Ruční pasivní detektor dronů

Co to řeší v praxi

Vyvíjíme přenosný detektor, který má obsluhu upozornit na rádiovou aktivitu související s dronem a ukázat směr zdroje. Princip je pasivní: zařízení samo nevysílá a při určování směru nemá vyžadovat ruční natáčení antény.

Cílovým výstupem je srozumitelné upozornění doplněné směrem, pásmem, intenzitou přijatého signálu a vyhodnoceným typem přenosu. Obsluha tak má získat vodítko, kam se podívat nebo kam nasměrovat další prostředky. Ruční zařízení řeší především azimut, nikoli přesnou vzdálenost k dronu.

Detekční vrstva je navržená i pro provoz bez použitelného Remote ID. Vedle identifikátoru kompatibilních dronů má analyzovat spektrální a časové vlastnosti signálu, aby uměla posoudit také FPV a individuálně sestavená zařízení. V zahlceném pásmu je zásadní odlišit relevantní přenos od běžné komunikace a výsledek doplnit mírou jistoty.

Projekt propojuje návrh RF elektroniky, lokální signal processing a uživatelský software. Pracujeme na tom jako na samostatném terénním zařízení. Pasivní princip má jasnou fyzikální mez: dron, který právě nevysílá zachytitelný rádiový signál, tímto způsobem zjistit nelze.

Technické řešení

Architektura vyvíjeného zařízení staví na geometricky definovaném anténním poli, soustavě koherentních přijímačů se společnou referencí a lokálním výpočtu. Směrový odhad AoA má vycházet z rozdílné fáze téže vlny na anténách; souběžná spektrální a časová analýza má pomoci odlišit relevantní UAV provoz od okolních přenosů.

Směrové měření vyžaduje fázovou koherenci. Každá anténa zachytí stejnou vlnu v jiné fázi; společná reference umožní tyto rozdíly porovnat. Při vývoji řešíme vlastní posuny RF cest a geometrii pole. Pásma 2,4 a 5,8 GHz mají odlišnou vlnovou délku, takže návrh antén a rozestupů je samostatnou hardwarovou úlohou.

Nalezený RF signál ještě neznamená dron. Klasifikační část je navržená pro rozbor frekvenčního obsazení, šířky pásma, periodicity, struktury a změn přenosu. Pokud je dostupné kompatibilní Remote ID, může doplnit RF událost; u dalších přenosů rozhodnou dostupné rádiové znaky. Výsledek má zachovat nejistotu, protože Wi-Fi a jiné zdroje používají stejná pásma.

Významnou výzvou jsou odrazy a okolní provoz: jeden vysílač může vytvářet několik zdánlivých směrů. Součástí práce je proto kontrola kvality směrového odhadu a kalibrace sestavy. Samotný azimut přitom není přesná poloha ani vzdálenost zdroje.

Technické výzvy

• Udržet společnou fázovou referenci všech přijímacích kanálů a kalibrovat rozdíly antén, kabelů a RF cest.
• Navrhnout geometrii antén pro pásma s odlišnou vlnovou délkou bez nejednoznačných směrů.
• Rozlišit přímý příchod signálu od odrazů a klasifikovat UAV přenos v zahlceném rádiovém prostředí.
• Rozpoznat zařízení s Remote ID i FPV či vlastní konstrukce bez využitelného identifikátoru.

Jak je řešení navržené

1. 01Příjem v relevantních pásmech+

   Anténní pole a sladěné přijímače zachytí současně dostupné rádiové signály. Zařízení nic nevysílá.

2. 02Kontrola a kalibrace kanálů+

   Měření z více RF cest se vztáhnou ke společné referenci a zohlední se rozdíly, které by jinak znehodnotily fázové porovnání.

3. 03Analýza signálu+

   Lokální výpočet vyhledá charakteristické spektrální a časové znaky a oddělí pravděpodobně relevantní přenosy od běžného provozu.

4. 04Odhad směru+

   Fázové rozdíly stejného signálu mezi anténami poskytnou úhel příchodu; nejistota roste při odrazech nebo nízké kvalitě příjmu.

5. 05Identifikace a klasifikace+

   Při dostupném Remote ID se přidají příslušné vysílané údaje. Ostatní přenosy se vyhodnotí podle rádiových znaků, včetně míry jistoty.

6. 06Upozornění obsluhy+

   Zařízení zobrazí událost, směr, pásmo a další dostupné údaje. Člověk může pokračovat vizuálním ověřením nebo navazujícím bezpečnostním postupem.

Co z toho vzniklo

Rozpracovaný přenosný pasivní RF detektor. Projekt propojuje vývoj anténního a přijímacího hardware, směrového vyhodnocení a uživatelského software; finální parametry a výsledky ověření zatím nezveřejňujeme.