Σκόπιμες ηλεκτρομαγνητικές παρεμβολές σε μη επανδρωμένα εναέρια οχήματα με τη χρήση υψηλής ισχύος παλμικών μικροκυματικών κυματομορφών συχνότητας 1,0 GHz - 1,5 GHz
Intentional electromagnetic interference on unmanned aerial vehicles using pulsed high-power microwaves with frequency of 1.0 GHz – 1.5 GHz
Μεταπτυχιακή διπλωματική εργασία
Author
Μπιζιούρας, Δημήτριος
Date
2022-03-31Advisor
savaidis, stylianosKeywords
Ανηχωικός θάλαμος ; Ηλεκτρομαγνητικά υψηλής ισχύος ; Ηλεκτρομαγνητική τρομοκρατία ; Ηλεκτρομαγνητικός παλμός ; Μη επανδρωμένα ιπτάμενα οχήματα ; Μικροκύματα υψηλής ισχύος ; Μικροκυματικοί παλμοί υψηλής ισχύος ; Σκόπιμες ηλεκτρομαγνητικές παρεμβολέςAbstract
Η χρήση των Μη Επανδρωμένων Εναέριων Οχημάτων – ΜΕΕΟ (Unmanned Aerial Vehicles – UAVs) ή Drones για στρατιωτικούς σκοπούς, κατασκοπεία, τρομοκρατία ή άλλες κακόβουλες ενέργειες, έχει οδηγήσει σε ραγδαία ανάπτυξη τον τομέα της έρευνας για τον εντοπισμό και την εξουδετέρωσή τους, με τη χρήση Σκόπιμων Ηλεκτρομαγνητικών Παρεμβολών – ΣΗΠ (Intentional Electromagnetic Interference – IEMI), καθώς αυτές είναι δυνατόν να καταρρίψουν το drone, προκαλώντας ανεπανόρθωτες βλάβες στα ηλεκτρονικά συστήματά του ή επηρεάζοντας τη λειτουργία των αισθητήρων του. Στην παρούσα εργασία εξετάζεται πειραματικά, εντός ανηχωικού θαλάμου, η τρωτότητα τριών διαφορετικών μοντέλων drones σε σκόπιμες ηλεκτρομαγνητικές παρεμβολές, με τη χρήση υψηλής ισχύος παλμικών μικροκυματικών κυματομορφών συχνότητας μεταξύ 1,0 GHz και 1,5 GHz. Γίνεται προσπάθεια να εντοπισθούν συγκεκριμένες κρίσιμες συχνότητες «ενδιαφέροντος», δηλαδή συχνότητες για τις οποίες προκαλείται διαταραχή της λειτουργίας του drone, στο μικρότερο δυνατό χρόνο και με τη χαμηλότερη δυνατή ένταση του ηλεκτρικού πεδίου, για διαφορετικές γωνίες πρόσπτωσης και πολώσεις της συνιστώσας του ηλεκτρικού πεδίου καθώς και για διαφορετικά χαρακτηριστικά κυματομορφών, όπως πλάτος, διάρκεια και συχνότητα επανάληψης παλμών (pulse repetition frequency - PRF). Των πειραμάτων προηγήθηκε διεξοδική ανάλυση των ορίων και της ομοιομορφίας του ηλεκτρομαγνητικού πεδίου, καθώς και λεπτομερής διακρίβωση των μετρητικών οργάνων.
Abstract
The use of Unmanned Aerial Vehicles (UAVs) or Drones for military purposes, surveillance, terrorism or other malicious acts has primarily led the research of drone detection and neutralization, using Intentional Electromagnetic Interference (IEMI), aiming to the fatal damage of drones by harming sensors and other electronic subsystems. This thesis focuses on the susceptibility of three different types of commercial drones in an anechoic chamber environment, to intentional electromagnetic interferences, using pulsed high-power microwaves with frequency that ranges between 1,0 GHz and 1,5 GHz. The aim is to detect those critical frequencies which can cause drone malfunction, using minimum electric field amplitude, in the shortest time, combined with different angles of incidence and polarization of the electric field and various values of the pulse repetition frequency (PRF).
An extensive analysis of the electromagnetic field zones and a thorough calibration of the monitoring instruments has been conducted prior to the experiments phase.