РЭБ основные моменты(1)

1. Что такое радиоволны ?

•электромагнитные колебания,
распространяющиеся в пространстве со
скоростью близкой к скорости света
•переносят через пространство энергию,
излучаемую генератором электромагнитных
колебаний
•рождаются при изменении электрического
поля
•характеризуются частотой, длиной волны,
поляризацией и мощностью переносимой
энергии

2. Частота радиоволны

• Частота выражается в герцах (Гц), килогерцах (кГц), мегагерцах (МГц)
или гигагерцах (ГГц). Длина и частота радиоволны обратно
пропорциональны друг другу, поэтому соответствие между частотой и
длиной волны выражается следующей формулой:
• F=C/L
– где: F – радиочастота, Гц,
– С – скорость света, равная 300 000 км/с,
– L – длина волны, м.
• При практическом использовании для взаимосвязи частоты и длины
радиоволны можно использовать следующую формулу:
• F (МГц) = 300/ L (м)
• L (м) = 300/ F (МГц)

3. Поляризация радиоволн

• Поляризация радиоволн — это направленность вектора
электрической составляющей электромагнитной волны в
пространстве.
Различают следующие виды поляризации радиоволн:
Горизонтальная поляризация. Электрическое поле колеблется в
горизонтальном направлении.
Вертикальная поляризация. Электрическое поле колеблется в
вертикальном направлении.
Круговая поляризация. Электрическое поле в любой точке
вращается относительно направления движения один раз за цикл.
Волна с правой круговой поляризацией вращается в правом смысле
относительно направления движения, а с левой — в
противоположном. 1
Поляризация зависит от типа антенны и её расположения. Например,
вертикально расположенный несимметричный вибратор даёт
вертикальную поляризацию, а горизонтально расположенный —
горизонтальную. 3

4. Дифракция радиоволн

• Дифракция: Радиоволны способны огибать препятствия размеры
которых менее одной трети длины волны.
Отражение радиоволн
• Отражение: Радиоволны могут отражаться от различных
поверхностей, таких как металлические стены или горы. Угол
отражения зависит от свойств отражающей поверхности и частоты
волны.
Интерференция радиоволн
• Интерференция: Когда две или более радиоволн с
одинаковой частотой и фазой встречаются в одном месте,
они могут усиливать или ослаблять друг друга

5. РЭБ против БПЛА работает в диапазоне от 0.3 ГГц до 6ГГц.

6.

ДИАПАЗОН
ДЛИНА ВОЛНЫ В
ВАКУУМЕ
ЧАСТОТА
КОЛЕБАНИЙ
СВЕРХДЛИННЫЕ
ВОЛНЫ (СДВ)
100-10 КМ
3-30 кГц
ДЛИННЫЕ ВОЛНЫ
(ДВ)
10 - 1 КМ
30-300 кГц
СРЕДНИЕ ВОЛНЫ (СВ)
1000 – 100 М
300 – 3000 кГц
КОРОТКИЕ ВОЛНЫ
(КВ)
100 – 10 М
3 – 30 МГц
МЕТРОВЫЕ
10 – 1 М
30 – 300 МГц
ДЕЦИМЕТРОВЫЕ
10 – 1 ДМ
300 – 3000 МГц
САНТИМЕТРОВЫЕ
10 – 1 СМ
3-30 ГГц
МИЛЛИМЕТРОВЫЕ
10 – 1 ММ
30 – 300 ГГц
СУБМИЛЛИМЕТРОВЫЕ
1 – 0,05 ММ
300 – 6000 ГГц
УЛЬТРАКОРОТКИЕ
ВОЛНЫ (УКВ):

7.

• с уменьшением длины волны
возрастает их затухание и
поглощение в атмосфере.
• на распространение волн короче 1
см влияют туман, дождь, облака,
сильно ограничивающие дальность
связи.

8.

Ослабление сигнала
в свободном пространстве
Ослабление сигнала в свободном пространстве (L) зависит от расстояния
между радиоустройствами и может быть определено как:
L (дБ) = 33 + 20 lg Rтр (км) + 20 lg F (МГц).
Для сигналов с частотами 150, 433, 868 и 2400 МГц
ослабление сигнала в свободном пространстве в дБ равно:
L (150) = 76,5 + 20lg Rтр
(км),
L (433) = 85 + 20lg Rтр (км),
L (868) = 91 + 20lg Rтр (км),
L (2400) = 100,6 + 20lg Rтр
(км).
L, дБ
Rтр, км

9. Антенны РЭБ

• Прежде всего необходимо уяснить, что любая антенна обладает
свойством взаимности. Это означает, что она может как принимать так
и излучать радиоволны, причем ее характеристики при этом не
меняются. Определить характеристики антенны можно как в режиме
излучения, так и приема. При этом любая характеристика антенны
будет справедлива для обоих режимов.
1. Частотный диапазон: Это диапазон частот, в котором антенна может
эффективно работать. Обычно где КСВ меньше 2.
2. Диаграмма направленности (ДН): Этот параметр описывает угловое
распределение излучаемой мощности антенны. Антенны могут быть
направленными (с сосредоточением мощности в узком угле) или
ненаправленными (с распределением мощности в широком угле).

10. Антенны РЭБ

• 3. Коэффициент усиления (КУ): Это отношение мощности, излучаемой
антенной в заданном направлении, к мощности, излучаемой
изотропной антенной. Более высокий коэффициент усиления
указывает на большую эффективность антенны при передаче сигнала.
Измеряется в dBi. Усиление полуволнового диполя = 2.14 dBi.
• 4. Волновое сопротивление: Это характеристика, определяющая
соотношение напряжения и тока на входе антенны. Для РЭБ антенн
стандартное значение 50 Ом.
• 5. Коэффициент стоячей волны (КСВ): Этот параметр показывает
соотношение отраженной и переданной мощности. Низкий КСВ
указывает на хорошее согласование между антенной и передатчиком,
что минимизирует потери энергии. Чем ближе к 1 тем лучше,
допустимо до 2.

11. Антенны РЭБ

• 6. Эффективная площадь раскрыва антенны. Площадь с которой
собирается энергия электромагнитной волны. В случае с апертурными
антеннами (рупорной, зеркальной), эта площадь почти совпадает с
реальной площадью апертуры (зеркала). В случае одиночного
полуволнового диполя эта площадь представляет из себя
воображаемый эллипс со сторонами 3λ/4 и λ/4. где λ — длина волны

12. Антенны РЭБ

• Дискоконусная
антенна относится к классу
сверхширокополосных антенн.
Практические конструкции без
труда способны перекрывать
более чем трехкратную полосу
частот, т.е. когда максимальная
частота более чем в три раза
превышает минимальную.
Поляризация антенны
вертикальная, диаграмма
направленности круговая.
Усиление дискоконусной антенны
близко к 0 dBi, почти как
у изотропного излучателя.
Входное сопротивление близко к
50 Ом. Антенну можно применять
в РЭБ, либо как наружную для
сканирующего всеволнового
приемника.

13. Антенны РЭБ

• Антенна«Клевер».
Диаграмма направленности
«клевера» похожа на диаграмму
направленности диполя, но в
отличии от последнего, эта антенна
имеет круговую поляризацию, что
имеет особое значение для связи с
движущимися объектами. Кроме того
антенна с успехом может
применяться для РЭБ модулей.

14. Антенны РЭБ

• Спиральная антенна.
Достоинство- широкополосность,
которая сочетается с неплохим
коэффициентом усиления даже при
малом числе витков спирали.
Антенна имеет круговую
поляризацию, но может принимать
как вертикально-поляризованную
волну, так и горизонтальнополяризованную, усиление при этом
снижается на 3 dB по сравнению с
расчетным.

15. Антенны РЭБ

• Патч антенна.
• Коэффициент усиления патч антенны
варьируется от 5 до 9 dBi и сильно
зависит от параметров диэлектрика.
Поляризация может быть линейная
или круговая.

16. Антенны РЭБ

• Антенна ЯГИ.
• Из достоинств антенны следует
отметить высокий коэффициент
усиления, зависящий от длины
траверсы (бума), простоту
изготовления. Однако эти
достоинства играют роль больше на
относительно низких частотах
метровых и дециметровых волн. На
частотах СВЧ в полной мере
начинают проявляться недостатки
антенны, в первую очередь
требовательность ее к тщательной
настройке.

17. Децибелы

• Децибел - это относительная единица измерения, численно равная
отношению двух величин и выраженная в логарифмическом масштабе.
При этом, при вычислении отношения напряжений или токов - значение
логарифма имеет коэффициент 20, а при определении отношения
мощностей – значение логарифма имеет коэффициент 10.
То есть – для отношений напряжений и токов, формула для вычисления
децибелов выглядит следующим образом:
а для отношения мощностей, формула будет такой –
• Например подали на вход усилителя напряжение 0,1 В, а на выходе
усилителя получили напряжение 10 В, то есть отношение выходного
напряжения усилителя к напряжению на его входе составило 100,
отсюда вычисляем, что коэффициент усиления усилителя составляет 40
дБ.
Или например по мощности; если подали на вход усилителя сигнал
мощностью 1Вт и получили на выходе 100Вт (отношение мощностей
выхода и входа будет 100) коэффициент усиления усилителя по
мощности будет 20 дБ.

18. Децибелы

• Коэффициент передачи, выраженный в децибелах, здесь может
иметь как знак плюс, так и знак минус, в зависимости от
соотношения величин на выходе и входе устройства. Если выходная
величина больше входной – плюс, а если меньше (например на
выходе сигнал равен 0,1 относительно входа, то есть он меньше в 10
раз) – минус.
Давайте теперь попробуем понять, что такое дБм (dBm), и как им
можно измерить мощность передатчика.
Тут тоже просто, дБм (dBm) - это означает децибел на милливатт, то
есть в самом названии скрывается и суть, дБм - это просто мощность,
измеренная относительно 1 милливатта. Здесь за начальную точку
отсчёта (0дБ) берётся мощность 1 милливатт, а дальше как и при
расчёте мощностей, и формулы в принципе похожи.
Формула выглядит так:

19. Децибелы

• Чувствительность аппаратуры определяется, как отношение
мощности на 50-омном входе приёмника к уровню мощности 1 мВт и
также выражается в логарифмическом масштабе в дБм. (обычно
находится в диапазоне от -80 дБм до – 150 дБм)

20.

Мощность сигнала на входе приемника
радиолинии
ПД-передатчик
РФ-радиофидер
(кабель до антенны)
ПР-приемник
Мощность сигнала на входе приемника
радиолинии
Pпрм = Рпрд + Gпрд + Gпрм - L,
Где Рпрд – мощность передатчика, дБм;
Gпрд, Gпрм – коэффициенты усиления
передающего и приемного АФТ, дБ;
L - ослабление сигнала в свободном
пространстве, дБ;
Pпрм ≥ Pпрм min,
Pпрм min – чувствительность приемника
(минимальная мощность обнаруживаемого
сигнала) , дБм.

21. Схема подавления БПЛА

22. РЭБ

• Суть работы РЭБ — в излучении шумового сигнала на рабочих
частотах дрона, чтобы дрон потерял в этом шуме сигнал от пульта
управления или оператор потерял сигнал видео.
• Глушится канал управления или видео. Видео глушить значительно
сложнее, так как воздействие всегда должно идти на приёмник,
который для видеоканала находится у оператора, т. е. на
значительном расстоянии и за преградами. Но в теории это
возможно, просто технически сложнее.
• При этом детекторы дронов определяют дрон именно по сигналу
видеоканала, иногда при этом показывая его рабочую частоту. Это
знание бесполезно для целей глушения управления (так как
частоты управления никак не связаны с частотами видео)

23. РЭБ

• Почему любой РЭБ — не панацея. Ни один РЭБ не может дать 100%
гарантию защиты. Он лишь увеличивает шансы (как, к примеру,
бронежилет).
Главное: 1. РЭБ должен поддерживать те частоты, на которых
работает управление или видео дрона. Например: если дрон летает
на управлении ELRS 755МГц, то РЭБ Ромашка-4 с рабочим
диапазоном 720-1050 нам подойдёт. Дрон, работающий на частотах
за пределами диапазона РЭБ — не будет подвержен его
воздействию.
2. Правильно настроенный FPV дрон, при потере сигнала от пульта
(когда сработает РЭБ) будет продолжать лететь по прежней
траектории. Траектория может быть не совсем точна, дрон может
снести ветром — это приведёт к промаху. Даже если дрон продолжит
лететь по намеченной траектории, оператор не сможет
скорректировать курс и скорее всего произойдёт промах.

24. РЭБ

• Как выбрать РЭБ. Основные характеристики:
• • Диапазон частот. Диапазоны дронов постоянно расширяются. В
начале использовались стандартные частоты из диапазона 850925МГц, затем из диапазона 750-1020, затем начали получать
распространение частоты в районе 400МГц. Нужно постоянно искать
информацию о текущей ситуации в телеграмме и прочих источниках
(но не забывать относиться критически к любой информации).
Важно не путать частоты видеоканала и частоты управления.
• • Мощность.
• Ориентироваться надо на спектральную плотность излучения.
Считается она так: берется общая заявленная мощность РЭБ и
делится на заявленный диапазон. Должно быть не менее 0.5Вт/МГц
(значение прикинуто опытным путем). Sплот=Pрэб/(Fверх-Fниж)
Пример: Полоса 720-1050, мощность 210Вт. Спектральная плотность:
210 / (1050-720) = 0.64Вт/МГц. Это хорошо, так как больше
0.5Вт/МГц.

25. РЭБ

• Количество блоков (антенн). Нужно обратить внимание на
количество антенн, обычно оно равно количеству использованных
модулей глушения.
Реальность такова, что один модуль может закрывать полосу не
более 100МГц.
Соответственно для полосы 750-1020 будет 3 модуля и 3 антенны.
Если на такую полосу торчит 1 антенна это весьма подозрительно.
В теории может иметь место, но это будет значительно дороже и
сложнее в изготовлении. Практика показала, что чаще это признак
обмана в ТТХ. Помимо перечисленных, есть дополнительные
факторы, которые не всегда можно оценить без спец. приборов, но
которые могут значительно повлиять на эффективность РЭБ.
Это, например:
• Качество антенн (КСВ, направленные свойства)
• Способ подключения антенн — напрямую в блок или через кабель
(при подключении через кабель, увеличивается вероятность брака
или некачественного согласования).
• Способ охлаждения/длительность непрерывной работы.

26. РЭБ

Дальность РЭП зависит от многих факторов, в том числе от мощности
радиопередающих устройств РЭС и средств РЭП, характеристик
их антенных систем, чувствительности приемных устройств, условий
распространения электромагнитных волн, видов излучения и способов
обработки сигнала, длины рабочей волны, способов помехозащиты.
Кроме того, на дальность РЭП оказывают влияние интенсивность помех
от местных предметов, земной (водной) поверхности и внеземных
источников, характер излучения и рассеяния электромагнитных волн
целями, наблюдаемыми РЭС.
Учесть все перечисленные факторы чрезвычайно трудно. В связи с этим
дальность подавления РЭС и необходимая
мощность средств РЭП оцениваются математически по усредненным
параметрам и уточняются в процессе натурных испытаний и смешанного
моделирования.
Радиоэлектронные средства могут подавляться средствами РЭП
только в том случае, когда отношение мощности помехи, попадающей
в полосу пропускания радиоприемника, к мощности сигнала превышает
некоторое минимально необходимое значение, характерное для данного
вида помехи и сигнала.

27. РЭБ

• Режим работы РЭБ.
• Предпочтительный режим работы РЭБ- Включение на некоторое
время(обычно 1-5 минут) при обнаружении приближающегося БПЛА
дрон-детектором либо другой системой обнаружения. Включение
происходит в ручном или автоматическом режиме.
• При подавлении видеоканала (от дрона до оператора)
необходимо обеспечить прямую видимость от установки РЭБ до
оператора, т.е. поднять установку РЭБ на необходимую высоту.