Formula fondamentale: la distanza effettiva dipende dalla potenza e dall'antenna
La distanza di interferenza è determinata principalmente dalla "potenza irradiata isotropica effettiva" (EIRP), che può essere semplificata in:
EIRP=Potenza del trasmettitore + Guadagno dell'antenna - Perdita del sistema
Per aumentare la distanza, l’EIRP deve essere massimizzato.
1. Aumentare la potenza del trasmettitore
Questo è il metodo più diretto, ma anche il metodo più "stupido".
Principio: aumentare la potenza di uscita del front-end RF-.
Sfide:
Consumo energetico e dissipazione del calore: raddoppiare la potenza non raddoppia semplicemente la distanza (seguendo la legge del quadrato inverso), ma il consumo energetico e la generazione di calore aumenteranno notevolmente. Sono necessari alimentatori più grandi e sistemi di raffreddamento efficienti (come dissipatori di calore, ventole o persino raffreddamento ad acqua).
Costi dei componenti: gli amplificatori ad alta-potenza (soprattutto quelli a banda larga) sono molto costosi.
Restrizioni legali: l'EIRP è spesso soggetto a normative rigorose.
Implementazione tecnica: amplificatori di potenza che utilizzano tecnologie di semiconduttori di terza-generazione come il nitruro di gallio (GaN). I dispositivi GaN possono funzionare a frequenze più elevate, potenza e temperature più elevate, con un'efficienza molto più elevata rispetto ai tradizionali dispositivi basati su silicio-.
2. Ottimizzazione del sistema di antenne
Questo è un modo "intelligente" per migliorare l'efficienza, solitamente più efficace del semplice aumento della potenza.
A. Utilizzo di un'antenna ad alto-guadagno
Principio: concentrare l'energia del segnale in un raggio più stretto, simile al passaggio di una torcia da proiettore a raggio focalizzato.
Effetto: potenza del segnale notevolmente aumentata nella direzione target con la stessa potenza di trasmissione.
Svantaggi: il raggio più stretto richiede una mira più precisa. Non adatto a scenari che richiedono la copertura di un cielo ampio.
Tipi: antenne paraboliche, antenne Yagi, ecc.
B. Utilizzo di un'antenna direzionale con meccanismo di tracciamento
Principio: montare un'antenna ad alto-guadagno su una piattaforma girevole e tracciare il drone in tempo reale utilizzando radar, rilevamento radio o sistemi elettro-ottici, mantenendo sempre il raggio più forte puntato sul bersaglio.
Effetto: questa è la tecnologia principale per ottenere un disturbo a raggio ultra-lungo-nei sistemi militari. Può "versare" tutta l'energia nel drone bersaglio, ottenendo un'efficienza estremamente elevata.
C. Utilizzo di un'antenna Phased Array
Principio: il controllo elettronico della fase di più elementi dell'antenna consente cambiamenti istantanei nella direzione del raggio senza rotazione meccanica.
Effetti: può tracciare e bloccare simultaneamente più bersagli; il puntamento del raggio è agile e nascosto.
Svantaggi: Il sistema è estremamente complesso e costoso.
3. Migliora la sensibilità e l'intelligenza del sistema
Si tratta di "come utilizzare l'energia in modo più efficace".
A. Adottare un design integrato di "rilevamento-jackalizzazione".
Principio: evitare l'emissione continua di segnali di disturbo. Innanzitutto, scansiona l'ambiente con un ricevitore ad alta-sensibilità per identificare e agganciare rapidamente le bande di frequenza di comunicazione di droni specifici (come il radiocomando e i segnali di trasmissione delle immagini).
Effetto: una volta bloccato, blocca con precisione solo queste bande di frequenza specifiche. Ciò evita di sprecare energia su bande di frequenza inutili, concentrando così una potenza limitata sulla soppressione del bersaglio, aumentando indirettamente la portata effettiva.
B. Implementare strategie di disturbo intelligenti
Principio: invece del semplice blocco del rumore, utilizzare metodi di disturbo più avanzati.
Esempi:
Protocol-Jamming consapevole: analizza e decifra il protocollo di comunicazione del drone, emettendo impulsi di disturbo solo nei momenti più critici di trasmissione dei pacchetti di dati.
Jamming ingannevole: invia segnali GPS falsi più forti o comandi "ritorno/atterra" al drone. Poiché i segnali ingannevoli devono essere solo leggermente più forti del segnale reale per essere efficaci, la potenza richiesta è molto inferiore rispetto al disturbo di soppressione, ottenendo così una maggiore distanza di disturbo.
4. Ottimizza la selezione della banda di frequenza e la progettazione della forma d'onda
Principio: concentrare l'energia per attaccare i componenti più vulnerabili e critici del drone.
Mira alla banda GPS: il disturbo del GPS è generalmente più efficace nel disabilitare i droni rispetto al collegamento di controllo a 2,4 GHz e richiede meno energia. Questo perché i segnali GPS provenienti dallo spazio sono intrinsecamente molto deboli.
Utilizza forme d'onda di modulazione altamente efficienti: progetta forme d'onda di disturbo più efficaci nell'interrompere i processi di sincronizzazione e decodifica di specifici ricevitori digitali.