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反无人机打击系统的有效范围是多少?


如何达到阻断链路计算反无人机打击系统的有效范围?

当向潜在客户展示您的反无人机系统是时,个问题总是相同的:“打击的范围是什么?”

不幸的是,大多数客户都熟悉链路和通信设备,但对干扰和设备本身的概念不太熟悉。因此,他们不明白为什么这个问题没有“简单”或单一的答案。

本文的目的是解释如何实现“链接”块的计算和/或度量。很明显,干扰器并没有链接到受害者,但我们可以像我们观察两个“合作伙伴”之间的正常?#20302;?#38142;接一样分析它们之间的相互作用。

一般来?#25285;?#25105;们可以?#20302;?#20449;链路只有一个需要计算的维度(TX-> RX),?#26434;?#38459;塞情况,需要计算两个维度(TX-> RX和干扰器-> RX)然后进行比较。将在接收机输入端呈现更强信号的“链路”将占主导地位; 它可以是变送器(“合作伙伴”)或阻?#22270;痢?/p>

为了更好地解释这个问题,我们将首先尝试解释通信阻塞的基本概念。

阻止概念

干扰器的作用是中断两个(或更多)合作伙伴之间的通信链路(或网络); 当他们试图彼此交谈或在他们之间传递某些数据时,即使在无人机与其操作员之间发生通信链接也是一个特殊情况,与其他许多人不同。我们可以尝试阻止手机和基站之间,两个战术收音机之间,泵和用于激活它的遥控器之间的通信等。简单的锁定案例好描述为下面的“三角形”(图1)。

 

无人机反制系统

 

图1 - 块的“三角形”

为了阻止,干扰器?#26434;?#25932;方的链路或网络相同的频率发射射?#30340;?#37327;(CW +调制)。敌方接收机(“收听”方)将接收阻止者传输和“伙伴”传输。更强大的意志占上风; 如果阻断器的功率大于伙伴的功率,听众将无法正?#38450;?#35299;消息/数据。或者,如果“合作伙伴”的权力大于阻止者的权力,则听众可能能够正?#38450;?#35299;消息/数据,并?#19968;?#20276;之间的通信链接应该继续不间断。

这个解释有点肤?#24120;?#26088;在简化事情。但是,如果我们试图深入研究这个问题,可以插入更多?#38382;?#26469;比较两个链路的信号电平。一个例子是接收器在其输入中“看到”的SNR(信号噪声比)。有时到达接收机输入端的干扰信号可能会小于通信信号(“伙伴”)并仍然占上风。发生这种情况的原因通常是接收器在输入端的两个信号之间需要?#27426;?#30340;余量,以便能够解释其中的一个(通常是强的一个)。但是,在先进的通信系统中,

为了简单起见,我们在讨论中不考虑SNR,并且我们将继续假设接收机输入端的强信号总是“胜利”。

计算/测量 的的 有效干扰的范围

在了解了干扰的基础知识后,我们将尝试了解干扰的范围是如何计算的。应该为此使用以下“二维三角形”(图2):

 

无人机打击

 

在该图中,假设阻拦天线的高度以及操作员遥控器的高度与无人机高度(典型飞行高度10-20米)相比相对较小。现在也应该提到阻塞天线安装得越高 - 干扰的范围越大; 同样,操作员获得遥控器越高,通讯范围越大(因此干扰范围越小)。

现在是另一个重要澄清的时候了。一般来?#25285;?#22312;无人机应用中,其目的是在距离敏感区域/周边(安装阻挡器的地方)数百米内锁定无人机。例如,我们想拦截距离干扰机300米并在10米高处飞行的无人机。可以看出,在这种情况下,阻挡器和无人机之间的对角线距离近似等于它们之间的水平距离。因此,为了简化事情,我们将讨论水平距离,并且不会因准确的距离计算而烦恼,因为差异非常小。

现在,让我?#28508;?#20889;描述到达接收器输入端的信号功?#23454;?#24179;的数学表达式,忽略电缆损耗。

接收器输入端的操作员信号

Ro = Po + Go - Plo + Gdo

其中:
Ro =无人驾驶接收机输入端操作员遥控器的信号电平;

Po =操作员遥控器的输出功率;

Go =操作员遥控器的天线增益;

Plo =在操作员的遥控信号?#26174;?#25104;的传播损失。“无人机< - >操作员距离”用于计算此损失,以及无人机高度和遥控天线高度;

Gdo =无人机接收机的天线增益,当向操作员方向“看”时;

重要提示:Ro必须大于无人机接收机的灵敏度,否则操作员与您的无人机之间不会建立通信链路(因此不需要阻挡器)。

接收器输入端的干扰信号

Rj = Pj + Gj-Plj + Gdj

其中:

Rj =无人机接收器输入端的干扰信号电平;

Pj =在所使用的特定频率/通?#26469;?#30340;干扰器的输出功率;

Gj =在所使用的特定频率/信道下的干扰天线的增益;

Plj =干扰信号?#31995;?#20256;播损失。距离“干扰器 < - > Drone”用于计算此损耗,以及无人机的高度和干扰器天线的高度;

Gdj =无人机接收机的天线增益,当向着干扰机“看”时。

然后需要比较Ro和Rj。如前所述,为了简单起见,我们将假设它们足以比较它们,而强烈的信号总是“胜利”。我们将:

Pj + Gj - Plj + Gdj(<=>)Po + Go - Plo + Gdo

该等式尽管以其简单的?#38382;劍?#27809;有电缆损耗,SNR等)可用于计算EACH块场景。可以看出,它由两个维度/链接(Blocker < - > Drone和Operator < - > Drone)组成,而不仅仅是通信链接的维度/链接。 

换句话?#25285;杂?#26080;人机链路的每个特定条件(特定输出功率,天线的增益和高度,距离等),存在无人机链路的特定场景/条件,它。这就是为什么我们回答“反无人机打击系统的有效范围?”的问题。从来不是一件容易的事。有很多可能的答案!

让我们试着更好地理解这个困难。乍一看,这个方程似乎不太复杂。但是,当“深入挖掘”每个?#38382;?#30340;细节时,很快就会发现一个非常复杂的情景:

答:如果干扰器的输出功?#20160;?#26159;所有通道的固定?#25285;?#21017;?#26434;?#24178;扰器打算攻击的每个频带,Pj具有不同的值; Po的情况也是如此,因为我们经常遇到不同的Drone模型(和遥控器),它们具有完全不同的特性;

B.如果干扰器天线的增益不是所有通道的固定?#25285;?#21017;?#26434;?#24178;扰器打算攻击的每个频带Gj都有不同的值; Go也是如此,因为我们经常遇到不同的Drone模型(和遥控器),它们具有完全不同的特性;

C.假设无人机处于运动状态,那么Gdj和Gdo的值可能会不断变化;

D.后,动态和不断变化的?#38382;?#26159;在两个信号(Plj和Plo)?#26174;?#25104;的Pathloss(传播损失)。无人机运行后,“干扰器 < - > Drone”距离和“操作员无人机”距离会不断变化; 一般来?#25285;?#24403;他们中的一个越来越大,另一个越来越小。更糟糕的是,更多的?#38382;?#20363;如干扰器天线高度和遥控天线,以及无人机的高度也正在进入该计算。

现在我们知道上述方程中出现的所有八(8)个?#38382;?#21487;以有很大的变化,因此应该非常清楚,因为干扰范围的定义并不那么简单。答案始终是CONDITIONED。例如,如果有人问我们干扰机是否可以在300米的距离阻挡无人机,答案是有时候它会是,有时候不会。确切的答案总是取决于以下几个方面:

A.我们试图攻击的具体Drone模型(它将定义所使用的频带,等式两边的输出功率和天线增益);

B.每个元件的天线高度(无人机天线,操作员天线和干扰天线)。

注意?#20309;?#20204;可以尝试在这里定义一个“共同点”,以减少变量的数量。我们认为,当无人机在地面上时(高度= 0米),必须计算或测量干扰范围。干扰器和操作员也应该在地面上(天线高度高1-3米),而不是在山上或建筑物顶部。这是一个很好的测量方法,因为它也模拟了干扰器的坏情况。这是由于Drone天线的全方位行为,以及“干扰器 < - > Drone”距离大于“Operator无人机”这一?#29575;担沟?#24178;扰器信号非常比操作员的信号更容易受到地面反射的影响。现在应该提及的是,

C.距离比(干扰器 < - > Drone / Operator < - > Drone)。为了更好地理解这一点,让我们从4:1距离比(图3)中检查以下情况:

 

反无人机

 

图3 - 距离比例为4:1的示例

从图2D中,可以清楚地看到,无人机运动同时影响两个距离(干扰器 < - > Drone和Operator < - > Drone)。当无人驾驶操作员距离较短时,无人机距离?#26174;叮?#21453;之亦然。因此,当无人驾驶飞机靠近其操作员(本例?#34892;?#20110;100米)时,出现在无人机接收器输入端的操作员信号比干扰信号强。当无人机靠近干扰机(本例?#34892;?#20110;400米)时,出现在无人机接收机输入端的干扰信号比操作员信号强。

结论

正如本文所显示的,我们不能说真正的达到,而是距离关系。即使这?#27490;?#31995;也不能被认真讨论,更不用说无人机模型和天线高度,为此计算和/或测量这个比率。 

换句话?#25285;?#35832;如“我的反无人机系统阻止至少700?#33258;?#22788;的无人驾驶飞机”这样的回应是一种非常局部和完全不专业的回应,聪明的客户不应该这样接受它。现在应该很清楚,如果干扰器距离无人机?#23548;?#19978;700米,但操作员距离无人机只有0.5米,那么无人机锁可能不实用。另一方面,如果干扰器距离无人机700米,而操作员距离它300米,那么无人机有可能被阻挡,但只有在文中提到的所有其他?#38382;?#30340;特定条件下,无人机模型,天线高度,干扰器的输出功率及其天线增益等)。

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