Сергей Макаренко - Противодействие беспилотным летательным аппаратам

Для высокоскоростного получения данных со специальных и военных малых БПЛА (например, таких как RQ-7B Shadow 200, RQ-11B Raven, RQ-16T-Hawk и др.), как правило, организуется высокоскоростная линия связи в режиме прямой видимости (без ретрансляции) с наземным ПУ в S (2,2–2,5 ГГц), С (4,4–5,85 ГГц), и Ku (15,15–15,35 / 14,4-14,83 ГГц) диапазонах. Ширина линии связи 3-40 МГц. Типовые скорости передачи данных 1,6-12 Мбит/с, при использовании режима частотного ортогонального уплотнения OFDM совместно с QAM сигналами скорость передачи данных повышается до 45 Мбит/с.

Используемые типы сигналов: BPSK, QPSK (DQPSK, SOQPSK), FSK, GMSK, QAM (16QAM, 64QAM). Тип помехоустойчивого кодирования: коды Рида-Соломона, сверточное кодирование, кодирование Витерби, турбо-кодирование, LDPC-кодирование, со скоростями кода R =1/2, 2/3, 3/4. Типы многостанционного доступа: «точка-точка», многостанционный доступ БПЛА в режимах частотного (FDMA — Frequency Division Multiple Access) и временного (TDMA — Time-Division Multiple Access) разделения абонентов.

Компрессия видеоданных, поступающих от ОЭС БПЛА: MPEG-2/4, H.264.

Стандарты «упаковки» передаваемой информации: DVB, DVB-S1/S2, DVB-T1/T2.

Для криптографической защиты передаваемых данных может использоваться шифрование по стандартам: NSA Type 1, AES-128, AES-256. При отсутствии на БПЛА средств высокоскоростного шифрования данные от БПЛА передаются без криптозащиты.

На БПЛА, стоящих на вооружении стран НАТО, формат данных полезной нагрузки, порядок их передачи и обработки определяется стандартами STANAG: 4545, 4559, 4575, 4607, 4609, 7023, 7085.

На БПЛА используются либо всенаправленные антенны, либо направленные антенны с шириной ДНА порядка 60–90° и усилением 2–4 дБи. Наземные ПУ используют следящие за БПЛА поворотные антенны диаметром до 1,2 м с усилением до 40 дБи с остронаправленной ДНА до 3,5–5°.

Мощности передатчиков БПЛА и ПУ составляют порядка 5-15 Вт.

Дальность связи:

— в направлении ПУ — БПЛА с использованием направленных антенн на ПУ: до 75 км;

— в направлении ПУ — БПЛА / ПУ — БПЛА с использованием направленных антенн: до 15 км;

— в направлении БПЛА — ПУ с использованием направленных антенн на БПЛА и ПУ: до 55 км.

Обобщая материалы работ [323]возможно сформировать следующие обобщенные ТТХ радиолиний передачи данных с коммерческих малых БПЛА, значимых для их радиоэлектронного подавления.

Для коммерческих малых БПЛА, направления «вверх» / «вниз» КРУ организуются в фиксированных частотных диапазонах, которые, как правило, соответствуют использованию на БПЛА одной или нескольких коммерческих технологий связи:

— RC433: 433 МГц;

— сети 4G: 725–770, 790–830, 850–894 МГц;

— сети CDMA: 850–894 МГц:

— RC868: 868–916 МГц;

— GSM900: 890–915, 935–960 МГц;

— GSM1800: 1710–1880 МГц;

— сети 3G: 2110–2170 МГц;

— сети Wi-Fi на базовой частоте 2,4 ГГц: 2,4–2,5 ГГц;

— сети 4G: 2,5–2,7 ГГц;

— сети Wi-Fi на базовой частоте 5,2 ГГц: 4,9–5,5 ГГц;

— сети Wi-Fi на базовой частоте 5,8 ГГц: 5,5–6,1 ГГц.

Используемые типовые частоты, ширина типовых каналов, типы сигналов и помехоустойчивого кодирования, мощности передатчиков и ТТХ приемных средств определяются соответствующими стандартами на вышеуказанные технологии связи и соответствуют ТТХ, представленным выше для КРУ на основе технологии Wi-Fi (таблицы 4.4–4.5).

Основным типом данных, передаваемых по каналу «вниз» являются видеоданные, поступающие от ОЭС БПЛА и предназначенные для визуального управления со стороны оператора. Формат передаваемых видеоданных: MPEG-2/4, MPEG-TS, H.264.

Для передачи видеоданных, а также мультиплексирования видеоданных и ТМИ, помимо радиолиний на основе Wi-Fi могут использоваться радиолинии на основе стандартов DVB, предназначенных для цифрового телевизионного вещания: DVB-T1/T2 или DVB-S2 (таблица 4.7).

Таблица 4.7. ТТХ радиолиний на основе стандартов DVB

Для передачи высокоскоростных потоков основным требованием является энергетическая эффективность, поэтому в условиях многолучевого распространения, в последнее время, предпочтение отдается технологии DVB-T2 (с использованием OFDM), как наиболее устойчивой к межсимвольной интерференции, потери от которой могут достигать 10 дБ. При этом значительный пик-фактор, свойственный радиосигналу DVB-T2 с множеством ортогональных несущих, компенсируется умеренными требованиями к средней выходной мощности передающего устройства.

Эффективность подавления радиолиний управления и передачи данных БПЛА определяется следующими факторами:

— условиями распространения радиоволн на трассе радиолиний БПЛА — ПУ, а также на трассе радиоподавления;

— энергетической, временной и пространственной доступностью приемников средств связи на БПЛА и ПУ для средств РЭП, а также их чувствительностью;

— мощностью передатчиков средств связи БПЛА и ПУ, а также средств РЭП;

— типом антенных систем, взаимной ориентацией ДНА средств связи БПЛА и ПУ, а также средств РЭП;

— используемыми для передачи шириной полосы частот, типом сигнала, типом помехоустойчивого кодирования, скоростью кода.

Для подавления радиолиний управления и передачи данных БПЛА используются следующие типы помех (рис. 4.1).

1. Помехи, перекрывающие рабочий диапазон частот, предположительно используемый для организации связи с БПЛА. Данный тип помех используется при отражении массированного налета БПЛА, когда невозможно вскрыть параметры частных КРУ отдельных БПЛА и требуется перекрыть весь используемый диапазон частот, или же при невозможности средствами РРТР вскрыть частотные параметры линий связи.

К таким помехам относятся:

— заградительная шумовая помеха (белый шум высокой мощности) во всем диапазоне частот;

— узкополосная шумовая или гармоническая (одночастотное или модулированное гармоническое колебание) помеха, скользящая по диапазону частот.

2. Помехи, прицельные по частоте линий управления и связи БПЛА. Данный тип помех используется при подавлении одиночных БПЛА или группы БПЛА, управляемых по одной КРУ, когда средствами РРТР достоверно вскрыты частотные параметры линий связи. К таким помехам относятся: