XXIV Международный конкурс научно-исследовательских и творческих работ учащихся
Старт в науке
Малогабаритный электронный блокиратор радиосвязи как индивидуальное средство защиты от беспилотных летательных аппаратов (БЛА)
Автор работы награжден дипломом победителя I степени
Полная версия работы доступна во вкладке "Файлы работы" в формате PDF
Введение
Беспилотный летательный аппарат (БПЛА, БЛА), в обыденной разговорной речи «дрон» (английский - drone «трутень»), является воздушным автономным летательным устройством без, экипажа на его борту, и управляемому по радиоканалу. БПЛА могут обладать разной степенью автономности — от управляемых дистанционно до полностью автоматических. Прошло немногим более десятка лет, когда в техническом творчестве наблюдался настоящий ажиотаж в конструировании различных моделей беспилотных летательных аппаратов. На всех выставках и конференциях юных конструкторов – исследователей были представлены многочисленные разработки подобных устройств от самолётного типа до моделей вертолётной конструкции (квадро -, гексо -, октокоптеры). Уже в те времена, высказывалось много идей по использованию этих устройств как в мирной жизни, так и в военных целях, правда в последнем случае преобладал массовый скептицизм по их эффективному использованию. Прошло время, и мы столкнулись с реальной действительностью повсеместного массового применения БЛА в боевых условиях. В настоящее время создаются целые воинские подразделения, занимающиеся исключительно только обеспечением эксплуатации БЛА, с целью уничтожения бронированной техники противника и его личного состава. Вводятся учебные программы конструирования и обучения управлением беспилотных аппаратов, причём не только в воинских подразделениях, но и на уровне школьных учебных программ, и системы дополнительного образования обучающейся молодёжи. Сейчас сконструировать достаточно эффективный военный «дрон» может практически любой школьник, обладающий достаточной элементарной суммой знаний в области электронной техники и элементарного программирования. И как следствие вышесказанного, актуальнейшей проблемой, на сегодняшний день, стало не создание этих аппаратов, а борьба с ними. Если рассматривать несанкционированное условие использования БЛА в мирных районах и условиях, то этот вопрос достаточно просто решается на законодательном уровне (по многим территориям России законодательно запрещено использование частными лицами БЛА определённой массы и размеров). На территориях ведения боевых действий, естественно, подобные решения, не могут осуществляться. Результатом является, широкое применение средств радиоэлектронной борьбы с беспилотными аппаратами (средств РЭБ). На данный момент, вопрос конструирования средств РЭБ, является первостепенной актуальной задачей, спасающей множество жизней и боевой техники. Разработки средств РЭБ идут повсеместно. Этим занимаются энтузиасты – конструкторы электронной таёжники, военно – промышленные предприятия и объединения. Существуют районные, танковые, окопные системы РЭБ, но все они имеют значительные размеры и не подходят для мобильного перемещения. Проблемой является малогабаритное переносное устройство РЭБ для индивидуальной защиты бойца (поскольку в боевых действиях идёт настоящая охота на воинский контингент с помощью простейших дешёвых БЛА). Рабочей гипотезой, данной работы, является возможность разработки и конструирования простого и дешёвого средства РЭБ для индивидуальной защиты воинского контингента от простейших летательных аппаратов – охотников. Объект исследования в проекте – средства управления по радиосигналу БЛА, характеристики используемых диапазонов радиоуправления и возможности их блокировки на определённых расстояниях. Предмет исследования в проекте – разработанные и изготовленные варианты экспериментальных малогабаритных устройств РЭБ для индивидуальной защиты от беспилотных аппаратов.
Цель и задачи работы
Целью, данной, проектно – исследовательской работы является теоретическая разработка и практическое изготовление индивидуальных малогабаритных переносных средств РЭБ, блокираторов радиочастотных диапазонов управления беспилотных летательных аппаратов (БЛА). Цель работы предполагала решение следующих задач:
- знакомство с доступными литературными и интернет источниками по вопросам устройства и характеристикам простых БЛА, применяемых в войсковых военных операциях для уничтожения боевой силы противника;
- знакомство с доступными литературными и интернет источниками по вопросам организации радиоуправления по радиочастотному каналу для основных типов БЛА, применяемых как индивидуальное средство поражения живой силы противника;
- на основе изучения литературными и интернет источниками, разработать базовые схемотехнические решения для осуществления изготовления индивидуальных малогабаритных переносных средств РЭБ, блокираторов радиочастотных диапазонов управления беспилотных летательных аппаратов (БЛА);
- на основе теоретических схемных разработок изготовить опытные экспериментальные образцы индивидуальных малогабаритных переносных средств РЭБ, блокираторов радиочастотных диапазонов управления беспилотных летательных аппаратов (БЛА);
- определить и проанализировать опытно – экспериментальным путём возможности использования и эффективность изготовленных индивидуальных малогабаритных переносных средств РЭБ, блокираторов радиочастотных диапазонов управления беспилотных летательных аппаратов (БЛА).
Беспилотные летательные аппараты и системы управления ими [1 - 5]
БПЛА (БЛА) - «беспилотные летательные аппараты». Широкое распространение эти устройства получили относительно недавно. Используются во многих областях человеческой деятельности, включая военную, гражданскую и научную:
- в военной области возможное использование БЛА для разведки, наблюдения, обнаружения целей и выполнения боевых задач по уничтожению военной техники и боевой силы противника, доставки боеприпасов;
- в гражданской сфере БЛА используются для контроля над границами, поиска пропавших людей, аэрофотосъемки, определения очагов лесных пожаров и даже доставки определённых грузов;
- в научной сфере беспилотные аппараты используются, для сбора данных и исследований в области геологии, экологии, метеорологии и многих других объектов научных исследований, особенно в труднодоступных местах.
Исторически, идея создания первого беспилотного аппарата связана с именем Чарльза Кеттеринга (Приложение лист I, рис. 1). Объединившись с Орвиллом Райтом, создавшем один из первых самолетов, и отцом навигационных технологий Элмером Эмброузом Сперри, изобретатель Чарльз Кеттеринг спроектировал небольшой биплан длиной 3,8 м с размахом крыльев 4,5 м. Крылья были собраны из картона, а фюзеляж выполнен из дерева и массы папье-маше. В 1917 году Кеттеринг разработал и запустил первый в истории беспилотный летательный аппарат, который получил название Kettering Bug. Этот инновационный аппарат являлся первой беспилотной боевой торпедой, заложившей основополагающие принципы для будущего развития беспилотных систем. Аппарат способен был нести небольшие боеприпасы и управлялся (пусть и совсем примитивно) по радиоканалу. Беспилотные аппараты, в современное время, проходят период активного развития, и их применение становится все более распространенным и разнообразным. «По состоянию на февраль 2023 г. единого понятия «беспилотный летательный аппарат» в Российской Федерации не существует. ГОСТ Р57258-2016 и Воздушный кодекс Российской Федерации от 19 марта 1997 г. № 60-ФЗ (с изменениями, вступившими в силу с 14 августа 2018) определяют данный объект как беспилотное воздушное судно, используемое сокращение – БВС. ГОСТ Р57258-2016 также вводит понятие дистанционно-пилотируемого воздушного судна в качестве одного из видов БВС. ГОСТ РВ 0101-002-2018 и ряд других нормативных актов используют понятие «беспилотный летательный аппарат», используемые сокращения: БЛА, БПЛА» [https://bigenc.ru/c/bespilotnyi-letatel-nyi-apparat-96f06b]. В зависимости от конструкции различают четыре основных вида беспилотных летательных аппаратов (Приложение лист I - II, рис. 2, таблица 1-2):
- одномоторные (беспилотные вертолёты);
- многомоторные мультикоптеры (аппараты с более чем двумя движущими винтами) – три -, квадро -, гексо -, орто - коптеры;
- с неподвижным крылом (винтовые, турбореактивные и реактивные) – самолётного типа;
- гибридные (конвертопланы, автожиры) – совмещающие в себе системы вертолётного и самолётного типа;
- БПЛА аэростатического типа.
В беспилотных летательных аппаратах используются различные двигательные установки (внутреннего сгорания, двигатели на топливных элементах, турбореактивные и реактивные двигатели, электродвигатели на аккумуляторных батареях или солнечных элементах). Беспилотные аппараты могут классифицироваться по лётным характеристикам, таким как взлётная масса, дальность, высота и продолжительность полёта. В своём большинстве, беспилотный летательный аппарат является частью беспилотного авиационного комплекса, в состав которого, помимо оператора могут входить средства: обеспечения запуска и приземления; спутниковой и наземной поддержки; обслуживания и ремонта. Основными конструкционными элементами простых (и относительно сложных) БЛА являются (Приложение лист III, рис. 3):
- корпус или фюзеляж - основная оболочка, которая обеспечивает защиту внутренних компонентов и электронику от воздействия внешних факторов. Содержит крепления и монтажные площадки для модулей, датчиков и подвесы для боевых зарядов. Выполняется, как правило, из легких и прочных материалов, таких как углепластик, титан или алюминий;
- крылья и рули (самолётного типа) обеспечивающие необходимую подъемную силу для полета и функции управления. Винты или группы винтов (вертолётного типа) обеспечивающие аналогичные функции;
- двигательные установки различного типа. Двигатели обеспечивает тягу и приводы для полета;
- аппаратура управления, включающая - контроллер полета (электронный мозг БЛА), датчики регистрации маневрирования и управления полетом. Помимо этого, аппаратурой управления является так же система автопилотирования для выполнения автоматических задач (взлёт и посадка, автоматическое следование по заданному маршруту и автоматическое управление полетом в соответствии с заданными параметрами). Большинство современных БЛА также оснащены встроенным компьютером, который обрабатывает данные от датчиков и контроллера полета;
- устройства периферийного управления, такие как пульт дистанционного управления, наземная станция управления или другие средства управления. Эти устройства обеспечивают управляющему оператору возможность контроля полета в реальном времени.
Основными полётными датчиками являются:
- GPS: GPS - глобальная система позиционирования (основной датчик навигации, определяющий географические координаты и скорость БЛА, используя сигналы, передаваемые спутниками);
- гироскоп, который используется для измерения угловой скорости и позволяет управлять стабильностью полета;
- акселерометр для измерения ускорения в разных направлениях (определение скорости и изменения скорости полета);
- компас, который используется для определения магнитного направления (ориентация в пространстве и следование заданному направлению);
- альтиметр для измерения высоты над уровнем моря (контроль высоты полета);
- специальные системы датчиков. Термодатчики (для измерения температуры), датчики давления (для измерения атмосферного давления), фоторегистраторы, видеорегистраторы и другие, в зависимости от выполняемых функций.
Помимо этого, в состав БЛА входит система питания двигателей (топливная или батарейная) и система электропитания всей электронной аппаратуры. Источник какой - либо энергии необходим для работы двигательной установки. Одной из самых важных характеристик БЛА является продолжительность автономного полета. Продолжительность полёта напрямую зависит от количества доступной энергии на борту и эффективности ее использования. Наиболее широкое распространение получили два варианта энергетической обеспеченности: бензин и аккумуляторные батареи. Достаточно редко используют топливные элементы, солнечные батареи, газ, другие нефтяные виды топлива помимо бензина. Для сравнительной характеристики топливных систем можно использовать величину плотности энергии на единицу массы (Приложение лист IV, рис. 4).
Управление БЛА может быть осуществлено:
- автономно, системой программирования (применяется для проведения конкретной, определённой операции по заданной системе координат);
- дистанционно (внешнее управление БЛА с помощью оператора);
- комбинированный тип (автоматическое управление с возможностью корректировки программы и изменением системы управления оператором).
Автоматическое управление осуществляется заложенной в память бортового компьютера программой, которая определяет работу всех систем БЛА в автономном /автоматическом режиме. Внешнее управление БЛА осуществляется по радиоканалу. Канал связи обеспечивает обмен информацией с пунктом управления. Как правило, небольшие объёмы данных по управлению БЛА передается по узкополосному каналу связи (специально выделенному на определённой узкой частоте). Большой объем данных (не связанных с управлением) от полезной нагрузки (например, фото и видео) передаются с помощью широкополосного канала. Таким образом управление является дуплексным. Для использования БЛА в городских условиях и на небольших расстояниях в зоне покрытия сотовой связи, можно использовать для управления инфраструктуру сотовой связи. Для повышения надежности радиосвязи можно использовать несколько каналов одновременно, применяя разные диапазоны и архитектуры.
Принципы дистанционной связи с БЛА [6 - 10]
О сновными критериями выбора широкополосного модема (приёмника/передатчика) для БЛА являются: дальность связи; максимальная скорость передачи данных и задержка в их передачи; поддерживаемые информационные интерфейсы и отдельный канал управления/телеметрии (дуплексная система); требования к источнику питания и как следствие массо – габаритные параметры. Естественно, что дальность связи, будет завесить не только от приёмо-передатчика, но и от антенны, соединительных фидеров, условий связи и прохождения сигнала. При отделении параметров приёмо-передатчика от других параметров связи можно воспользоваться уравнением дальности связи [6]:
И з этого уравнения видно, что дальность связи будет завесить только от двух параметров устройства мощности передатчика и чувствительности приемника, вернее от их разности, поскольку все остальные параметры описывают условия распространения сигнала:
Отсюда, для увеличения дальности связи необходимо выбирать модем с большим значением Bm. Увеличить Bm, в свою очередь можно за счет увеличения PTXdBm или за счет уменьшения PRXdBm. В этом вопросе возникает дилемма - мощный бортовой широкополосный передатчик приводит к проблемам высокого энергопотребления, ситуации охлаждения передатчика (КПД современных линейных радиопередатчиков невысок: 10–30% и 70–90%,энергии превращается в тепловую), помехам на остальное электронное оборудование БЛА и высокой степени обнаружения сигнала (важный фактор для военного применения). Высокая чувствительность приемника также проблемная величина. Большинству современных приёмо – передающих устройств присущ пороговый эффект, при котором снижение качества при уменьшении уровня сигнала ниже чувствительности приводит к его потери и ошибкам. Пороговый эффект является прямым следствием теоремы Шеннона [6]: для канала с внутренними шумами в результате высокой чувствительности, его невозможно устранить. В то же время высокая чувствительность приёмника не приводит к большим энергозатратам и не требует интенсивных систем охлаждения. Таким образом, в системах связи с БЛА необходимо соблюдать компромиссные решения между величинами мощности передатчика и чувствительностью приёмника:
- определиться с величиной скорости передачи данных;
- выбрать приёмник с наилучшей чувствительностью для требуемой скорости;
- определить параметры дальности связи (расчетным путем или в ходе эксперимента);
Если дальность связи недостаточна, то попытаться использовать следующие меры (расположены в порядке уменьшения приоритета):
- уменьшить потери в антенных кабелях LTXdB, LRXdB, применив кабель с меньшим погонным затуханием на рабочей частоте и/или уменьшив его длину;
- увеличить усиление антенн GTXdB, GRXdB;
- увеличить мощность передатчика (как крайняя мера).
Как уже говорилось выше, важным фактором является применение дуплексной системы связи отдельным каналом управления БЛА и отдельным каналом телеметрической системы передачи данных (его можно использовать как резервный для управления). Технические данные некоторых широкополосных модемов (приёмопередатчиков) для БЛА приведены в таблице приложения (Лист IV, таблица 3). Для радиоканалов управления современных БЛА наиболее характерным, является применение помехоустойчивых и разведзащищенных режимов так называемого «быстрого ППРЧ (псевдослучайная перестройка рабочей частоты)». Для канала управления таких БЛА характерно: диапазон – 2.4 ГГц; 40-канальная «сетка ППРЧ» в полосе 80 МГц; быстродействие ППРЧ – 350 ск/сек ширина одиночного импульса – около 1.1 МГц; между импульсный интервал – около 0.8 МГц. На спектрограмме (Приложение лист V, рис 5) показано, что в одну определённую единицу времени активен (используется для передачи данных), только один из 40 каналов сетки ППРЧ, длительность одного сеанса передачи данных (для данного изделия) составляет около 2 мс на одном канале. Специфика и особенности каналов управления современными БЛА (режим ППРЧ) диктуют основные требования к системам противодействия, реализующим пассивные (радио-радиотехнические) методы обнаружения сигналов канала управления.
Принципы (РЭБ) радиоэлектронной борьбы с БЛА [10 - 15]
Для борьбы с БЛА применяется несколько видов систем:
- система выявления БЛА. С помощью специализированной аппаратуры сканируется воздушное пространство для обнаружения каналов связи, через которые передаются команды дронам. К основным требованиям системы противодействия сигналам управления БЛА можно отнести:
- СВЧ диапазон рабочих частот (как минимум 2.4 и 5.8 ГГц, с учетом возможного использования в оборудовании БЛА иных УКВ-СВЧ диапазонов);
- возможность обнаружения сигналов радиоэлектронных средств особо малой мощности (типовых - 100 мВт);
- возможность обнаружения сигналов в сложных условиях городской радиоэлектронной обстановки при наличии большого количества мешающих сигналов (избирательность системы обнаружения);
- возможность обнаружения кратковременных, импульсных сигналов (быстрого ППРЧ) (быстродействие системы обнаружения);
- возможность обнаружения кратковременных, импульсных сигналов в широкой (не менее 80 МГц) полосе (быстрого ППРЧ).
В идеальном случае, последующие действия системы должны включать в себя выполнение задачи идентификации и, при наличии возможности, пеленгования сигналов опасного объекта.;
- система подавления установленного источника сигнала. Глушение командных сигналов или подмена другими командами, отводящими БЛА на безопасные участки и выводящие его из строя;
Для идентификации БЛА применяются специализированные детекторы, позволяющие определить источник радиосигнала, его частотные характеристики, увидеть телеметрические радиосигналы, передаваемые широкополосным передатчиком видеоданных. Глушилки – генераторы постановки мощных радиопомех, позволяют нейтрализовать определённый частотный (СВЧ) диапазон с учётом (быстрого ППРЧ) управления БЛА. Подобные СВЧ - генераторы «ослепляют» аппарат, подавляя сигналы управления, блокируя систему навигации. При полном отсутствии сигналов управления аппарат может упасть или дрейфовать в свободном полете по ветру, а после истощения аккумулятора совершает посадку на землю. При глушении GPS-сигнала (известная рабочая частота) БЛА не получает навигационного сигнала, при таком воздействии беспилотный аппарат переходит в режим ATTI (Attitude-Mode - режим, в котором отключаются все датчики кроме определяющего высоту, барометра и приводящий к дрейфу в воздухе). Более сложными, с технической точки зрения, являются устройства перехвата сигнала управления. Такие системы используют перебор частот радиоканала, анализ и определение рабочей частоты управления, и функцию перевода управления на дублирующий передатчик. Существуют специальные высокоэнергетические системы РЭБ, приводящие к полному разрушению БЛА (СВЧ – излучатели и лазерные системы). Специфика их действия сводится к разрушению электронной части устройства летательного аппарата высокоэнергетическим направленным потоком излучения. Исходя из вышесказанного, наиболее приемлемым вариантом разработки устройства РЭБ, в рамках данной работы, является вариант глушения радиосигнала управления БЛА. с помощью СВЧ - генератора постановки помех управляющему передатчику и блокировка GPS-сигнала.
Разработка и изготовление экспериментальных моделей РЭБкак индивидуального средства защиты от беспилотных летательных аппаратов (БЛА) [16]
Исходя из теоретического материала, по основам дистанционного управления БЛА и методам электронной борьбы с беспилотными аппаратами, определились необходимые конструкторские направления в создании схемотехники экспериментальных моделей РЭБ для индивидуального использования в боевых условиях. Необходимо отметить, что в данной работе будут рассмотрены общие принципы построения средств РЭБ, без приведения конкретных схемных решений из-за высокой военной актуальности данной тематики и, поскольку они являются интеллектуальной собственностью автора работы и его научного руководителя. К тому же, в перспективе, предполагается оформление патентов на данные изделия. Основой работы РЭБ является постановка помех блокирующих связь с БЛА или блокирующих систему навигации. В общем виде основные типы помех можно разделить на:
- шумовые/псевдошумовые, или заградительные помехи;
- свипирующие помехи, (при этом генератор качающейся частоты осуществляет циклическую перестройку частоты от F1 до F2);
- структурные помехи, искажающие структуру сигналов управления и навигации БЛА.
Применение противником адаптивных активных решеток БЛА (в первую очередь для приема сигналов от глобальных навигационных систем), шифрования сигналов управления, ухода от стандартных частот передачи, применения шумоподобных сигналов (ШПС) и сигналов с псевдослучайной перестройкой рабочей частоты (ППРЧ) практически нивелирует постановку сигналов структурных помех. Однако, подобные средства защиты применяются, в большинстве случаев для дорогих, дальнодействующих ударных аппаратов. Для уничтожения боевой силы противника используются, как правило, дешёвые модели БЛА, работающие на стандартных глобальных системах навигации («GPS (L1 – 1575,42 МГц/L2 – 1227,6 МГц/L5 – 1176,45 МГц), ГЛОНАСС (L1 – 1602 МГц/L2 – 1246 МГц), BeiDou (B1 – 1561,098 МГц/B2 – 1207,14 МГц/B3 – 1268,52 МГц), Galileo (E1 – 1575,42МГц/E6–1278,75МГц/E5–1191,79МГц и типовых каналах сотовой связи/каналах спутниковой системы связи CDMA800 (850-894 МГц), GSM900 (890–915, 935–960 МГц), GSM1800 (1710–1880 МГц), 3G (2110–2170 МГц), 4G (725–770, 780–960, 925–960 МГц; 1,7–2,2, 2,5–2,7 ГГц), Wi-Fi (2,4–2,5, 4,9–6,425 ГГц / «Инмарсат» (1518–1660,5 МГц), «Иридиум» (1616– 1626,5 МГц), «Starlink», безлицензионных каналах связи диапазона 433 МГц; 868–916 МГц» [https://www.secuteck.ru/articles/mery-ehlektronnogo-protivodejstviya-bpla]). Для этих систем БЛА постановка структурных помех, оптимально подавляют каналы связи. Генераторы помех с перестройкой частоты рационально использовать против средств радиосвязи диапазона УКВ, при этом, подобные генераторы, должны предусматривать режим свипирования (режим автоматического многоточечного изменения параметров тестового сигнала. Он позволяет провести измерение по заранее созданной последовательности значений (списку, LIST SWEEP) или в заданном диапазоне (TRACE SWEEP)). Чем длительнее будет находиться частота излучения свипирующего генератора на канале систем связи и управления БЛА, тем больше вероятность его подавления. Оптимальный период перестройки частоты составляет примерно около 1 с. Примерные осциллограммы таких модулируемых сигналов приведены в приложении (Лист V, рис. 6 [Нгуен В.Х., Фан Н.З., Фам Х.Х. Эффективность воздействий помех системе глобальной навигации GPS// Евразийский Союз Ученых (ЕСУ). 2020. № 2.]). Принципиальная блок – схема РЭБ для индивидуальной защиты включает в себя несколько блоков:
- СВЧ – генератор, работающий на определённой стандартной частоте (возможно применение нескольких генераторов с автоматическим переключением их перебора);
- блок псевдослучайной перестройки частоты задающего генератора (ППРЧ);
- антенный усилитель сигнала;
- блок питания устройства.
Принципиальная блок – схема устройства РЭБ и примерные схемы с фотографиями вариантов, изготовленных устройств на основе чипов серий ADF и ADE, приведены в приложении (Лист V - VII, рис. 8 – 10). Можно привести некоторые элементы монтажных нюансов устройств. В изготовлении устройств использовались СВЧ – транзисторы средней и высокой мощности (антенный усилитель, автопереключатель частотных диапазонов, согласующие устройства), все контура выполнены посеребрённым проводом (или изготовленным из серебра), а контактные площадки плат были позолочены (химическим способом). Все фидерные устройства позолочены, провода с волновым сопротивлением 75 Ом (Приложение лист VII, рис. 11). Все устройства и блоки помещаются в экраны с внутренним серебряным покрытием.
Дальность действия устройств РЭБ [10]
Теоретически рассчитать дальность действия устройства можно используя формулу Введенского, которая зависимость напряжённости поля от расстояния: где:
Е – действующее значение напряженности поля, мВ/м;
r – длина трассы связи в км;
λ – длина рабочей волны передатчика в метрах;
P (изл) – мощность передатчика в кВт;
G(пер) – коэффициент усиления передающей антенны;
h1, h2 – высота подвеса передающей и приемных антенн в метрах;
к – поправочный коэффициент, учитывающий среду распространения, лежит в пределах 0,2–0,4.
В целом, не вникая в детали формулы, можно констатировать, что Е ~ 1/r2 (поэтому формулу Введенского квадратичной формулой). Если взять мощность передатчика помех за определённую единицу, то зависимость от расстояния будет соответствовать графику, приведенному в приложении (Лист VII, рис. 12). Необходимо отметить значительное быстрое падение амплитуды напряженности поля от расстояния. Как следствие этого увеличение мощности передатчика помех становится нерациональным и возможность применения подобного устройства ограничена определёнными рамками расстояния. Средний частотный диапазон, изготовленных экземпляров 2 – 4 ГГц, мощность передатчика приблизительно (расчётная) 40 Вт. Следовательно, исходя из графика приложения, дальность действия (устойчивая мощность постановки помех) ограничена расстоянием до 1 – 1,5 км. Этого вполне достаточно для индивидуальной защиты бойца от ударного БЛА. Практическое использование системы, на простых БЛА, показали соответствие расчётным результатам
Выводы
В результате проделанной работы можно сделать следующие выводы:
- изучен значительный объём доступной специальной литературы и интернет – источников по вопросам устройства и характеристикам простых БЛА, применяемых в войсковых военных операциях для уничтожения боевой силы противника, по вопросам организации радиоуправления по радиочастотному каналу для основных типов БЛА, применяемых как индивидуальное средство поражения живой силы противника;
- на основе изученной литературы и интернет - источников, разработаны базовые схемотехнические решения для осуществления изготовления индивидуальных малогабаритных переносных средств РЭБ, блокираторов стандартных радиочастотных диапазонов управления беспилотных летательных аппаратов (БЛА);
- на основе общих принципов построения устройств РЭБ, самостоятельных схемных разработок изготовлены опытные экспериментальные образцы индивидуальных малогабаритных переносных средств РЭБ, блокираторов стандартных радиочастотных диапазонов управления беспилотных летательных аппаратов (БЛА);
- теоретически и прак5тически определены возможности использования и эффективность изготовленных индивидуальных малогабаритных переносных средств РЭБ, блокираторов стандартных радиочастотных диапазонов управления беспилотных летательных аппаратов (БЛА).
Список литературы и интернет - источников
1.https://www.techinsider.ru/weapon/1624105-pradedushka-sovremennyh-dronov-kak-byl-ustroen-bespilotnyi-samolet-torpeda-vremen-pervoi-mirovoi/ - Прадедушка современных дронов.
2.https://bigenc.ru/c/bespilotnyi-letatel-nyi-apparat-96f06b - Беспилотный летательный аппарат.
3.HTTPS://FPV-CLUB.RU/2023/10/08/КЛАССИФИКАЦИЯ-И-УСТРОЙСТВО-БПЛА/ - Классификация и устройство БПЛА.
4.https://dzen.ru/a/ZM1_6dVH_wml_o1g - Устройство дронов и других небесных беспилотников.
5.https://habr.com/ru/companies/leader-id/articles/491770/ - Дрон для любителя: устройство и принципы программирования.
6.А.И. Калинин, Е.Л. Черенкова, Распространение радиоволн и работа радиолиний, «Связь», Москва, 1971г.
7.HTTP://SPECINTEK.RU/MEDIA/UAV/UAV_DETECTION/ - Общие сведения о каналах управления и передачи данных БЛА.
8.А.В. Ананьев, К. С. Иванников, С. В. Филатов. Основные принципы построения систем связи на базе беспилотных летательных аппаратов. Научная статья. УДК 358.236, 621.396
9.М.А. Ковалёв, Д.Н. Овакимян. Беспилотные летательные аппараты вертикального взлета: сборка,
настройка и программирование. Самарский национальный исследовательский университет
имени академика С.П. Королева. С а м а р а. Издательство Самарского университета. 2023г.
10.https://www.secuteck.ru/articles/mery-ehlektronnogo-protivodejstviya-bpla - А. Михайлов, Меры электронного противодействия БПЛА, 2023 г.
11.https://www.karneev.com/stati/sredstva-borby-s-bespilotnikami/ - Средства борьбы с беспилотниками.
12.В. Слюсар, Радиолинии связи с БПЛА. Примеры реализации., Электроника, Наука, Технология, Бизнес № 5, 2010 г.
13.В.Х. Нгуен, Н.З. Фан, Х.Х. Фам Эффективность воздействий помех системе глобальной навигации GPS, Евразийский Союз Ученых (ЕСУ). № 2. 2020 г.
14.В.А. Николаев, Д.А. Прошутинский. Технические средства обнаружения и противодействия малым беспилотным воздушным судам. Системы безопасности. № 1.2023 г.
15.С. И. Макаренко. Анализ средств и способов противодействия беспилотным летательным аппаратам.
Часть 3. Радиоэлектронное подавление систем навигации и радиосвязи. Системы управления, связи и безопасности. №2. 2020 г.
16. http://www.chipnews.ru/html.cgi/arhiv/01_08/5.htm -ФАПЧ-синтезаторы частоты типа Integer-N.
Приложение
Рис.1. Чарльз Кеттеринг его беспилотная торпеда Kettering Bug.
Рис.2. Различные типы БЛА.
Таблица 1. Классификация современных БЛА (AUVSI) (классификация распространяется как на уже существующие, так и на разрабатываемые модели БЛА).
Таблица 2. Российская классификация БЛА (Российская классификация отличается от AUVSI по ряду параметров: упразднены группы БЛА, которые отсутствуют в России).
Рис.3. Устройство БЛА.
Рис.4. Сравнительная величина плотности энергии на единицу массы.
Таблица 3. Технические данные некоторых широкополосных модемов (приёмопередатчиков) для БЛА.
Рис.5. Диаграмма спектра (полученная в режиме накопления данных) для канала управления ППРЧ типичного БЛА.
Модулирующий сигнал типа псевдослучайной последовательности (ПСП)
Модулирующий сигнал со спектром «белого" шума»
Рис.6. Осциллограммы помеховых модулированных сигналов [10]
Рис.7. Принципиальная блок – схема РЭБ
Рис.8. Принципиальное схемное решение на основе чипа ADF 4350 (фотография завуалирована).
Рис.9. Принципиальное схемное решение на основе чипа ADE.
Рис.10. Построение платы линейки (фотография завуалирована).
Рис.11. Технологические решения при изготовлении устройств.
Рис.12. График зависимости напряжённости поля от расстояния по формуле Введенского.