DRONE JAMMER

sistema anti UAV - APR

"Radio Corner"  di R.Chirio

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 Premessa 

Dicembre 2016

  

Cominciano a vedersi in giro, sono i Droni volanti per impiego civile, utilizzano in genere 4 eliche pilotate da altrettanti motori elettrici, si va dal piccolo giocattolo al sofisticato Drone per riprese video in grado di trasportare 25Kg di attrezzatura. 

Per regolamentare questo potenziale traffico aereo di APR (Aeromobili a Pilotaggio Remoto) sono state emesse parecchie norme di volo e regolamentazioni, sia per le caratteristiche dei velivoli sia per chi li deve pilotare.

Vedi sito ENAC Sistemi Aeromobili a Pilotaggio Remoto

Chiaramente la tecnologia utilizzata per la costruzione dei droni giocattolo è molto semplificata ma prende spunto dai UAV militari utilizzati già da tempo sui campi di battaglia o per sorveglianza. Droni con dimensioni anche notevoli, ma la tecnologia ha sviluppato droni militari dalle dimensioni ridotte simili alla fascia alta dei droni giocattolo o meglio dire per hobbistica...!

Il desiderio di molti bambini è avere in regalo un Drone ma anche il desiderio di molti genitori rimasti bambini....

Quasi tutti i droni portano a bordo una videocamera e il desiderio di andare a curiosare in giro è forte e li si va invadere la Privacy del vicinato.......E' vietato sorvolare e riprendere soggetti privati, pertanto da buon radioamatore posso dare qualche consiglio su come sarebbe possibile difendersi dall'invasione dei droni........

     

 

 Drone giocattolo in volo. 

  

  

 

La guida di un Drone 4 eliche è molto più facile di una volta, ricordo chi faceva aeromodellismo anni fa e passava mesi per costruire un elicottero per poi vederlo cadere quasi sempre alle prime prove di volo. Adesso i Droni  sono auto livellanti grazie agli accelerometri, procedono su una rotta stabile (GPS), rimangono anche fermi in volo compensando il vento contrario e si proteggono dalla scarica delle batteria, scendendo o ritornando al punto di partenza prima che la batteria sia completamente scarica. (Si parla di Droni fascia 300-1000€)

       

 Descrizione caratteristiche elettroniche droni commerciali....

La seguente tabelle ci aiuta a capire dimensioni e prestazioni dei vari droni in commercio, giocattoli, giocattoli seri e droni semiprofessionali e professionali....

   

Dimensione/peso

Fx radiocomando

GPS

FPV

Range

Autonomia

A

drone_01.jpg (9556 byte)

<200g

2.4Ghz

WiFI

NO

No 

YES WiFi

30m

5-15m

B

Risultati immagini per drone parrot

2-300g

2.4Ghz

WiFI

Yes

YES WiFi

5.8Ghz

300m

10-20m

C

Risultati immagini per droneFPV

>300g

2.4Ghz

+ Mappa

Yes

5.8Ghz

3000m

20-40m

Dalla tabella si possono rilevare le caratteristiche tecniche sommarie di ogni categoria di Droni, esistono anche Droni a 3 eliche come pure a 6 eliche, stanno arrivando anche Droni Aereo, quindi con ali e solo 1 o 2 motori, caratterizzati dalla lunga autonomia, in quanto 1 solo motore e la portanza delle ali allungano parecchio l'autonomia, modelli con oltre 1 metro di apertura alare possono volare per parecchie ore anche grazie a pannelli fotovoltaici (molto leggeri) piazzati sulle ali, è comunque una categoria professionale dedicata al controllo del territorio.

Il Gruppo A sono Droni giocattolo di costo inferiore ai 100€, con un range di volo di alcune decine di metri, Cadono facilmente da soli e le batterie sono poco preformanti, per molti rappresentano il primo acquisto  e vengono spesso abbandonati per un acquisto più serio. Non richiedono permessi e possono volare in casa e giardini e posti aperti. Sempre da fare attenzione in quanto possono cadere su proprietà private e peggio in testa a persone e veicoli. Meglio usarli in posti aperti e lontani da infrastrutture, dal momento che si esce dalla propria casa sempre consigliabile un minimo di assicurazione.

Il Gruppo B sono giocattoli dal costo di anche 500€, rappresentano il secondo passo negli acquisti di Droni, possono portare a bordo una piccola fotocamera o Videocamera, le batterie di maggiore dimensione permettono discrete autonomie e il range di volo inizia a diventare di parecchie decine di metri orizzontali e verticali. In quanto a peso, dimensione e velocità di volo rappresentano un pericolo maggiore della categoria A.

Il Gruppo C non sono più giocattoli ma aeromodelli per Hobbistica o per impieghi di utilizzo professionale, i costi vanno dalle 500€ in su, è necessario prendere il patentino di volo e fare una costosa assicurazione obbligatoria. Possono montare Videocamere GoPro o di maggiori dimensioni, l'autonomia di volo può superare i 30 minuti. Con radiocomandi potenti, volo GPS e batterie maggiorate possono coprire lunghezze di volo anche di qualche Km. Per l'utilizzo del FPV è necessario che il pilota abbia un brevetto di volo regolare. 

 

          

  Contromisure

Il cacciatore di Droni

Giusto per ridere!

 il primo sistema per abbattere un drone che viene in mente, è l'utilizzo di un fucile da caccia, direi a pallini piccoli, importante è colpire la batteria o le eliche.

Dipende anche dalla distanza, ma meno efficace l'utilizzo di un carabina oppure ancora meno di un fucile ad aria compressa.

A breve distanza potrebbe essere efficace un fucile da PaintBall, per contro pistole e fucili a pallini gialli sono del tutto inefficaci.

   

   


Fili di Nylon appesi

Una efficace contromisura di natura meccanica per bloccare e fare cadere un drone a 4 eliche, può essere quella di agganciare un sottile filo di nylon da pesca, sotto ad un altro drone magari tipo giocattolo più piccolo ma più maneggevole e veloce. Avvicinandosi al drone "invasore" è molto probabile che il filo finisca nelle eliche bloccandole, con la inevitabile caduta. Chi manovra il drone invasore è più lontano e non può vedere il sottile filo. L'astuzia è fissare il filo con un piccolo elastico che al minimo strattone si spezza così da permettere la fuga del drone difensore....

Anche solo appendere i fili di Nylon a cavi della luce o ad alti alberi può già essere un deterrente per fermare droni invasori nelle proprietà private. Finendo in mezzo ai fili inevitabile la caduta...

   


Drone Kamikaze

Una altra efficace contromisura è quella di utilizzare un drone kamikaze, magari montandogli sopra una bacchetta metallica o delle stecche in vetroresina, poi si manda il drone in una missione da Kamikaze,  contro l'invasore sperando di colpire le batterie con la bacchetta metallica appuntita, oppure si cerca di spezzare le eliche.

Bisogna comunque tenere pronti più di un drone per la difesa, in quanto potrebbero arrivarne di altri.

  


Reti da pesca

In uno dei filmati segnalati sotto si può vedere come vengano usati dei droni (speciali) muniti di rete di nylon sempre appesa oppure muniti di speciali lanciatori, il Drone imprigionato nella rete non ha possibilità di fuga, viene catturato dalla polizia e facilmente si individua il proprietario, almeno così succede all'estero...

  


Batelle Drone Defender (radiocomando remoto)

  

Immagine correlata

  

Una delle contromisure elettroniche è quella di prendere il controllo del Drone tramite un radiocomando più potente dell'originale, e di solito più vicino al drone di quello originale. Non è facile da fare in quanto lavorano tutti su frequenze da 2400 a 2500Mhz ma cambiano le istruzioni interne e le codifiche di trasmissione digitale. Drone Defender inoltre con la seconda antenna inibisce i segnali GPS mandando in Recovery il Drone. Da uno dei filmati segnalati più avanti si vede chiaramente un dispositivo che intercetta e porta a terra un drone. Non si sa se sia simulato o realmente efficace. In pratica il dispositivo dovrebbe avere in memoria i protocolli di tutti i droni in commercio e la possibilità di fare frequenti aggiornamenti. Non lo vedo un prodotto così efficace, si rischia di spendere parecchio e di non poter fermare un drone da 100 euro.... 

    


Jammer 2400-2500Mhz (radiocomando)

Una efficace contromisura elettronica anti drone, è quella di creare un disturbo al radiocomando con Jammer specifico. La frequenza dei radiocomandi spazia da 2400 a 2500Mhz circa. La trasmissione avviene in forma digitale e bidirezionale un po come avviene con i WiFi.

Da prove si è visto che i radiocomandi fascia A, non superano i 3-50mW, mentre la fascia B arriva ai 100mW, e la fascia C va dai 100mW in su.

Il circuito Jammer deve sweeppare su tutto il range delle frequenza in uso, e il tempo di sweep deve essere di 1000hz o superiore, vuol dire che si copre tutta gamma da 2400 a 2500Mhz, 1000 volte al secondo. Frequenze di sweep inferiori sono poco efficaci.

Utilizzando potenze simili al trasmettitore radiocomando si ottengono scarsi risultati, ci va innanzi tutto una buona antenna direttiva tipo Yagi o riflettore paraboloide il tutto da puntare sul drone in volo. 

Per risultati sicuri bisogna avere almeno +30dB di segnale sull'antenna, pertanto 1W o meglio 5W in antenna ci danno un efficace segnale che dovrebbe bloccare la trasmissione a oltre 100m.

Questo sistema può andare bene su Droni fascia A e qualcuno della fascia B, però molti usano anche la navigazione con GPS e nel caso di mancanza segnale radiocomando vanno in recovery (go home) portano a terra il drone da dove era partito.

  


Jammer 1227-1575Mhz (GPS)

Per bloccare Droni fascia A e B muniti di navigazione GPS, è necessario adottare sistemi Jammer multi frequenza. Quindi jammer 2400-2500Mhz e poi un secondo Jammer con antenna dedicata per inibire il segnale GPS che lavora su due frequenze L1 (1575,42MHz) e L2 (1227,60MHz). Ci va pertanto un secondo generatore sweep che copra tali frequenze e una volta amplificate sempre a 1W almeno applicate a una seconda antenna direttiva che essendo di frequenza più bassa avrà una dimensione maggiore di quella 2400Mhz.

Essendo le frequenze GPS due frequenze fisse, è pensabile che il jammer si muova solo sui due valori senza cioè trasmettere sulle frequenze intermedie. Sempre importante una buona antenna direttiva.

  


Jammer 5.8Ghz (FPV)

Per inibire tutte le possibilità di volo di un drone è necessario bloccare anche la frequenza di trasmissione della videocamera a bordo, che permette al pilota in tempo reale di vedere dove sta volando. Al momento un po' tutti gli FPV stanno utilizzando la frequenza di 5.8Ghz. Facendo uno sweep di +/- 200Mhz attorno al valore centrale di 5.8Ghz dovremmo coprire tutte le varianti di banda.

    

Risultati immagini per jammer anti drone

Efficace sistema tribanda della DroneShield, per uso militare. (Copre tutte le bande radio citate sopra.)

  

Però per inibire la trasmissione FPV dovremmo operare diversamente. In questo caso la trasmissione avviene dal drone (in volo) verso l'operatore a terra, quindi il drone si trova in posizione privilegiata per trasmettere verso terra e per disturbare la ricezione dovremmo puntare l'antenna non verso il drone, ma verso il ricevitore, non sapendo dove è bisogna posizionare l'antenna trasmittente, più alto possibile e utilizzare un tipo di antenna omnidirezionale a doppia polarizzazione. Non avendo il vantaggio delle antenne direzionali l'unica è incrementare la potenza, bisogna arrivare almeno a 10W recuperando altri 10dB, che non sono così facili da realizzare a queste frequenze. L'alternativa è mandare in volo un piccolo drone con a bordo un disturbatore Jammer FPV.


  

Proprio per evitare i sistemi Jammer molti droni di nuova generazione stanno montando a bordo oltre ai soliti dispositivi, anche sistemi AntiJammer e l'utilizzo di bussola elettronica, sensore barometrico (altimetro) e sensori a ultrasuoni, tutti non disturbabili, permettono di continuare a volare benché con meno precisione e scendere lentamente grazie ai sensori a ultrasuoni che individuano gli ostacoli sia in verticale che orizzontale, il tutto in presenza di forti disturbi Jammer.

 

 Articoli in rete

http://www.qrz.ru/schemes/contribute/security/jammers/drone-jammer.pdf

http://www.dday.it/redazione/18781/tutti-i-modi-anche-i-piu-bizzarri-per-difendersi-dai-droni

http://leganerd.com/2016/05/18/dronedefender-il-fucile-anti-drone/

http://www.wired.it/gadget/accessori/2016/12/29/pistola-anti-drone/

 

 Video relativi a sistemi antidrone

https://youtu.be/zX4XXLb_Vuw  (Batelle Drone Defender)

https://youtu.be/X27-2WDIZR0

https://youtu.be/SB37PUkIT-s

https://youtu.be/OQwl0poN9l4

https://youtu.be/kDRgoFLqQac

  

 

 


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