Корзина
Пишите нам: sales@theseuslab.kz
+7 (771) 79-000-49
  • Theseus Lab
  • Статьи
  • Применение РЧ-технологий в сфере общественной безопасности для выявления угроз от беспилотных летательных аппаратов

Применение РЧ-технологий в сфере общественной безопасности для выявления угроз от беспилотных летательных аппаратов

Применение РЧ-технологий в сфере общественной безопасности для выявления угроз от беспилотных летательных аппаратов
Возможность определения местонахождения оператора БПЛА позволяет правоохранительным органам реагировать на угрозы в режиме реального времени, предотвращая незаконные действия и задерживая лиц, совершающих попытки таких действий.

02.04.19

Каждый человек, который периодически обращает свой взгляд на небо, мог заметить, что применение беспилотных летательных аппаратов (БПЛА) в различных сферах возрастает с каждым годом. Согласно исследованию Gartner данный рост приведет к тому, что выручка мирового рынка производства коммерческих и персональных беспилотников к 2020 году достигнет 11,2 миллиарда долларов. Во многих случаях беспилотники могут использоваться специалистами в области общественной безопасности и радиовещания для выполнения различных задач, включая анализ спектра в воздушном пространстве. Например, компактный (размером с мобильное устройство) и легкий (255 г) анализатор спектра Spectrum Master™MS2760A от Anritsu может быть легко установлен на подвеску коммерческого беспилотника. В сочетании с компьютерной картой небольшого форм-фактора для запуска приложения теперь можно проводить измерения карты покрытия и исследовать мешающие сигналы в широкой области в трехмерном пространстве.

Однако БПЛА (рисунок 1) несут все большую угрозу для зон с повышенной безопасностью, таких как места лишения свободы, морские порты, аэропорты и правительственные здания. Возможность определения местонахождения оператора БПЛА позволяет правоохранительным органам реагировать на угрозы в режиме реального времени, предотвращая незаконные действия и задерживая лиц, совершающих попытки таких действий. Хорошая система может идентифицировать все важные параметры, такие как модель дрона, а также курс, скорость и высоту полета.

 

Рисунок 1

РЧ-технологии – наилучшее решение

Обнаружение БПЛА может выполняться несколькими способами. Среди технологий можно выделить обнаружение по звуку, средства радиоэлектронной борьбы, видеообнаружение, радары, а также геозонирование. Однако наиболее эффективным инструментом является РЧ-технология. Перехват телеметрических данных видеосигналов и сигналов управления, передаваемых между БПЛА и пультом дистанционного управления, позволяет производить расчеты для обнаружения, отслеживания и идентификации активности дронов. Системы на базе БПЛА могут обнаруживать различные данные, но самые передовые системы позволяют идентифицировать:

  • Местонахождение оператора БПЛА;
  • Направление полета;
  • Идентификатор БПЛА, положение и высоту;
  • Скорость;
  • Изготовителя/модель.

 

На что обратить внимание при выборе РЧ-решения

Сегодня на рынке доступно множество инструментов для мониторинга спектра, что затрудняет выбор наилучшего для решения определенной задачи. Ниже приведено несколько рекомендаций по выбору инструмента для контроля спектра, будь то приемник или анализатор спектра.

 

Расширенный динамический диапазон

Большой динамический диапазон позволяет проводить оценку слабого сигнала при наличии сигнала высокого уровня. Данная характеристика очень важна, если Вам необходимо отслеживать сигнал низкого  уровня, который близок по частоте к сигналу с высоким уровнем. Динамический диапазон анализатора спектра может быть задан различными способами с совершенно разными значениями. Одним из примеров информативного описания динамического диапазона является метод 2/3 (максимальный динамический диапазон, свободный от интермодуляционных искажений третьего порядка-средний отображаемый уровень шумов): более 106 дБ при разрешении по полосе пропускания 1 Гц.

 

Интермодуляционные искажения третьего порядка (TOI)

Приборы с плохим значением TOI более восприимчивы к генерации внутренних паразитных сигналов (негармонических спектральных составляющих), которые можно спутать с реальными внешними сигналами. Другими словами, появляется более выраженный эффект перегрузки. Хороший показатель TOI составляет 15-20 дБм, с двумя тонами -20 дБм и отсутствии ослабления. Остерегайтесь приборов, для которых TOI определен с ослаблением более 0 дБ, поскольку это искусственно повышает значение TOI.

 

Индикатор перегрузки

При приеме сигналов с антенны возможна перегрузка тракта высокой частоты. В условиях перегрузки необходимо добавить ослабление, подключить внешние полосовые фильтры, либо сменить местоположение. Если пользователь не знает о перегрузке он потратит много времени на исследование сигналов, которые генерируются внутри прибора!

 

Надежность (Аппаратный сторожевой таймер)

Анализатор спектра (рисунок 2) должен содержать сторожевой таймер для обеспечения долгосрочной стабильности удаленно развернутых мониторов. Сторожевые таймеры используются для обнаружения и устранения неисправностей компьютера в условиях ограниченного доступа.

 

Рисунок 2

Высокая скорость сканирования

В идеальном случае для сканирования спектра в широком диапазоне в режиме, приближенном к реальному времени, минимальная ширина полосы БПФ должна составлять 20 МГц. Сканирование скоростью до 24 ГГц/с позволит захватывать сигналы различных типов, включая периодические или нестационарные сигналы, а также короткие импульсные сигналы.

 

Средний отображаемый уровень шумов (DANL)

Приборы с высоким значением DANL могут не отображать сигнал низкого уровня из-за высокого уровня шумов. При любом RBW их минимальный уровень шума будет выше, чем у приборов с более низким DANL. В любом случае это приводит к маскированию сигналов с низким уровнем. Хорошим значением DANL для систем обнаружения БПЛА, как правило, считается значение менее -160 дБм в полосе пропускания (RBW) 1 Гц. Преимущество в 3 дБ по минимальному уровню шумов вдвое сокращает количество станций при построении сетей мониторинга.

 

Низкий уровень собственных побочных составляющих

Зачастую радиочастотные и СВЧ-передатчики требуют обширных исследований побочных составляющих, чтобы убедиться, что они не создают потенциально мешающие сигналы и не излучают нежелательные сигналы за пределами назначенных им диапазонов. Средства мониторинга спектра с низким уровнем собственных побочных сигналов позволяют надежно обнаруживать низкоуровневые сигналы тестируемых передатчиков.

 

Возможность удаленного обновления программного обеспечения 

В случае ошибки приложения или колебаний мощности, которые вызывают постоянное прерывание связи с монитором, политика перезагрузки вернет удаленный прибор в предыдущее состояние. В этих условиях текущая прошивка должна автоматически перезагрузиться с последующим восстановлением работы в режиме онлайн. Настройки должны восстанавливаться в прежнее состояние.
Если по какой-либо причине микропрограмма устройства повреждается, для восстановления работоспособности прибора и его возврата в исходное состояние используется образ исходной прошивки. Эта функция особенно полезна для удаленного обновления прошивки.

 

Низкая потребляемая мощность

Низкое энергопотребление обеспечивает более продолжительную автономную работу системы обнаружения БПЛА в дистанционном режиме. 

 

Управление видеополосой (VBW)

Фильтр VBW - это быстрый способ усреднения отображаемых данных и снижения минимального уровня шума. Настраиваемый пользователем фильтр VBW является важной функцией при выборе инструмента для мониторинга радиочастотной среды.

Предыдущие статьи