4 распространенных метода противодействия дронам, используемых для блокировки сигналов дронов

Системы и решения по борьбе с дронами: распространенные технологии, используемые для борьбы с дронами

Потенциал рынка для дронов огромен, его применение охватывает аэрофотосъемку, защиту сельского хозяйства, ликвидацию последствий стихийных бедствий, поиск и спасение, мониторинг дорожного движения, разведку ресурсов, дистанционное зондирование, пограничное патрулирование и метеорологическое обнаружение. Однако отсутствие всеобъемлющего регулирования дронов привело к всплеску инцидентов «черного полета» — нерегулируемой деятельности дронов, которую невозможно отследить или привлечь к ответственности. Это подчеркивает острую необходимость в эффективных технологиях обнаружения дронов и противодействия им. Спрос на системы против дронов особенно высок в таких областях, как военные и гражданские аэропорты, безопасность крупных мероприятий, критическая инфраструктура, крупные площадки, тюрьмы и пограничный контроль. Несмотря на растущий интерес, проблемы регулирования сохраняются, и продолжающиеся исследования имеют решающее значение для решения возникающих проблем.

Проблемы обнаружения дронов и противодействия им

1. Проблемы обнаружения дронов

Радар традиционно является основным инструментом для обнаружения воздушных целей, но он испытывает трудности с отслеживанием дронов из-за их характеристик «низкий, медленный, маленький» (LSS). Дроны, как правило, низколетящие, медленно движущиеся и компактные, что затрудняет их обнаружение с помощью стандартных радиолокационных систем. Эти дроны дешевы, портативны, просты в управлении и часто действуют без предупреждения, что усложняет процесс обнаружения и реагирования. Кроме того, они могут нести опасные грузы, такие как взрывчатые вещества, биологические агенты или листовки, что делает обнаружение еще более важным.

Вот основные проблемы, связанные с обнаружением дронов:

• Малая высота : помехи от земли и фоновый шум мешают обнаружению.

• Низкая скорость : радары должны быть очень чувствительны к низкоскоростным целям.

• Малый размер : радиолокационные системы должны обладать исключительной чувствительностью для эффективного отслеживания небольших беспилотников.

Из-за этих факторов традиционные радиолокационные системы часто не отвечают оперативным потребностям. Необходимы специализированные радиолокационные системы обнаружения дронов.

Другие методы обнаружения, такие как мониторинг радиочастотных (РЧ) сигналов, электрооптическое слежение и акустическое обнаружение, могут дополнять радиолокационные системы. Однако присущие дронам характеристики, такие как использование ими стандартных частот связи, способность летать в режиме радиомолчания, малый размер, высокая маневренность и минимальный уровень шума, также создают значительные проблемы для этих методов обнаружения.

2. Проблемы противодействия дронам

После обнаружения и идентификации дрона нейтрализация угрозы представляет собой ряд проблем:

• Электромагнитные помехи (ЭМП) : Требуют определенных условий окружающей среды и могут непреднамеренно нарушить работу окружающих электронных устройств.

• Меры противодействия с использованием лазеров : Несмотря на эффективность в выведении из строя дронов, лазеры могут нанести сопутствующий ущерб на земле, что делает их непригодными для использования в городских условиях.

• Перехват радиочастот : этот метод работает только на дронах с уязвимыми протоколами связи и может не применяться ко всем типам дронов.

Таким образом, задача заключается в разработке эффективных контрмер, которые могут противостоять этим угрозам в различных сценариях.

Ключевые технологии обнаружения дронов

Система обнаружения дронов объединяет в себе комбинацию радаров, мониторинга радиочастотных сигналов, электрооптического слежения и акустических датчиков, каждый из которых имеет свои сильные стороны и ограничения.

1. Технологии обнаружения

• Радарное обнаружение

Радар работает, испуская электромагнитные волны и анализируя отражения от корпуса дрона. Он измеряет расстояние, высоту, направление и скорость цели. Из-за небольшого размера дронов и их низкой скорости традиционные радиолокационные системы испытывают трудности с их обнаружением. Однако новые радиолокационные системы, специально разработанные для обнаружения дронов, достигли прогресса в проектировании сигналов, алгоритмах обработки сигналов и подавлении помех, предлагая улучшенную производительность в определенных сценариях.

• Мониторинг радиочастотного сигнала

Дроны обычно излучают радиочастотные сигналы во время полета, включая сигналы управления и телеметрии. Анализируя частотный спектр этих сигналов, мониторинг радиочастотных сигналов может обнаруживать и идентифицировать дроны. Такие методы, как одностанционная пеленгация, могут оценить направление дрона, в то время как методы многостанционной разности времени прибытия (TDOA) помогают точно определить его местоположение. Использование радиочастотных «отпечатков», уникальных для конкретных моделей дронов, позволяет проводить точную идентификацию и раннее оповещение.

2. Электрооптическое слежение

Электрооптическое отслеживание осуществляется с помощью камер видимого света и инфракрасных (ИК) камер:

• Видимый световой трекинг использует камеры для захвата изображений дрона в реальном времени, идеально подходит для использования в дневное время. Это недорогой вариант, который широко используется.

• Инфракрасное отслеживание определяет тепло, выделяемое двигателями и аккумулятором дрона. Этот метод эффективен в любых погодных условиях, но, как правило, более затратен.

Электрооптическое отслеживание обычно требует руководства от других методов обнаружения, таких как радар, для эффективного отслеживания. Оно также полезно для визуального подтверждения и сбора видеодоказательств.

3. Акустический мониторинг

Дроны производят шум от своих винтов, что создает уникальную «звуковую подпись» для каждой модели. Акустический мониторинг прослушивает этот шум, сопоставляет его с базой данных известных звуков дронов и идентифицирует дрон. Этот метод является пассивным, очень скрытным и экономически эффективным, хотя его диапазон может быть ограничен в шумной среде.

Анализ технологий обнаружения дронов

• Сравнение технологий обнаружения

Каждый метод обнаружения имеет свои плюсы и минусы, которые зависят от таких факторов, как технологическая зрелость, эффективность, контекст применения и стоимость. Например, радарный и радиочастотный мониторинг являются наиболее зрелыми и широко используемыми, в то время как акустический мониторинг и электрооптические системы все еще развиваются.

• Применение технологий обнаружения

Радарный и радиочастотный мониторинг являются наиболее часто используемыми и надежными методами обнаружения, в то время как другие методы, такие как акустический мониторинг и электрооптическое отслеживание, являются дополнительными. Многосенсорный подход является наилучшим решением, объединяющим радар, радиочастотный мониторинг и другие технологии для улучшения возможностей обнаружения.

Ключевые технологии противодействия дронам

После обнаружения дрона можно применить различные контрмеры для нейтрализации угрозы. К ним относятся глушение, прямое уничтожение, перехват и обманное управление.

1. Глушение и прерывание

Наиболее часто используемые контрмеры основаны на помехах. К ним относятся:

• Электромагнитные помехи , которые нарушают связь между дроном и его станцией управления, заставляя дрон перейти в аварийный режим (например, вернуться на базу или совершить посадку).

• Глушение навигационного сигнала , которое нарушает работу спутниковых навигационных систем, в результате чего дрон теряет позиционирование и управление.

• Акустическое глушение , которое мешает гироскопам дрона, вызывая нестабильность и потенциально приводя к падению. Однако этот метод более затратный и менее широко используемый.

2. Прямое уничтожение

Прямые методы, такие как ракеты, лазеры и микроволновое оружие, могут физически уничтожить дроны. Эти методы очень точны, но дороги и несут риск сопутствующего ущерба, что делает их непрактичными для гражданского использования.

3. Перехват и захват

Перехват дронов подразумевает их физический захват в полете с использованием таких методов, как сети, запускаемые с наземных устройств, большие дроны, захватывающие более мелкие, или даже обученные птицы, такие как орлы. Эти методы ограничены дальностью и сложностью эксплуатации и пока не получили широкого распространения.

4. Обманчивый контроль

Обманные методы контроля включают в себя:

• Подделка навигационных сигналов , которая заключается в отправке поддельных спутниковых сигналов, чтобы ввести дрон в заблуждение и заставить его думать, что он находится в другом месте, что позволяет контролировать траекторию его полета.

• Перехват радиочастотного сигнала , включающий взлом протокола управления дроном с целью получения контроля над его работой.

Анализ технологий противодействия

1. Сравнение технологий противодействия

Каждая контрмера имеет уникальные преимущества и проблемы. При выборе метода необходимо учитывать такие факторы, как эффективность, стоимость, сценарий применения и технологическая зрелость.

2. Применение технологий противодействия

Меры противодействия, основанные на глушении, в настоящее время являются наиболее популярными и эффективными, часто формируя ядро ​​систем борьбы с дронами. Другие методы, такие как перехват и обманное управление, используются в определенных сценариях для улучшения общей системы.

Проблемы в области технологий борьбы с дронами

По мере того, как дроны становятся более совершенными, меньшими и способными к сложному управлению, противодействовать им становится все сложнее. Системы борьбы с дронами должны постоянно адаптироваться, чтобы идти в ногу с этими разработками.

Основные проблемы включают в себя:

• Ограничения метода обнаружения : ни одна технология не может надежно обнаруживать все типы дронов во всех ситуациях.

• Ложные срабатывания и пропуски обнаружения : достижение правильного баланса между чувствительностью и точностью является сложной задачей.

• Различение законных и незаконных дронов : зачастую сложно отличить вредоносные дроны от законных.

• Риски перехвата : Физические методы перехвата представляют угрозу безопасности, особенно в густонаселенных районах.

Рекомендации по развитию отрасли борьбы с дронами

Учитывая быстрое развитие технологий дронов и отставание в мерах регулирования, необходим комплексный подход, сочетающий законодательство и технологические решения. Компаниям следует продолжать внедрять инновации, совершенствовать свои системы и сотрудничать с исследовательскими институтами для продвижения технологий борьбы с дронами.

Индустрия борьбы с дронами сталкивается со многими проблемами, но благодаря постоянным инновациям и сотрудничеству она может снизить риски безопасности, создаваемые дронами, и поддержать ответственную разработку приложений для дронов.