas palydovinės navigacijos sistemai, kad būtų išjungtas autonominis skrydis

Dauguma autonominių dronų labai priklauso nuo GPS signalų L1 (apie 1575 MHz) ir L2 (apie 1227 MHz) dažniuose, kad nustatytų savo vietą, nustatytų ribas ir rastų kelią atgal į bazę, kai tai būtina. Naujosios anti-dronų technologijos veikia trukdydamos būtent šiems dažniams beveik akimirksniu, dėl ko drono padėtis gali pasislinkti daugiau nei 50 metrų per trumpą laiką. Mokslininkų iš Prieš dronus skirtos technologijos instituto atlikto tyrimo duomenys parodė kai ką nerimą keliančio – beveik visi GPS valdomi dronai (apie 98 iš 100) pradeda prarasti orientaciją tik per 15 sekundžių nuo to momento, kai pasirodo trukdžiai svarbiose L1 ir L2 juostose.

Kodėl daugiakanalė apimtis yra būtina efektyviai ryšio su dronais slopinimui

Šiuolaikiniai bepiločiai dažnai veikia keliuose skirtinguose radijo dažniuose, kad užtikrintų ryšį ir saugumą operacijų metu. Paimkime populiarų DJI Matrice 300 pavyzdį – jis vienu metu perjunginėja tarp 2,4 GHz ir 5,8 GHz. Kariniai variantai eina dar toliau, kartais naudodami specialius šifruotus kanalus, tokius kaip 900 MHz arba 1,2 GHz. Pagal 2024 m. atliktus tyrimus, skirtus bepiločių keliamai grėsmei, paprasti trikdžių siųstuvai, kurie taikosi tik į vieną dažnių juostą, negali sustabdyti apie tris ketvirtadalius pažengusių bepiločių. Tačiau kai sistemos dengia penkis ar daugiau svarbių dažnių, jos sugeba trikdyti beveik visus bepiločius, pasiekdamos sėkmės rodiklį apie 99,6 %. Tai rodo, kaip svarbu turėti kelias ryšio trasas, kad bepiločiai galėtų veikti įvairiomis sąlygomis.

Kaip RF trikdžiai iš prieš bepiločius skirtų antenų blokuoja valdymo ir telemetrijos signalus

Prieš bepiločius skirtos antenos naudoja tris pagrindinius trikdymo būdus:

• Signalų nuskandinimas : Siunčia signalus 20 dB stipresnius nei drono imtuvo jautrumas
• Dažnio šokinėjimo trikdymas : Trikdo sinchronizaciją FHSS ryšio protokoluose
• Impulsinis trukdymas : Mikrosekundžių impulsų įterpimas, kad būtų sugadinti duomenų paketai

Šis sluoksniuotas požiūris sukuria „ryšio juodąją skylę“, efektyviai blokuodamas tiek aukštyn (nuo pilotų iki dronų), tiek žemyn (nuo dronų iki operatoriaus) kanalus.

Pagrindiniai komponentai, turintys įtakos dažnių aprėptims priešdronių trukdikliuose

RF moduliai ir signalų generatoriai: užtikrina plačiujos juostos trukdymą per kritinius dažnių ruožus

Šiuolaikinės priešdronų sistemos remiasi programinio apibrėžimo radijo (SDR) technologija pagrįstais RF moduliais, kurie vienu metu gali kurti trukdžius keliose dažnių juostose, įskaitant 2,4 GHz, 5,8 GHz bei abi GPS L1 ir L2 juostas. Signalų generatoriai iš esmės kopijuoja tikrus valdymo signalus ir GPS perdavimus, todėl gali apgaudinėti arba trikdyti daugumą komercinių dronų. Dar 2023 m. atlikti lauko testai parodė, kad šios sistemos veiksmingos prieš apie 97 % šiuo metu populiarių dronų modelių. Aukštesnės kokybės įrenginiai aprūpinti dažnio šokinėjimo technologija, kuri efektyviai įveikia daugelio dronų naudojamus skleistosios spektro protokolus. Be to, dėka programuojamos logikos funkcijų, jie gali būti greitai atnaujinami, kai pasirodo nauji standartai, tokie kaip DJI naujausias OcuSync 3.0 protokolas. Toks pritaikomumas leidžia jiems išlaikyti pranašumą nuolat besikeičiančioje vartotojų dronų technologijų aplinkoje.

Galios stiprintuvai ir filtrai: diapazono, tikslumo ir konkrečių dažnių juostų našumo balansavimas

Naujausi efektyvūs stiprintuvai gali padidinti trukdymą iki 50 vatų, o tai reiškia, kad šios sistemos gali pasiekti beveik 2 km, kad efektyviai kovotų su vidutinio aukščio dronais. Šiose sistemose yra įmontuoti juostos perdavimo filtrai, skirti konkrečioms dažnoms, įskaitant svarbiausią GPS L1 dažnį 1575 MHz. Remiantis "2024" "Counter Drone Technology Report" duomenimis, šis filtravimas sumažina nepageidaujamą trukdymą kasdieniniams signalams, tokiems kaip "Wi-Fi" ir "Bluetooth", maždaug 83% pertraukiotuose miesto aplinkoje. Tiems, kurie ieško rimtų dronų gynybos sprendimų, sistemos, kurios sujungia 15 dBi krypties padidėjimą su įspūdinga 300 vatų didžiausia galia, suteikia maždaug tris kartus didesnį aprėpties atstumą, palyginti su standartiniais visateisiškais modeliais. Dar geriau, kad jie griežtai laikosi visų atitinkamų spektro taisyklių.

GPS, Wi-Fi ir RC juostos trukdžių įjungimo į vieną sistemą integracija

Kai daugialypis antenos tinklai dirba kartu su DSP lustais, jie gali blokuoti kelis signalo tipus vienu metu, įskaitant GPS dažnius nuo 1176 iki 1575 MHz, tuos, kurie naudojami Wi-Fi vaizdo perdavimo 5,8 GHz, taip pat senesnius nuotolinio valdymo signalus 433 MHz. Remiantis neseniai paskelbtaisiais Ponemon instituto tyrimais, 2023 metais, šis įrengimas sustabdo apie 92 proc. autonominių dronų, kurie laikosi nustatyto skrydžio plano, ir taip pat nutraukia jų tiesioginį vaizdo įrašą. Sistema tampa dar protingesnė, naudojant adaptyvią spinduliuotės formą, kuri leidžia saugumo darbuotojams susitelkti į tam tikrus dažnius, kai atsiranda naujos grėsmės. Tai daro visą operaciją daug lanksčiau sudėtingose saugumo situacijose, kai sąlygos greitai keičiasi.

Dronų ryšių kanalų trukdžių strategijos, siekiant maksimalios efektyvumo

2.4 GHz ir 5.8 GHz valdymo jungčių taikymas rankiniam skraidyklės veikimui neutralizuoti

Apie 78 proc. komercinių dronų naudojasi 2,4 GHz ir 5,8 GHz ISM juostomis komandoms siųsti ir vaizdo įrašus transliuoti. Kaip veikia priešdronų sistemos? Jie iš esmės iššaukia tuos pačius dažnius su 10-100 vatų trukdžiais. Kas toliau? Na, šis trikdymas visiškai uždaro signalą, kurį bandė siųsti pilotas, o tai priverčia daugumą dronų laikytis saugumo protokolų. Paprastai tai reiškia, kad jie arba nusileidžia kažkur netoliese, arba automatiškai skrenda atgal ten, iš kur pakilo. Saugumo komandai šis metodas labai naudingas, kai susiduriama su dronais, skridusiais aplink svarbius objektus, tokius kaip vyriausybės pastatai ar oro uostai.

GPS signalų sutrikimas, kuris gali pažeisti autonominę navigaciją ir grįžimo namo funkcijas

Pagal pernai atliktą navigacijos saugumo apžvalgą, kai priešdroninės sistemos siunčia GNSS trukdymo signalus, kurie yra tik 3 dB didesni už foninį triukšmą, jie sukuria maždaug 15-30 metrų pozicijos klaidas. Tokios klaidos iš esmės sunaikina navigacijos sistemas ir sugadina svarbias saugos funkcijas, tokias kaip geofencingas ir automatinis grįžimas namo funkcija. Kas toliau nutiks, yra gana paprasta visiems, kurie anksčiau dirbo su dronais. Autonominiai įrenginiai supainiojasi, negali užbaigti užduoties, kurią jiems buvo paskirta, ir po to lėtai nukrenta iš dangaus, kai jų baterijos išnyksta, nes jie daugiau nežino, kur eiti.

Koordinuoti daugias dažnių trukdžių būdai, skirti visiško spektro dronų slopinimui

Optimalios prieš droną strategijos apima:

• Plačiųjų juostų blokavimas : 206000 MHz, kad būtų galima apimti visus galimus ryšių kanalus
• Adaptacinis vietos užtraukimas : Žmogaus intelekto pagalba aktyvių dronų signalų aptikimas ir slopinimas per 50 ms
• Protokolo specifiniai išpuoliai : Telemetrijos formatų, tokių kaip MAVLink ir DJI OcuSync, taikymas

2024 m. gynybos tyrimas parodė, kad sinchronizuotas trikdymas sumažina sėkmingus dronų įsiveržimus 92 % lyginant su vienos juostos metodais. Fazinis spindulių formavimas ir realaus laiko spektro analizė leidžia priešdronų antenoms vienu metu veikti keliose dažnių srityse – valdyme, telemetrijoje ir navigacijoje.

Antenos dizainas: kryptinės arba visišališkai skleidžiančios antenos optimaliam priešdronų trikdymui

Kryptinės antenos: tikslus trikdymas ilgų atstumų ir didelės tikslumo naudojimui

Kryptiniai antenos koncentruoja signalo stiprumą siaurų, apie 30 laipsnių ar siauresnių, spindulių formą naudodamos parabolinio atspindėjimo arba fazuotosios masyvo technologijas. Šios sistemos paprastai suteikia nuo 15 iki 20 decibelų stiprinimo ir gali pasiekti atstumus, gerokai viršijančius du kilometrus. Kariuomenės bazės ir kitos svarbios infrastruktūros objektai ypač vertina šias antenas, nes jos sumažina nenorimą trukdžių poveikį aplinkiniams prietaisams. Pagal 2024 m. paskelbtos Oro uosto saugos ataskaitos duomenis, kryptinės antenos sistemų netikėtą spinduliavimo poveikį sumažina apie 62 procentais, lyginant su įprastomis viskrypčiomis alternatyvomis. Vis dėlto yra viena svarbi problema – jų ribotas matymo kampas reiškia, kad jos susiduria su sunkumais stebint greitai judančius objektus ar taikinių grupes, artėjančias iš skirtingų krypčių vienu metu.

Viskrypčiai antenos: plataus ploto dengimas dinamiškoms ar urbanizuotoms aplinkoms

Visų krypčių antenos skleidžia trikdžiančius signalus aplink save kaip ratą, užima atstumus nuo maždaug 800 metrų iki 1,2 km, priklausomai nuo sąlygų. - Neigiamas? Jie neturi tiek signalas stiprumas, palyginti su kitais tipai, paprastai išleisti apie 3 iki 5 dB mažiau galios. Bet tai, ko jiems trūksta, jie užpildo platų plotą, kuris puikiai tinka tokiems dalykams kaip kariniai konvojai, judantys per miestus ar bet kur, kur blogieji gali iškilti iš kelių krypčių vienu metu. Šios antenos gana gerai veikia prieš tuos piktus dronus, kurie nuolat keičiasi kursu, kai kažkas jiems trukdo. Kai kurie tyrimai rodo, kad jie blokuoja apie 89 procentus netikrų GPS signalų net ir elektroninių triukšmo ir trukdžių kupinuose vietose. Tačiau kita pusė, šiose visateisiose konfigūracijose sunaudojama žymiai daugiau elektros, nei krypties modeliams reikėtų, kad būtų pagaminta tokia pati galia. Tai kompromisas, kurį daugelis operatorių turi atidžiai apsvarstyti atsižvelgiant į savo konkrečius poreikius.

DUK

Kurie dažnių juostos dažniausiai taikomos priešdroniniams antenoms?

Priešdroninės antenos dažnai taiko 2,4 GHz, 5,8 GHz valdymui ir vaizdo perdavimui, taip pat GPS L1 ir L2 juostas dirbtinio palydovo navigacijos trikdymui.

Kodėl priešdroniniuose sistemose svarbi daugiakanalė danga?

Daugiakanalė danga yra būtina, nes sklandytuvai veikia įvairiose dažnių juostose. Sistemos, kurios apima kelias juostas, gali veiksmingiau trikdyti sklandytuvus, pasiekdamos aukštesnį efektyvumą.

Kokios pagrindinės technikos naudojamos priešdroninių antenų ryšiui trikdyti?

Priešdroninės antenos naudoja tokias technikas kaip signalo uždengimas, dažnio šokinėjimo trikdymas ir impulsinis trukdžių siuntimas, kad efektyviai blokuotų ryšį.

Kuo skiriasi kryptinės ir viskrypčio spinduliavimo antenos priešdroniniame trikdyme?

Kryptinės antenos sutelkia signalus siaurame spindulyje ilgesniam tikslumui, o viskrypčio spinduliavimo antenos plinta signalus plačioje teritorijoje, kas naudinga dinamiškose ar miesto aplinkose.