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What is the anti drone system

Anti drone system refers to the anti-Uavs system that uses spectrum detection, radar detection, radio interference suppression and other technologies to control and defend illegal invasion of drone. It is mainly composed of detection detection unit and interference suppression unit. The detection unit is responsible for real-time collection of the drone signals in the control area of the drone. Once the illegal invasion drone is found, the alarm information will be generated immediately and transmitted to the interference suppression unit, and the interference signal of the drone will be sent to drive the invading drone or force landing.

I hope this article will give you a deeper understanding of the anti-drone system and how to choose the appropriate equipment to build your anti-drone system.

Hintergrund der Industrie

Mit der rasanten Entwicklung der künstlichen Intelligenz, der Kommunikationstechnologie und der Luftfahrttechnik wird der Anwendungsbereich von Uavs immer größer. Von der kommerziellen Nutzung bis hin zu militärischen Einsätzen sind Drohnen zu einem festen Bestandteil der modernen Gesellschaft geworden.

Wie Sie aus Abbildung 1 ersehen können, zeigt der weltweite Drohnenmarkt einen kontinuierlichen Aufwärtstrend. Das bedeutet auch, dass wir mit den potenziellen Risiken von immer mehr Drohnen konfrontiert werden. Um die Verwaltung von Drohnen zu verbessern, haben die Vereinigten Staaten, China, Japan und die Europäische Union nacheinander die Verwaltungsvorschriften für das RID von Drohnen eingeführt. Der einfache RID-Modus kann jedoch angesichts der unerlaubten Drohnenflugaktivitäten versagen. Daher brauchen wir eine umfassendere Anti-Drohnen-Lösung. Dazu gehören Radar und Optoelektronik sowie Soft-Kill-Systeme und Hard-Kill-Systeme.

System-Zusammensetzung

Bevor wir mit der Beschreibung eines Anti-Drohnen-Systems beginnen, habe ich zwei Fragen:

Wie findet man eine Drohne?
Wie greift man eine Drohne an?

Dies ist das zentrale Thema derch bauen wir unser Anti-Uas-System.

Wir beginnen mit der ersten Frage: "Wie findet man eine Drohne". Das erste, was uns jetzt wahrscheinlich in den Sinn kommt, ist Radar. In der Tat spielt das Radar auch bei der Drohnenerkennung eine wichtige Rolle. Bei der Drohnenerkennung wird hauptsächlich das Phased-Array-Radar verwendet. Neben dem Radar gibt es auch HF-Erkennungsgeräte und optoelektronische Ortungsgeräte. Jedes dieser Geräte kann unabhängig voneinander eingesetzt werden oder sich gegenseitig ergänzen, so dass Sie je nach Ihrem finanziellen Budget entscheiden können, welches dieser Geräte Sie kaufen möchten. Wenn Sie nur begrenzte Mittel zur Verfügung haben, ist ein RF-Detektionssystem die beste Wahl.

Nachdem wir das Problem der Drohnenerkennung gelöst haben, wollen wir uns nun der Frage zuwenden, wie man eine Drohne angreifen kann. Zunächst unterteilen wir die Anti-Drohnen-Methoden in "Soft-Kill"- und "Hard-Kill"-Methoden, wobei im Alltag vor allem "Soft-Kill"-Geräte wie Drohnen-Störsender und GNSS-Spoofing-Geräte zum Einsatz kommen. Hard Kill bezieht sich im Allgemeinen auf die physische Zerstörung, z. B. durch Laser.

Warum entscheiden sich mehr Menschen für das sanfte Töten?

Da die Verwendung von elektromagnetischen Wellen Interferenz Soft Kill Ausrüstung ist einfacher, der Preis ist billiger, in das Volumen und Gewicht sind relativ angemessen.

Die Soft-Killing-Methode weist jedoch einige Mängel auf, die bei speziellen UAVs mit starken Anti-Jamming-Fähigkeiten unzulässig sein können. Hier kommt die Hard-Kill-Methode ins Spiel. Die Soft-Kill-Methode kann jedoch im Grunde mit der überwiegenden Mehrheit der derzeitigen UAVs umgehen, so dass Soft-Kill-Ausrüstung eine sehr wichtige Rolle bei der Drohnenabwehr spielt. Die derzeit auf dem Markt befindlichen Soft-Kill-Geräte können das gesamte UAV-Kommunikationsfrequenzband abdecken.

Der Laser ist das stärkste Mittel zum Töten, und die Drohne darf ihre Existenz nicht ignorieren. Man könnte sich fragen, warum man die Drohne nicht ohne Waffe abschießen sollte, wäre das nicht besser? Man muss wissen, dass es sehr schwierig ist, ein Ziel mit einer schnell fliegenden Drohne zu treffen, die von einem Menschen gesteuert wird. Das Lasergerät wird durch die Daten der Zielerfassung so geführt, dass es das Ziel anvisieren kann. Ausrüstung. Die Nachteile von Lasern sind, dass sie teuer und komplex sind und eine begrenzte Reichweite haben. Since hard kill devices involve some sensitive stuff, I won’t discuss it much here. Please understand that this information may not be available later. If you have any questions, please email me.

Die oben genannten Geräte können zu einem kompletten Anti-UAV-System zusammengefügt werden, um die Aufgabe des Auffindens und der anschließenden Bekämpfung von UAVs zu erfüllen. Dies ist die Antwort auf die beiden Fragen, die ich bereits erwähnt habe. Ich werde den spezifischen Inhalt der Geräte unter diesen beiden Aspekten vorstellen. Ich werde die spezifischen Ausrüstungsinhalte unter diesen beiden Aspekten vorstellen: Das eine ist das Aufspürsystem, das andere das Gegensystem.

Detektionssystem

RF-Detektion

Was ist RF Erkennung:

RF detectors use spectrum detection techniques to acquire UAV signals. The spectrum sensing technology is a technology to identify, measure and locate radio signals by analyzing the distribution and characteristics of signals in the frequency domain. In the UAV spectrum detection equipment, the spectrum detection technology is mainly used to monitor and analyze the air radio signal in real time, so as to obtain the key parameters such as frequency, bandwidth and power of the signal.

The advantges of RF Erkennung:

Passive Erkennung, keine aktive Signalübertragung
Radiowellen reisen weit genug, um ein großes Gebiet abzudecken
Es kann eine hochpräzise Positionierung des UAVs realisieren
Die Kosten für die Funkerkennung sind im Vergleich zu Radar, optoelektronischen, akustischen und anderen UAV-Erkennungstechnologien sehr niedrig

Die DisaVorteile von RF Erkennung:

Die Signalverschlüsselung ist schwer zu knacken
Anfällig für elektromagnetische Störungen
Das FPV ist schwer zu lokalisieren

Radar-Erkennung

Was ist Phased-Array-Radar:

Phased-array radar is phase-controlled electronically scanned array radar. Its ability of fast and precise beam conversion enables the radar to complete the scanning of the whole space within 1 minute. The so-called phased array radar is a radar array composed of a large number of identical radiation elements. Each radiation element is independently controlled by the wave controller and phase shifter in phase and amplitude, which can obtain accurate and predictable radiation pattern and beam direction.

Das Anti-Uas-Radar erkennt hauptsächlich "niedrige, kleine und langsame" Ziele, oft unter Verwendung des X- und Ku-Bandes, und synthetisiert vollkohärente Dualpolarisations-, intelligente Radardatenverarbeitungs-, Multiquellen-Datenfusions- und andere Technologien, die eine wetterunabhängige, aktive, Multiziel- und Feinerfassung von "niedrigen und kleinen langsamen Zielen" + "mikrometeorologischen Zielen in niedriger Höhe" ermöglichen.

Die aVorteile von rAdar-Detektion:

Schnelle Abtastgeschwindigkeit, flexibler und kontrollierbarer Strahl
Großer Erfassungsbereich
Die Zielkapazität ist groß, und Hunderte von Zielen können gleichzeitig im Luftraum überwacht und verfolgt werden.
Starke Anti-Interferenz-Fähigkeit
Ausgeprägte Anpassungsfähigkeit an ein komplexes Zielumfeld
Hohe Zuverlässigkeit

Die DisaVorteile von rAdar-Detektion:

Hohe Kosten
Die Ausrüstung ist komplex
Es gibt tote Winkel im Nahbereich
Die Reichweite des Lichtstrahls ist begrenzt

Elektronenoptisches Tracking-System (EOTS)

Was ist ein elektronenoptisches Nachführsystem?

Optoelektronische Identifizierungs- und Verfolgungsgeräte kombinieren sichtbares Licht und Infrarot-Bildgebungstechnologie, sammeln die optischen Informationen des Ziels durch das optische System und wandeln sie in elektrische Signale zur Verarbeitung und Analyse um, um die schnelle und genaue Identifizierung und Verfolgung des Ziels zu realisieren.

Die aVorteile von elektronenoptisches Verfolgungssystem:

Hochauflösende Kamera, hohe Präzision
Starke Fähigkeit zur Objekterkennung
Bildübertragung in Echtzeit
Automatische Zielverfolgung

Die DisaVorteile von elektronenoptisches Verfolgungssystem:

Beeinflusst von der Umwelt
Technische Raffinesse
Starke Hardware-Abhängigkeit
Optische Kameras sind teurer

Zählersystem

After detecting the drone through the detection system, it is necessary to solve the problem of how to defend the drone. The ways to defend Uavs are usually divided into two main categories, namely soft kill and hard kill. Soft kill is mainly achieved through electronic technology, while hard kill uses physical destruction. At present, the most common is soft-kill technology, because it is better cost performance and less difficult to implement. Soft kill technology applies electromagnetic wave technology to interfere with the remote control signal and video transmission signal of UAV by transmitting the same frequency signal. The technology was first used in drone jamming devices, and then spawned into drone spoofing devices.The market is flooded with drone jamming devices, and let’s discuss this one first. Then, let’s look at drone decoy devices.

Drohnenstörsender

Was ist der Drohnenstörsender?

Durch die Verwendung der Hochfrequenztechnologie für elektromagnetische Wellen wird die elektromagnetische Welle im gleichen Frequenzband wie das Kommunikationsband der Drohne übertragen, was den Empfang der Anweisungen der Fernsteuerung durch die Drohne stört, was dazu führt, dass die Drohne die Anweisungen und Videosignale der Fernsteuerung nicht mehr normal verarbeiten kann, wodurch sie die Kontrolle verliert und entsprechend dem vorgegebenen Verfahren zurückkehrt oder landet.

Normalerweise werden Störsender je nach ihrer Struktur in mehrere Kategorien eingeteilt, nämlich in stationäre Störsender, Rucksackstörsender und tragbare Störsender. Im Folgenden habe ich einige Bilder aufgeführt, die jedem dieser Typen entsprechen.

You need to decide which structure of the interference device to choose according to your specific use case.

Die aVorteile von Störsender für Drohnen:

Der Preis ist günstig. Hohe Kosten Leistung
Es kann mehrere Kommunikationsfrequenzbänder abdecken
Mehrere Ziele gleichzeitig stören

Die DisaVorteile von Störsender für Drohnen:

Der Interferenzabstand ist begrenzt
Hohe Geräteleistung
Die Drohne wird nicht direkt beschädigt, sondern kann lediglich gezwungen werden, zu ihrem Ausgangspunkt zurückzukehren oder sicher an Ort und Stelle zu landen.

Drone Spoofer

Was ist der Drohnen-Spoofer:

Durch die Aussendung irreführender GPS-Signale kann die Drohne keine genauen Positionsdaten erhalten, was zu einer Abweichung der Position oder zum Verlust der Navigationsfähigkeit führt.

Der Markt besteht hauptsächlich aus stationären und tragbaren Spoofing-Geräten. Die Struktur der GNSS-Spoofing-Geräte unterscheidet sich nicht wesentlich, was uns Sorgen bereitet, ist die Tatsache, dass sie die Signale mehrerer Satellitenortungssysteme abdecken. Wir kennen den Hauptstrom der vier großen globalen Positionierungssysteme: GPS, Beidou, Galileo und Glonass. Im Allgemeinen benötigen wir Signale von allen vier Systemen. Da gewöhnliche UAVs mindestens zwei GNSS-Locatoren haben, können viele UAVs von DJI zum Beispiel drei oder sogar vier Locatoren haben. Um also narrensicher zu sein, ist es am besten, wenn unser Spoofing-Gerät alle 4 wichtigen GNSS abdeckt.

Die aVorteile von Drohnen-Spoofing:

Geringe Leistungsaufnahme des Geräts
Sie kann den Flug der Drohne direkt beeinträchtigen und sogar zum Absturz der Drohne führen.
Die Reichweite ist größer als die des Jammers

Die DisaVorteile von Drohnen-Spoofing:

Der Preis ist relativ teurer als Störsender
Unfähig, mit Drohnen ohne GNSS-Funktionen umzugehen
Sie beeinträchtigt die GNSS-Funktionalität aller Geräte in diesem Gebiet.

How to Choose a Jammer

Currently, there are many different jammers on the market. However, according to the structure of the equipment, it can be divided into three categories, respectively, stationary jammer, backpack jammer, and handheld jammer. You need to choose the right type for different use cases. Stationary jammer used for installation in outdoor use, to establish a station defense area, can be used for a long time. However, backpack jammers and handheld jammers are usually used when performing temporary tasks and cannot be used for a long time, and the working time is limited by the battery life. In addition, from the antenna of the interference device can be divided into omnidirectional interference and directional interference. Under a specific design, directional jamming can also achieve 360° omnidirectional jamming. What you need to know is that the directional jamming distance will be better than the omnidirectional jamming distance. The advantage of omnidirectional jamming is that the signal is transmitted at 360°. The above mainly analyzes the related characteristics of the jammer from the structure, and then I will introduce some key performances of the jammer from the technical point of view.

There are two key parameters here:

Frequency(It refers to the frequency range of the interfering signal emitted by the device)
Power(It refers to the power of the interfering signal transmitted by the device)

The operating frequency of the device is determined by the communication frequency of the drone. There are two links for UAV communication, one is the remote control signal link, and the other is the video transmission signal link. These two signal bands are the ultimate targets of jamming devices. Common UAV communication frequencies: 868M, 915M, 1.5G, 2.4G, 5.2G, 5.8G. To cope with interfering devices, some FPV use very rare signal bands, such as 1.2G and 3.3G. These frequencies are the frequencies that jamming devices need to use.

Now let’s look at anther parameter – Power. Signal power is often related to our other important performance, which is the jamming distance. Obviously, the larger the power, the farther the signal travels. At present, common power values such as 10W, 20W, 50W, 100W. 20W is commonly used in jamming guns, 50W and 100W are commonly used in stationary jamming equipment. It might be different in practice, but it’s a common occurrence. Because the large power requirements for the power supply will be higher, will undoubtedly bring more volume and heavier weight. So, if you want more interference range, you need more signal power. In addition, different interference ranges are obtained by using omnidirectional and directional antennas.

In general, the signal gain of directional antennas is between 10 and 16db, while the gain of omnidirectional antennas is between 2 and 6db. But the beam Angle range of directional antennas is limited and may be less than 90°. However, the signal radiation of omnidirectional antenna is 360° in the horizontal direction. It’s more of a performance tradeoff, distance for Angle. From the energy point of view, it follows the conservation of energy. Of course, we can use technology to send directional signals in a 360° direction.

Omni-directional antenna beam

Directional antenna beam

By analyzing the above 2 key parameters, I think we can clearly understand what kind of jammer we need. For example, say you spot an unauthorized DJI drone within 500 meters and want to temporarily disrupt it. We can easily check that the communication frequency of DJI UAV is 2.4G and 5.8G, and 5.2G is also used in some areas. GPS positioning is often 1.5G. The jamming gun uses a directional jamming mode, and usually 20W of high-frequency signal power can effectively interfere to a distance of 500 to 1000 meters. So, all you need is a jamming gun containing 1.5G,2.4G,5.2G,5.8G, and 20W signal power for a single channel. It’s possible that the DJI drones in your area are not using the 5.2G frequency. You can also get rid of it, so you can save some money. This is the simplest example, but the reality is that it’s much more complicated, so most people choose to cover as much bands as possible.

It is important to know that the interference distance described by many sellers is usually the limit distance determined by the ideal environment. However, in reality, the interference distance involves many factors, such as the natural environment, the electromagnetic environment, the fuselage direction of the UAV, the signal transmission route from the remote control to the UAV, and so on. Let’s look at the plot of the distance between the device signal and the drone and the distance between the remote control and the drone to understand the concept of interference distance more clearly.

At point Q, the strength of the drone signal and the device signal are equal, when the device is 1000 meters away from the drone. Within a distance of less than 1000 meters from D, the signal strength of the device is higher than that of the drone, that is, the signal of the drone is suppressed in this area. When D starts to increase, the device signal becomes weaker, while the distance between the drone and the remote control becomes closer, and the signal strength of the UAV is stronger. At this point, the drone signal cannot be suppressed and the drone cannot be interfered. If the departure point of the drone is farther away, the Q point position will move to the right, meaning that the device interference distance will increase. So usually the interference distance given is either a range or an extreme value.

By understanding the above, I believe you have been able to choose a suitable jamming device.

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