监听正确的无线电信号可能是追踪小型无人机的有效方法

2026-03-28 00:29来源:本站

  

  a quadcopter with lights flying in dim light

  最近,美国出现了大量不明身份的无人机目击事件,其中一些发生在机场和军事设施等敏感地点附近,这引起了公众的极大关注。

  最近活动的增加可能与2023年9月美国联邦航空管理局规定的变化有关,该规定现在允许无人机操作员在夜间飞行。但大多数目击事件可能是飞机或直升机,而不是无人机。

  然而,美国政府无法在最近的事件中确定飞机的身份,这让一些人想知道,他们为什么不能?

  我是研究防御系统的工程师。我认为射频传感器是一种很有前途的检测、跟踪和识别无人机的方法,尤其是因为基于该技术的无人机探测器已经可用。但我也看到了使用探测器全面发现飞越美国社区的无人机的挑战。

  操作员使用无线电频率信号与无人机进行远距离通信。射频信号广泛应用于日常生活中,如车库开门器、汽车钥匙扣,当然还有收音机。由于无线电频谱被用于许多不同的用途,它受到联邦通信委员会的严格监管。

  无人机通信只允许在特定频率的窄带内进行,比如5千兆赫。每种型号的无人机都使用编码在无线电频率信号中的独特通信协议来解释操作员的指令并将数据发回给他们。通过这种方式,无人机驾驶员可以指示无人机执行飞行机动,无人机可以告知飞行员它的位置和飞行速度。

  射频传感器可以监听众所周知的无人机频率,以检测特定于每种特定无人机型号的通信协议。从某种意义上说,这些射频信号代表了每种无人机的独特指纹。

  在最好的情况下,当局可以使用射频信号来确定无人机的位置、范围、速度和飞行方向。这些射频设备被称为无源传感器,因为它们只是监听和接收信号,而不采取任何主动措施。探测信号的典型范围限制是距离信号源约3英里(4.8公里)。

  这些传感器并不代表先进技术,而且很容易获得。那么,为什么当局没有更广泛地使用它们呢?

  虽然监测射频信号是一种很有前途的检测和识别无人机的方法,但这样做有几个挑战。

  首先,传感器只可能获得无人机的详细信息,传感器知道其通信协议。要获得能够探测到各种无人机的传感器,需要所有无人机制造商和一些中央注册实体之间的协调。

  在没有解码无线电频率信号的信息的情况下,所有关于无人机的推断都是它的位置和方向的粗略概念。这种情况可以通过部署多个传感器并协调它们的信息来改善。

  其次,这种探测方法在“安静”的无线电频率环境中效果最好,那里没有建筑物、机器或人。在城市环境和其他杂乱的环境中,要自信地确定射频信号的独特来源并不容易。射频信号会在所有固体表面反弹,因此很难确定原始信号的来源。同样,在特定位置周围使用多个传感器,并仔细放置这些传感器,可以帮助缓解这个问题。

  第三,对无法探测和识别无人机的一个主要担忧是,它们可能被犯罪分子或恐怖分子操纵。如果恶意的无人机操作员知道无人机操作的目标区域正被射频传感器监控,他们可能会制定有效的对策。例如,他们可能使用超出fcc监管参数的信号频率,以及未注册的通信协议。一个更有效的对策是对无人机的飞行路径进行预编程,以完全避免在操作员和无人机之间使用任何射频通信。

  最后,广泛部署用于跟踪无人机的射频传感器在后勤上很复杂,在财务上也很昂贵。仅在美国就可能有数千个地点需要保护,以免受到敌对无人机的攻击。部署一个完全有效的无人机探测系统的成本将是巨大的。

  还有其他探测无人机的方法,包括雷达系统和声学传感器网络,它们可以监听无人机发出的独特声音。但雷达系统相对昂贵,而声学无人机探测是一项新技术。

  几乎可以肯定的是,在某个时候,身份不明的无人机问题将会出现。人们越来越多地在以前人口稀少的空域操作无人机。

  也许最近对无人机目击事件的担忧是一个警钟。未来几年,随着越来越多的消费者购买无人机,无人机被用于更多的商业用途,以及空中出租车的投入使用,空域只会变得更加拥挤。无人机探测技术能做的只有这么多,联邦航空局可能有必要加强对国家空域的监管,例如,要求无人机运营商提交详细的飞行计划。

  与此同时,不要过早地认为你在夜空中看到的那些闪烁的灯光是无人机。

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