Бела книга за технологијата на интерференција на беспилотни летала базирана на VCO DDS и SDR технологија (2)

1. Вовед во технологијата на електромагнетни интерференции

Целта на сите пречки е да се спречи непријателот ефикасно да го користи електромагнетниот спектар. Во електронското војување, електромагнетните пречки се познати и како електронски контрамерки. Основниот метод на електромагнетни пречки е да се испрати сигналот за пречки заедно со сигналот што се очекува да го прими непријателот до приемникот, со што му е невозможно на непријателскиот приемник да добие точни информации.

Слика 9 Комуникациска врска и врска за пречки

Вообичаените методи на електромагнетни пречки вклучуваат супресија на пречките,

измама-интерференција и интелигентна интерференција.

Супресивни електронски пречки

Супресивните електронски пречки се однесуваат на пречки што предизвикуваат преоптоварување, сатурација или тешкотии при добивање корисни сигнали во приемниот систем на непријателската комуникациска опрема преку пренесување на сигнали за пречки. Супресивните електронски пречки може едноставно да се поделат на следниве категории:

1.Блокирање на пречки: Блокирањето на пречките, исто така познато како блокирање на пречки, има широк спектар на пречки во зрачењето и обично може да го покрие целиот работен фреквентен опсег на локалните комуникациски станици. Неговата предност е што не бара опрема за совпаѓање на фреквенциите или опрема за извидување за насочување на пречките. Опремата е релативно едноставна и може истовремено да потисне повеќе комуникациски станици во рамките на фреквентниот опсег. Но, нејзиниот недостаток е што моќноста на пречките е дисперзирана и ефикасноста не е висока; Второ, кога се применува блокирање на пречките, се пречи и сопствениот сигнал што спаѓа во неговиот фреквентен опсег.

2.Целна интерференција: Целната интерференција се однесува на збирот од носачката фреквенција на интерференцијата и фреквенцијата на сигналот, или сигналот на интерференција и комуникацискиот сигнал што имаат иста ширина на фреквенцискиот спектар. Вообичаено, секоја фреквенција на интерференција е усогласена со соодветната фреквенција на комуникацискиот сигнал за да се имплементира интерференција, но постојат и случаи на примена каде што една машина интерферира со повеќе цели.

3.Интерференција на зафатна фреквенција: Интерференцијата на зафатна фреквенција се однесува на интерференцијата формирана со континуирана варијација на носечката фреквенција на интерферирачкиот предавател од ниска до висока или од висока до ниска во широк фреквентен опсег на одреден начин.

Дзаглавување на приемот

Излажувачката интерференција се однесува на вид на интерференција што користи опрема за симулација на комуникација или опрема за попречување за да пренесува сигнали што одговараат на карактеристиките и времето на комуникациските сигнали, да ги измами комуникациските врски за да произведе неочекувани одговори и да постигне цели на системски напад што ги ограничуваат, изолираат и окупираат ресурсите на спектарот или предизвикуваат корисниците на комуникација да се вклучат во погрешно однесување за да постигнат тактички цели.

Интелигентно мешање

Интелигентните машини за попречување имаат способности за свесност за ситуацијата во реално време, учење, донесување одлуки и други можности за комуникациски системи на целта, и можат да се прилагодат на различни електромагнетни средини и да одговорат на различни објекти што попречуваат. Почнувајќи од тактичките цели, преку повеќедимензионално сознание и учење на временско-фреквентна воздушна моќ, бранови форми, мрежа и систем, се формулираат и извршуваат различни оптимални одлуки за да се постигне најефикасно, најисплатливо и најдинамично пречки.

3. Архитектура на коло за интерференција на беспилотни летала

 ВКО Замачкувач на фреквенција на замав

ВКОПрекинувачот на фреквенција со замав е едноставна архитектура на прекинувачот. Следната слика го покажува принципот на прекинувачот на канал. Прво, генератор на триаголни бранови генерира триаголен бран со фреквенција од неколку десетици KHz, кој го движи терминалот за контрола на напонот на VCO. Ова му овозможува на VCO да произведе RF сигнал со замавната фреквенција, кој потоа може да се пренесе преку засилувач и антена.

слика10 ВКОПринцип на Sweep Frequency Jammer

Поради дискретноста на карактеристиките на VCO уредите, потребно е прилагодување на фреквенцијата за секој канал на секој VCO тип на попречувач; Во исто време, бидејќи излезната фреквенција на VCO варира со температурата, треба да се резервира одреден пропусен опсег на заштита за да се избегне поместување на фреквенцијата на VCO надвор од опсегот на пречки.

 ДДС Замачкувач на фреквенција на замав

Принципот на DDS прекинувачот на фреквенцијата со замав е прикажан на следната слика. DDS (директен дигитален синтетизатор) директно генерира сигнал со фреквенција со замав со одреден пропусен опсег (на пример: 200~300MHz), потоа се меша со сигналот на локалниот осцилатор и се филтрира со пропусен филтер за да се добие посакуваниот RF сигнал (на пр.: 2400~2500MHz), се засилува и се емитува од антената.

Слика 11 Принцип на DDS Sweep Frequency Jammer

Изворот на фреквенцијата на DDS прекинувачот на фреквенцијата на скенирање доаѓа од DDS и локалниот осцилатор, а точноста на фреквенцијата на DDS и локалниот осцилатор доаѓа од референтниот кристален осцилатор. Затоа, точноста на фреквенцијата на DDS прекинувачот на фреквенцијата на скенирање може да биде многу висока (во зависност од референтниот кристален осцилатор). Во споредба со VCO прекинувачот на фреквенцијата на скенирање, DDS прекинувачот на фреквенцијата на скенирање не треба да зема предвид дополнителен заштитен пропусен опсег и може прецизно да го дефинира опсегот на фреквенцијата на скенирање.

Колото на DDS преклопувачот на фреквенцијата на скенирање е посложено од она на VCO преклопувачот на фреквенцијата на скенирање, а моделот и големината на филтерот се исто така различни кога излезната фреквенција е различна, така што степенот на нормализација на колото ќе биде малку помал.

 СДР технички блокирач

Принципот на прекинувачот базиран на SDR технологијата е прикажан на следната слика. FPGA ја вчитува датотеката со бранови форми складирана во Flash во DDR, а потоа ја испраќа датотеката со бранови форми до дигиталниот интерфејс на baseband. Откако ќе помине низ IQ модулаторот, тој станува RF сигнал на целниот фреквенциски опсег, кој потоа се засилува со засилувач и се испраќа до антената. IQ модулаторот интегрира извор на локален осцилатор и може да ја промени фреквенцијата на локалниот осцилатор преку SPI кодирање.

Слика 12: Принцип на уред за интерференција базиран на SDR технологија

Врз основа на SDR технологијата, пречките можат да пренесуваат кој било сигнал во рамките на одреден пропусен опсег, како што се еднотонски синусни сигнали, едноставни модулациски сигнали или OFDM сигнали. Видот на сигналот е целосно дефиниран од софтверот, така што специфичните сигнали за пречки можат да се користат за специфични комуникациски сигнали за да се постигне најдобар ефект на пречки.

Овој специфичен сигнал за интерференција го нарекуваме интерферентен код. Во зависност од методот на кодирање на комуникациската врска, можат да се изберат различни интерференциски кодови. На пример, ако комуникациската врска користи QPSK модулациски сигнал со еден носач, можеме да го избереме соодветниот QPSK интерферентен код со еден носач. Ако комуникациската врска користи OFDM сигнали, можеме да избереме OFDM интерференциски кодови со исто растојание помеѓу подносачите.

1.Евалуација на ефектот на интерференција од дронови

пречкач на фреквенција на скенирање

И VCO и DDS базираните попречувачи се базирани на технологија за фреквентно скенирање. Кога се користат попречувачи базирани на фреквентно скенирање за да се мешаат во комуникациските протоколи на беспилотни летала (земајќи ги како пример OFDM модулациските протоколи за мултиплексирање на комуникацијата), соодветните блокови на податоци во физичкиот слој ќе бидат попречени, што предизвикува целосно прекинување на комуникациската врска. Затоа, попречувачите на фреквентно скенирање честопати бараат голема преносна моќност за да се мешаат во комуникациските врски на беспилотните летала.

Слика 13 Интерференција на Sweep Frequency Jammer на комуникациска врска на беспилотни летала

 СДР Срам

Врз основа на SDR технологијата, прекинувачот може да го покрие целиот фреквенциски опсег и да постигне блокирачки пречки; Исто така е можно селективно да се покрие само мал дел од фреквенцискиот опсег за да се постигне целно пречки, дозволувајќи енергијата да биде поконцентрирана, а растојанието на пречките да биде поголемо. Без оглед на методот на пречки, сите подносачи на пречките на OFDM сигналот можат да бидат пречки, со стапка на грешки близу до 100%. Дури и со силни механизми за кодирање за корекција на грешки, тешко е да се обноват податоци со толку висока стапка на грешки. Затоа, прекинувачите во SDR стил можат ефикасно да се мешаат во врските за податоци на беспилотни летала.

Слика 14 Интерференција на SDR тип на пречки на комуникациска врска на беспилотни летала

SDR-тип на пречки исто така може да емитува сигнали за скенирање во рамките на одреден пропусен опсег, а брзината на скенирање ќе биде поголема од VCO-тип и DDS-тип на пречки. За протоколи за далечинско управување како што е ELRS со функција за скокање на фреквенција, целиот фреквенциски опсег може да биде целосно покриен за да се постигне блокирање на пречките.

Резиме

Накратко, земајќи ги предвид и трошковните и излезните канали, VCOАнти-дронРешението ќе остане мејнстрим режим на пречки од беспилотни летала за одреден временски период во иднина. Доколку се постигне целосна фреквентна покриеност на изворот на сигнал VCO, тоа подобро ќе ги задоволи реалните потреби на локацијата.