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Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Störung eines unbemannten Luftfahrzeugs, das über zumindest ein Steuersignal in einem Betriebskanal betrieben wird. Ferner betrifft die Erfindung ein System zur Störung eines unbemannten Luftfahrzeugs.
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Aus dem Stand der Technik sind verschiedene Systeme und Verfahren bekannt, um ein unbemanntes Luftfahrzeug, beispielsweise eine von einer Privatperson betriebene Drohne, zu stören, sodass diese nicht mehr in einem bestimmten Luftraum betrieben wird, beispielsweise einem Luftraum eines Flughafens, der aus Sicherheitsgründen frei von derartigen unbemannten Luftfahrzeugen sein muss, also von privat betriebenen unbemannten Luftfahrzeugen.
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Die aus dem Stand der Technik bekannten Verfahren und Systeme haben gemein, dass die Störung des unbemannten Luftfahrzeugs mithilfe von Störsignalen erfolgt, die auf dem Betriebskanal des unbemannten Luftfahrzeugs ausgesandt werden, um die für die Steuerung des unbemannten Luftfahrzeugs benötigten Steuersignale zu überlagern. Hierbei kommen beispielsweise Störsignale zum Einsatz, die hinsichtlich ihrer Leistung die Steuersignale des unbemannten Luftfahrzeugs überragen, wodurch das unbemannte Luftfahrzeug zur Landung gezwungen wird. Alternativ ist es möglich, dass Störsignale verwendet werden, die Steuersignale vortäuschen, die dazu führen, dass das unbemannte Luftfahrzeug kontrolliert werden kann, wodurch dieses zu einer Landung unter anderem gezwungen werden kann. Diese Art der Störung wird auch als „spoofing“ bezeichnet.
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Als nachteilig bei den aus dem Stand der Technik bekannten Verfahren und Systemen hat sich jedoch herausgestellt, dass ein versierter Nutzer des unbemannten Luftfahrzeugs von den entsprechenden Störsignalen Kenntnis gewinnen und unter Umständen entsprechende Gegenmaßnahmen einleiten kann, sofern er feststellt, dass das unbemannte Luftfahrzeug nicht mehr wie gewünscht reagiert. Für die Detektion der aus dem Stand der Technik bekannten Störsignale sind zwar entsprechende Messgeräte notwendig. Diese stehen einem versierten privaten Nutzer aber grundsätzlich zur Verfügung, sodass er hiervon Gebrauch machen kann.
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Die Aufgabe der Erfindung ist es, eine Störung des unbemannten Luftfahrzeugs zu ermöglichen, die für den privaten Nutzer des unbemannten Luftfahrzeugs schwerer zu detektieren ist.
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Die Aufgabe wird erfindungsgemäß gelöst durch ein Verfahren zur Störung eines unbemannten Luftfahrzeugs, das über zumindest ein Steuersignal in einem Betriebskanal betrieben wird. Es wird wenigstens ein Störsignal erzeugt und in einem Frequenzbereich übertragen, der außerhalb des Betriebskanals des unbemannten Luftfahrzeugs liegt. Das wenigstens eine Störsignal stört den Betrieb des unbemannten Luftfahrzeugs.
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Erfindungsgemäß ist demnach vorgesehen, dass eine Störung des unbemannten Luftfahrzeugs durchgeführt wird, indem ein Störsignal in einem Frequenzbereich ausgesendet wird, der nicht zu dem Betriebskanal des unbemannten Luftfahrzeugs gehört, also außerhalb des entsprechenden Betriebskanals liegt. Hierdurch ist gewährleistet, dass ein (privater) Nutzer des unbemannten Luftfahrzeugs nicht direkt feststellen wird, dass eine gezielte Störung erfolgt, da der Nutzer typischerweise zunächst den Frequenzbereich überwachen wird, welcher dem Betriebskanal des unbemannten Luftfahrzeugs zugeordnet ist. In diesem Frequenzbereich wird der Nutzer jedoch keine Auffälligkeiten feststellen bzw. kein Störsignal entdecken, da das zumindest eine Störsignal außerhalb des entsprechenden Betriebskanals liegt, also in einem anderen Frequenzbereich ist. Somit ist gewährleistet, dass der Nutzer des unbemannten Luftfahrzeugs die gezielte Störung des unbemannten Luftfahrzeugs nicht oder zumindest nicht so schnell entdecken wird und folglich keine entsprechenden Gegenmaßnahmen einleitet oder zumindest mit einiger Verzögerung. Diese Verzögerung ist aber ausreichend, da das unbemannte Luftfahrzeug automatisch zur Landung gezwungen wird, wenn der Betrieb für eine gewisse Zeit gestört ist.
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Das entsprechende Verfahren beruht auf der Annahme, dass die von privaten Nutzern verwendeten Drohnen, also die unbemannten Luftfahrzeuge, typischerweise ungeregelte Signalempfänger aufweisen, sodass es möglich ist, die Steuerung bzw. den Betrieb dieser unbemannten Luftfahrzeuge zu stören, auch wenn hierfür keine Signale im Betriebskanal selbst übertragen werden.
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Grundsätzlich handelt es sich bei dem wenigstens einen Störsignal aber um ein gezieltes Störsignal, das mit einer definierten Mittenfrequenz und/oder Bandbreite erzeugt wird.
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Die Störung des unbemannten Luftfahrzeugs erfolgt dadurch, dass das wenigstens eine Störsignal von einem Signalempfänger des unbemannten Luftfahrzeugs verarbeitet wird, also auf eine Zwischenfrequenz heruntergemischt wird, wodurch ein Interferenzsignal erzeugt wird. Das Interferenzsignal stört das auf die Zwischenfrequenz heruntergemischte Steuersignal, welches ebenfalls durch den Signalempfänger des unbemannten Luftfahrzeugs heruntergemischt wird.
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Das wenigstens eine Störsignal wird ebenso wie das Steuersignal in einem Frequenzbereich (mögliches Frequenzspektrum des unbemannten Luftfahrzeugs) ausgesendet. Wie eingangs erwähnt, werden das wenigstens eine Störsignal und das Steuersignal aber auf unterschiedlichen Frequenzkanälen übertragen.
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Das Interferenzsignal ist demnach das auf die Zwischenfrequenz heruntergemischte Störsignal.
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Demnach liegen das Interferenzsignal, also das auf die Zwischenfrequenz heruntergemischte Störsignal, und das auf die Zwischenfrequenz heruntergemischte Steuersignal lediglich nach der Verarbeitung durch den Signalempfänger des unbemannten Luftfahrzeugs vor.
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Dagegen sind das Steuersignal und das Störsignal jeweils Signale, die über die Luft übertragen werden.
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Ein Aspekt sieht vor, dass das wenigstens eine Störsignal eine Bandbreite hat, die im Wesentlichen der Bandbreite des Betriebskanals entspricht oder kleiner als die Bandbreite des Betriebskanals ist. Insbesondere entspricht die Bandbreite des Störsignals maximal der Bandbreite des Betriebskanals. Insofern handelt es sich bei dem Störsignal auch nicht um ein Störsignal, das einen großen Frequenzbereich abdeckt, um so eine Störung des unbemannten Luftfahrzeugs (unbewusst) vorzunehmen. Dies wäre beispielsweise im Bereich eines Flughafens auch nicht möglich, da sonst gewünschte Signale gestört werden würden, was es zu vermeiden gilt.
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Vielmehr handelt es sich bei dem wenigstens einen Störsignal demnach um ein gezieltes Störsignal, was verwendet wird, um den Betrieb des unbemannten Luftfahrzeugs zu stören, das gezielt gestört werden soll. Selbstverständlich können mehrere unbemannte Luftfahrzeuge gleichzeitig oder nacheinander entsprechend gestört werden, wobei deren Störung aber stets gezielt erfolgt.
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Das entsprechende Störsignal wird demnach in einem gezielten Frequenzbereich ausgesandt, der entsprechend schmalbandig ist, da er lediglich die maximale Bandbreite des Betriebskanals hat.
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Ein weiterer Aspekt sieht vor, dass das wenigstens eine Störsignal den Betrieb des unbemannten Luftfahrzeugs stört, indem ein Interferenzsignal für das unbemannte Luftfahrzeug erzeugt wird. Das unbemannte Luftfahrzeug empfängt demnach das wenigstens eine Störsignal, das durch das unbemannte Luftfahrzeug, insbesondere einen Signalempfänger des unbemannten Luftfahrzeugs, entsprechend verarbeitet wird, sodass das Interferenzsignal erzeugt wird, indem das Störsignal auf die Zwischenfrequenz heruntergemischt wird. Insofern wird nicht das Steuersignal selbst mit einem Störsignal überlagert, sondern eine Interferenz wird in Bezug auf die Zwischenfrequenz generiert. Mit anderen Worten wird das wenigstens eine Störsignal derart erzeugt, dass sich das Interferenzsignal, also das auf die Zwischenfrequenz heruntergemischte Störsignal, mit dem auf die Zwischenfrequenz heruntergemischte Steuersignal überlagert. Hierdurch ergibt sich eine entsprechende Störung des unbemannten Luftfahrzeugs, nämlich im Signalempfänger des unbemannten Luftfahrzeugs.
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Gemäß einer Ausführungsform wird das wenigstens eine Störsignal in einem Nachbarkanal des Betriebskanals übertragen. Hierdurch ist gewährleistet, dass das entsprechende Störsignal nicht im Betriebskanal des unbemannten Luftfahrzeugs übertragen wird, sondern in einem hierzu (direkt) benachbarten Kanal, also einem entsprechenden Frequenzbereich, der zu dem des Betriebskanals benachbart ist. Das entsprechende Störsignal hat dennoch einen Einfluss auf den Betrieb des unbemannten Luftfahrzeugs. Hierbei wird ausgenutzt, dass ein Signal im Nachbarkanal bei der Verarbeitung der empfangenen Signale durch das unbemannte Luftfahrzeug zu einer Interferenz führt, sodass das unbemannte Luftfahrzeug durch die Steuersignale nicht mehr betrieben werden kann. Mit anderen Worten werden Störmaßnahmen auf dem Nachbarkanal erzeugt, sodass das auf die Zwischenfrequenz heruntergemischte Störsignal, also das Interferenzsignal, zu einem inakzeptablen Störpegel führt und das auf die Zwischenfrequenz heruntergemischte Steuersignal blockiert.
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Beispielsweise aufgrund der Leistung der entsprechenden Signale in dem Nachbarkanal tritt eine Störung des unbemannten Luftfahrzeugs demnach auf.
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Insbesondere hat das wenigstens eine Störsignal eine Leistung, die größer als eine Betriebsleistung des Steuersignals des unbemannten Luftfahrzeugs ist. Die Leistung des Störsignals ist beispielsweise um mindestens einen Faktor 2, vorzugsweise um mindestens einen Faktor 5 höher als die Betriebsleistung des Steuersignals. Hierdurch ist sichergestellt, dass eine Störung erfolgt, obwohl das entsprechende Störsignal in einem Nachbarkanal in Bezug auf den Betriebskanal übertragen wird. Beim Verarbeiten der von dem unbemannten Luftfahrzeug empfangenen Signale ist aufgrund der entsprechenden Leistungsverhältnisse jedoch sichergestellt, dass im Signalempfänger des unbemannten Luftfahrzeugs eine Interferenz vorliegt, die dazu führt, dass eine Störung erfolgt, wodurch das unbemannte Luftfahrzeug zu einer Landung gezwungen wird.
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Wie eingangs erwähnt, ist das entsprechende Störsignal jedoch nicht im Betriebskanal des unbemannten Luftfahrzeugs vorliegend, sodass der (private) Nutzer des unbemannten Luftfahrzeugs nicht erkennen wird, dass eine gezielte Störung des Betriebs des unbemannten Luftfahrzeugs vorliegt, sondern schlichtweg von einer hohen Interferenz aufgrund vieler verschiedener Signale im Luftraum ausgeht, wogegen er sich nicht wehren kann bzw. wogegen er keine entsprechenden Gegenmaßnahmen vornehmen kann.
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Gemäß einem weiteren Aspekt werden zwei Störsignale erzeugt. Die beiden Störsignale können insbesondere in den beiden Nachbarkanälen des Betriebskanals übertragen werden. Sofern die beiden Störsignale in den beiden Nachbarkanälen des Betriebskanals übertragen werden, also in dem oberen Nachbarkanal und dem unteren Nachbarkanal in Bezug auf den Betriebskanal, ist sichergestellt, dass die Wahrscheinlichkeit einer tatsächlich auftretenden Interferenz erhöht ist, da mehrere Signale ausgesandt bzw. übertragen werden, die zu einer Interferenz führen können, wenn sie auf die Zwischenfrequenz heruntergemischt werden. Der obere Nachbarkanal umfasst den an den Betriebskanal direkt angrenzenden, höheren Frequenzbereich als den des Betriebskanals, wohingegen der untere Nachbarkanal den an den Betriebskanal direkt angrenzenden, niedrigeren Frequenzbereich als den des Betriebskanals umfasst.
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Gemäß einer weiteren Ausführungsform kann vorgesehen sein, dass die beiden Störsignale in einem gemeinsamen Nachbarkanal oder zumindest eines oder sogar beide Störsignale in anderen Kanälen übertragen werden, also in Kanälen, die vom Betriebskanal und den Nachbarkanälen verschieden sind. Insofern ist es nicht zwingend notwendig, dass es sich bei den entsprechenden Kanälen um die Nachbarkanäle des Betriebskanals handelt, sofern zwei Störsignale übertragen werden.
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Die beiden Störsignale können einen Frequenzabstand zueinander haben, der einer Zwischenfrequenz des unbemannten Luftfahrzeugs entspricht. Mit anderen Worten sind die beiden Störsignale derart zueinander hinsichtlich der Frequenz beabstandet, dass ihr Frequenzabstand zueinander im Wesentlichen der Zwischenfrequenz des unbemannten Luftfahrzeugs entspricht. Hierdurch ist gewährleistet, dass beim Verarbeiten der von dem unbemannten Luftfahrzeug empfangenen Signale dennoch eine Interferenz vorliegen wird, da beim Mischen der beiden Störsignale, die den definierten Frequenzabstand zueinander haben, der der Zwischenfrequenz des unbemannten Luftfahrzeugs entspricht, eine entsprechende Interferenz vorliegt, die dazu führt, dass der Betrieb des unbemannten Luftfahrzeugs wirkungsvoll gestört ist.
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Sofern das unbemannte Luftfahrzeug mit einem WLAN-Steuersignal betrieben wird, welches auf eine Zwischenfrequenz von 11 MHz für ein 11 b-Signal bzw. einer Zwischenfrequenz von 20 MHz für ein 11g/n-Signal im Signalempfänger des unbemannten Luftfahrzeugs heruntergemischt wird, haben die beiden Störsignale einen Frequenzabstand von 11 MHz oder 20 MHz zueinander. Die beiden Störsignale lägen jedoch im 2,4-2,5-GHz-Spektrum, welches für WLAN-Signale verwendet wird, sodass die Wahrscheinlichkeit groß ist, dass der Signalempfänger des unbemannten Luftfahrzeugs in der Lage ist, diese Störsignale zu empfangen und zu verarbeiten, sodass es im Signalempfänger zu einer entsprechenden Störung kommt.
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Dieses Verfahren stellt sicher, dass die Detektion der bewussten Störung des unbemannten Luftfahrzeugs noch schwieriger ist, da die beiden Störsignale nicht notwendigerweise in direkter Frequenznachbarschaft, also in einem Nachbarkanal des Betriebskanals, vorliegen müssen, sondern lediglich einen definierten Frequenzabstand zueinander haben.
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Dennoch müssen die Störsignale in einem Frequenzbereich übertragen werden, in dem das unbemannte Luftfahrzeug grundsätzlich betrieben werden kann. Folglich kann das wenigstens eine Störsignal nicht in einem vollkommen anderen Frequenzbereich erzeugt werden, für dessen Empfang das unbemannte Luftfahrzeug gar nicht geeignet wäre.
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Die beiden Störsignale haben eine Leistung, welche sicherstellt, dass eine Interferenz vorliegt, die zu einer Störung des Betriebs des unbemannten Luftfahrzeugs führt.
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Insbesondere werden die beiden Störsignale mittels eines Frequenzsprungverfahrens („frequency hopping“) erzeugt, sodass sich ihre Frequenzen ändern. Dies bedeutet, dass die beiden Störsignale periodisch bzw. kontinuierlich ihre jeweilige Frequenz verändern, wodurch ihre Detektion erschwert ist. Die beiden Störsignale ändern dabei ihre Frequenzen derart, dass der entsprechende Frequenzabstand der beiden Störsignale zueinander gewahrt ist. Dies stellt sicher, dass im Signalempfänger des unbemannten Luftfahrzeugs durchgehend ein Interferenzsignal erzeugt wird, das zur Störung des Betriebs des unbemannten Luftfahrzeugs führt.
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Das wenigstens eine Störsignal kann ein Trägersignal und/oder ein, insbesondere schmalbandiges, Rauschsignal sein. Insofern kann es sich bei dem Störsignal um ein Signal handeln, welches Informationen trägt oder aber als ein simples Rauschsignal ausgebildet ist, wodurch die entsprechende Detektion weiter erschwert ist. Grundsätzlich kann jede Art von Signalmodulation verwendet werden, um das wenigstes eine Störsignal zu erzeugen.
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Gemäß einer Ausführungsform ist vorgesehen, dass die Informationen bezüglich des verwendeten Steuersignals, des verwendeten Betriebskanals und/oder einer Zwischenfrequenz des unbemannten Luftfahrzeugs, welche zum Erzeugen des wenigstens einen Störsignals benötigt werden, vorbekannt sind, aus einer Tabelle entnommen werden und/oder aufgrund von Annahmen gewonnen werden. Insofern können Informationen vorliegen, die verwendet werden, um das entsprechende wenigstens eine Störsignal zu generieren, sodass dieses den Betrieb des unbemannten Luftfahrzeugs stört. Hierbei kann eine Tabelle von bekannten Herstellern von unbemannten Luftfahrzeugen bzw. Drohnen genutzt werden, welche auf dem Markt verfügbar sind, sodass die entsprechenden Informationen aus der Tabelle entnommen werden. Die Tabelle kann in einem Speicher hinterlegt sein, auf den zugegriffen wird.
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Alternativ kann vorgesehen sein, dass die entsprechenden Informationen durch Annahmen vollständig oder zumindest teilweise gewonnen werden, welche basierend auf Erkenntnissen gemacht werden. Durch die Annahmen können beispielsweise Lücken an Informationen aufgefüllt werden.
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Gemäß einer weiteren Ausführungsform ist vorgesehen, dass Informationen bezüglich des verwendeten Steuersignals, des verwendeten Betriebssignals und/oder einer Zwischenfrequenz des unbemannten Luftfahrzeugs, welche zum Erzeugen des wenigsten einen Störsignals benötigt werden, gewonnen werden, indem das verwendete Steuersignal empfangen und ausgewertet wird. Insbesondere wird dabei eine Abtastrate, eine Bitrate und/oder eine Symbolrate des Steuersignals bei der Auswertung ermittelt. Insbesondere wird ein Vielfaches der ermittelten Symbolrate beim Erzeugen des wenigstens einen Störsignals verwendet. Insofern können die entsprechenden Informationen auch ohne Vorkenntnis gewonnen werden, indem das entsprechende Steuersignal des unbemannten Luftfahrzeugs erfasst und ausgewertet wird, um die hierfür benötigten Informationen zu gewinnen, die genutzt werden, um das wenigstens eine Störsignal zu erzeugen. Das Verfahren umfasst somit einen vorgelagerten Schritt, bei dem zunächst der Luftraum hinsichtlich vorliegender Steuersignale überwacht wird, um hieraus Informationen zu gewinnen, die für das gezielte Stören benötigt werden.
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Darüber hinaus betrifft die Erfindung ein System zur Störung eines unbemannten Luftfahrzeugs. Das System weist eine Prozessoreinheit auf, die eingerichtet ist, das Verfahren der zuvor genannten Art entsprechend durchzuführen. Die zuvor genannten Vorteile und Eigenschaften ergeben sich in analoger Weise auch für das System, sodass auf die obigen Ausführungen verwiesen wird.
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Das System kann in einem Fahrzeug implementiert sein, sodass das System mobil ist. Hierdurch ist gewährleistet, dass ein Betreiber des Systems dieses an einen entsprechenden Ort verlagern kann, an dem der Betrieb von unbemannten Luftfahrzeugen gestört werden soll. Bei dem Betreiber kann es sich um einen Betreiber eines Flughafens oder einen Dienstleister handeln, der vom Betreiber des Flughafens beauftragt worden ist.
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Die Mobilität des Systems ist insbesondere dann von Bedeutung, wenn ein Luftraum gesperrt werden soll, der normalerweise zur Verfügung steht, beispielsweise bei einer Großveranstaltung oder ähnlichem.
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Des Weiteren kann das System zumindest einen Spektrumanalysator, einen Funksignalüberwacher, einen Signalgenerator, einen Verstärker, eine Senderantenne und/oder eine Empfangsantenne umfassen. Mittels des Spektrumanalysators und des Funksignalüberwachers ist sichergestellt, dass ein Luftraum hinsichtlich vorliegender Steuersignale überwacht werden kann, um festzustellen, ob entsprechende Funksignale bzw. Steuersignale für unbemannte Luftfahrzeuge vorliegen. Mittels des Spektrumanalysators können entsprechende Informationen hinsichtlich des Steuersignals gewonnen werden, die zur Erzeugung des wenigstens einen Störsignals genutzt werden.
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Mithilfe des Signalgenerators kann das wenigstens eine Störsignal erzeugt werden, wobei dieses über den Verstärker noch verstärkt werden kann. Der Signalgenerator kann hierzu von der Prozessoreinheit entsprechend angesteuert werden, also mit Informationen versorgt werden, welche Parameter das zu erzeugende Störsignal haben soll, insbesondere welche Frequenz und/oder welche Leistung. Die Prozessoreinheit kann demnach auch den Verstärker ansteuern.
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Die Sendeantenne und/oder Empfangsantenne, welche insbesondere optional sind, sind für eine verbesserte Empfangs- bzw. Sendeeffizienz vorgesehen. Alternativ kann eine interne Sende- bzw. Empfangsstruktur genutzt werden, um das Störsignal zu senden bzw. das Steuersignal zu empfangen, sofern dies ausreichend ist. Insbesondere handelt es sich demnach bei der Sendeantenne und/oder der Empfangsantenne um eine externe Antenne, die mit dem Signalgenerator bzw. dem Spektrumanalysator gekoppelt werden kann.
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Zudem kann das System einen Speicher umfassen, in dem Informationen bezüglich des verwendeten Steuersignals, des verwendeten Betriebskanals und/oder einer Zwischenfrequenz des unbemannten Luftfahrzeugs hinterlegt sind, auf die die Prozessoreinheit zugreifen kann, um den Signalgenerator entsprechend anzusteuern.
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Das System ist demnach eingerichtet, das wenigstens eine Störsignal zu erzeugen und in einem Frequenzbereich zu übertragen, sodass das wenigstens eine Störsignal vom Signalempfänger des unbemannten Luftfahrzeugs empfangen und verarbeitet wird. Der Signalempfänger des unbemannten Luftfahrzeugs mischt das Störsignal auf die Zwischenfrequenz herunter, wodurch das Interferenzsignal erzeugt wird, aufgrund dessen eine Interferenz mit dem auf die Zwischenfrequenz heruntergemischten Steuersignal vorliegt.
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Weitere Vorteile und Eigenschaften der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung und den Zeichnungen, auf die Bezug genommen wird. In den Zeichnungen zeigen:
- - 1 eine schematische Darstellung eines erfindungsgemäßen Systems,
- - 2 eine schematische Übersicht, die das Verfahren gemäß einer ersten Variante verdeutlicht, und
- - 3 eine schematische Übersicht, die das Verfahren gemäß einer zweiten Variante verdeutlicht.
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Die nachfolgenden Ausführungsbeispiele dienen jedoch nur der Veranschaulichung der Erfindung und stellen daher keine Limitierung hinsichtlich des Schutzumfangs dar.
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In 1 ist ein System 10 zur Störung eines unbemannten Luftfahrzeugs 12 gezeigt.
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Das System 10 umfasst zumindest eine Prozessoreinheit 14, die beispielsweise als Teil einer Steuerung ausgebildet ist.
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In der gezeigten Ausführungsform umfasst das System 10 zudem einen Spektrumanalysator 16 sowie einen Funksignalüberwacher 18, womit ein Luftraum überwacht werden und analysiert werden kann, in dem sich das unbemannte Luftfahrzeug 12 befindet.
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Darüber hinaus umfasst das System 10 einen Signalgenerator 20 sowie einen Verstärker 22, die vorgesehen sind, um ein Störsignal zu erzeugen, welches zur Störung des Betriebs des unbemannten Luftfahrzeugs 12 verwendet wird, wie nachfolgend noch erläutert wird.
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In der gezeigten Ausführungsform weist das System 10 zudem eine Empfangsantenne 24 sowie eine Sendeantenne 26 auf, die dem Spektrumanalysator 16 bzw. dem Signalgenerator 20 zugeordnet sind. Die Antennen 24, 26 dienen dazu, die entsprechende Effizienz des Systems 10 zu verbessern. Die Antennen 24, 26 sind jedoch lediglich optional, da auch auf eine bestehende Sende- bzw. Empfangsstruktur abgestellt werden könnte, um die Signale zu senden bzw. zu empfangen. Es kann auch eine Antennenstruktur verwendet werden, die sowohl die Empfangsantenne 24 als auch eine Sendeantenne 26 umfasst.
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Grundsätzlich ist der Spektrumanalysator 16 sowie der Signalgenerator 20 mit der Prozessoreinheit 14 verbunden, welche eine Steuer- und/oder Analysefunktionalität bereitstellt. Dies bedeutet, dass die Prozessoreinheit 14 grundsätzlich eingerichtet ist, Auswertungsergebnisse des Spektrumanalysators 16 zu verarbeiten, um daraufhin den Signalgenerator 20 entsprechend anzusteuern, wie nachfolgend noch erläutert wird.
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In der gezeigten Ausführungsform ist das System 10 zudem in einem Fahrzeug 28 implementiert, sodass das gesamte System 10 mobil ist, da es mit dem Fahrzeug 28 an einen entsprechenden Einsatzort bewegt werden kann.
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Das System 10 ist grundsätzlich eingerichtet, ein Verfahren zur Störung des unbemannten Luftfahrzeugs 12 durchzuführen, welches nachfolgend anhand der 2 und 3 näher erläutert wird.
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Grundsätzlich wird das unbemannte Luftfahrzeug 12 mittels eines Steuersignals in einem Betriebskanal B betrieben, der einen bestimmten Frequenzbereich innerhalb des insgesamt möglichen Frequenzspektrums FS abdeckt, wie dies in den 2 und 3 angedeutet ist.
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Das System 10 kann eingerichtet sein, das entsprechende Steuersignal zu empfangen und auszuwerten. Hierfür ist der Spektrumanalysator 16 sowie der Funksignalüberwacher 18 und die optionale Empfangsantenne 24 vorgesehen.
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Insofern ist das System 10 grundsätzlich eingerichtet, Informationen bezüglich des verwendeten Steuersignals, des verwendeten Betriebskanals und/oder einer Zwischenfrequenz des unbemannten Luftfahrzeugs 12 zu gewinnen, indem das verwendete Steuersignal empfangen und ausgewertet wird. Hierbei kann unter anderem eine Abtastrate, eine Bitrate und/oder eine Symbolrate des verwendeten Steuersignals bei der Auswertung ermittelt werden, wobei die entsprechenden Informationen genutzt werden, um eine Störung des unbemannten Luftfahrzeugs 12 durchzuführen.
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Das System 10 ist nämlich ebenfalls eingerichtet, wenigstens ein Störsignal zu erzeugen und auszusenden, wobei dies mit Hilfe des Signalgenerators 20, des Verstärkers 22 sowie der optional vorgesehenen Sendeantenne 26 geschieht. Der Verstärker 22 kann ebenfalls optional sein, sofern eine Verstärkung des entsprechenden Störsignals nicht notwendig sein sollte.
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Das System 10, insbesondere die Prozessoreinheit 14, steuert den Signalgenerator 20 derart an, dass das wenigstens eine Störsignal in einem Frequenzbereich erzeugt und auch übertragen wird, der außerhalb des Betriebskanals B des unbemannten Luftfahrzeugs 12 liegt.
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Dennoch ist gewährleistet, dass das wenigstens eine Störsignal den Betrieb des unbemannten Luftfahrzeugs 12 stört, da die Störung des unbemannten Luftfahrzeugs 12 nicht durch eine Überlagerung des Steuersignals selbst erfolgt, sondern über ein auf die Zwischenfrequenz heruntergemischtes Interferenzsignal, welches beim Verarbeiten des wenigstens einen Störsignals erzeugt wird, wenn das unbemannte Luftfahrzeug 12 Signale aus dem entsprechenden Luftraum empfängt, also dem Frequenzspektrum FS. Das Interferenzsignal ist demnach das auf die Zwischenfrequenz heruntergemischte Störsignal, wobei ein Signalempfänger des unbemannten Luftfahrzeugs 12 das Störsignal empfängt und auf die Zwischenfrequenz heruntermischt.
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Insofern wird eine Interferenz im Signalempfänger des unbemannten Luftfahrzeugs 12 erzeugt, die dazu führt, dass der Betrieb des unbemannten Luftfahrzeugs 12 gestört ist.
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Das wenigstens eine Störsignal kann eine Bandbreite aufweisen, die im Wesentlichen der Bandbreite des Betriebskanals B entspricht oder sogar kleiner als die Bandbreite des Betriebskanals B ist. Insofern entspricht die Bandbreite des Störsignals maximal der Bandbreite des Betriebskanals B, sodass es sich bei dem Störsignal um ein gezieltes bzw. dezidiertes Störsignal handelt, das gezielt erzeugt und übertragen wird, um den Betrieb des unbemannten Luftfahrzeugs 12 zu stören.
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Grundsätzlich kann es sich bei dem Störsignal um ein Trägersignal oder um ein Rauschsignal handeln, insbesondere ein schmalbandiges Rauschsignal. Es handelt sich jedoch nicht um ein breitbandiges Rauschen, welches mit hoher Leistung erzeugt und in einem gesamten Sendespektrum ausgesandt wird, sondern lediglich gezielt in einem bestimmten Frequenzbereich, um den Betrieb des unbemannten Luftfahrzeugs 12 gezielt zu stören. Hierdurch ist gewährleistet, dass der Betrieb von im Luftraum erlaubten Luftfahrzeugen nicht gestört wird, was jedoch der Fall wäre, sofern ein breitbandiges Rauschsignal erzeugt werden würde, welches sämtliche Frequenzkanäle überlagert.
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In der gezeigten Ausführungsvariante gemäß 2 wird das wenigstens eine Störsignal S daher in einem Nachbarkanal A des Betriebskanals B erzeugt und übertragen, wobei das entsprechende Störsignal S eine Leistung hat, die größer als eine Betriebsleistung des Steuersignals C des unbemannten Luftfahrzeugs 12 ist. Wie aus der schematischen Darstellung der 2 hervorgeht, ist die Leistung des Störsignals S deutlich höher als die Betriebsleistung des Steuersignals C, beispielsweise um einen Faktor 2, insbesondere um mindestens einen Faktor 5 höher.
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Das unbemannte Luftfahrzeug 12 empfängt sowohl das Steuersignal C als auch das im Nachbarkanal A übertragene Störsignal S, wobei das unbemannte Luftfahrzeug 12, insbesondere dessen Signalempfänger, die Signale C, S auf die Zwischenfrequenz runtermischt, wodurch es zur Störung des Betriebs des unbemannten Luftfahrzeugs 12 kommt.
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Dies liegt daran, dass beim Heruntermischen des Störsignals S durch den Signalempfänger des unbemannten Luftfahrzeugs 12 ein Interferenzsignal erzeugt wird, das mit dem auf die Zwischenfrequenz heruntergemischten Steuersignal C interferiert. Hierdurch ergibt sich die Störung des Betriebs des unbemannten Luftfahrzeugs 12.
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Insbesondere können auch zwei Störsignale S erzeugt werden, die in den beiden Nachbarkanälen A des Betriebskanals B übertragen werden, also in einem höheren Nachbarkanal A sowie in einem niedrigeren Nachbarkanal A in Bezug auf den Betriebskanal B. Dies ist in 2 mit dem gestrichelt dargestellten zweiten Störsignal S entsprechend angedeutet.
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In 3 ist dagegen eine alternative Möglichkeit gezeigt, bei der ebenfalls zwei Störsignale S1, S2 erzeugt werden, die jedoch nicht zwangsläufig in einem Nachbarkanal A des Betriebskanals B liegen müssen, sondern auch in einem anderen Frequenzbereich des Frequenzspektrums FS übertragen werden können, der sich jedoch vom Frequenzbereich des Betriebskanals B unterscheidet.
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Die beiden Störsignale S1, S2 weisen einen Frequenzabstand FA zueinander auf, der der Zwischenfrequenz des unbemannten Luftfahrzeugs 12 entspricht, sodass beim Empfang und Verarbeiten der beiden Störsignale S1, S2 ein Interferenzsignal aufgrund der beiden Störsignale S1, S2 erzeugt wird, welches eine Interferenz mit dem auf die Zwischenfrequenz heruntergemischten Steuersignal C eingeht.
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Hierdurch wird wiederum eine Störung des Betriebs des unbemannten Luftfahrzeugs 12 gewährleistet, wodurch das unbemannte Luftfahrzeug 12 zur Landung gezwungen wird.
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Der definierte Frequenzabstand FA wird dadurch erreicht, dass die beiden Störsignale S1, S2 jeweils mit einer definierten Frequenz F1, F2 erzeugt werden, sodass deren Differenz der Zwischenfrequenz (ZF) des unbemannten Luftfahrzeugs 12 entspricht.
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Sofern das unbemannten Luftfahrzeug 12 mit einem WLAN-Steuersignal betrieben wird, welches auf ein Signal mit einer Zwischenfrequenz von 11 MHz im Signalempfänger des unbemannten Luftfahrzeugs 12 heruntergemischt wird, so können die beiden Frequenzen F1, F2 der beiden Störsignale S1, S2 eine Differenz F1-F2 bzw. einen Frequenzabstand FA von 11 MHz zueinander aufweisen, wobei die beiden Störsignale S1, S2 im 2,4-2,5-GHz-Spektrum übertragen werden, was dem Frequenzspektrum FS entspricht.
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Zudem können die beiden Störsignale S1, S2 mittels eines Frequenzsprungverfahrens FH erzeugt werden, sodass sich ihre jeweiligen Frequenzen F1, F2 ändern, insbesondere periodisch bzw. kontinuierlich. Beim Frequenzsprungverfahren FH ist lediglich vorgegeben, dass der Frequenzabstand FA der beiden Störsignale S1, S2 zueinander stets eingehalten wird, wodurch ein entsprechendes Interferenzsignal des unbemannten Luftfahrzeugs 12 erzeugt wird, was eine Störung des Betriebs des unbemannten Luftfahrzeugs 12 zur Folge hat.
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Die zum Erzeugen des wenigstens einen Störsignals S benötigten Informationen bezüglich des Steuersignals C, des Betriebskanals B bzw. der Zwischenfrequenz des unbemannten Luftfahrzeugs 12 können vorbekannt sein, beispielsweise wenn der entsprechende Typ des unbemannten Luftfahrzeugs 12 bekannt ist.
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Andernfalls können die entsprechenden Informationen aus einer Tabelle entnommen werden, in der Informationen zahlreicher unbemannter Luftfahrzeuge 12 hinterlegt sind, die typischerweise von privaten Nutzern verwendet werden.
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Die entsprechenden Informationen, insbesondere die Tabelle, können in einem Speicher 30 des Systems 10 hinterlegt sein, auf den die Prozessoreinheit 14 zugreifen kann, wie aus 1 hervorgeht.
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Darüber hinaus können die entsprechenden Informationen aufgrund von Annahmen erhalten werden, welche getroffen werden. Hierdurch ist es unter anderem möglich, dass lückenhafte Informationen aufgefüllt werden bzw. Informationen von neueren Versionen von unbemannten Luftfahrzeugen basierend auf alten Daten bzw. Informationen erhalten werden.
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Ebenso ist es möglich, wie bereits eingangs erläutert, dass die entsprechenden Informationen aufgrund der Analyse des empfangenen Steuersignals C gewonnen werden, wodurch eine gezielte Störung des Betriebs des unbemannten Luftfahrzeugs 12 möglich ist, da unter anderem die Abtastrate, die Bitrate und/oder die Symbolrate des Steuersignals C bei der Auswertung ermittelt wird.
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Das entsprechende Störsignal S kann dann mit einem Vielfachen der ermittelten Symbolrate erzeugt werden, wodurch die Störung des Betriebs des unbemannten Luftfahrzeugs 12 entsprechend effizient ist.
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Grundsätzlich können die durch die Analyse des Steuersignals C gewonnenen Informationen auch durch Informationen aus der Tabelle, durch Annahmen und/oder Vorwissen vervollständigt werden oder andersrum.
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In jedem Fall ist gewährleistet, dass der Betrieb des unbemannten Luftfahrzeugs 12 effektiv gestört wird, wobei der Nutzer des unbemannten Luftfahrzeugs 12 die Störung nicht direkt feststellt, da kein Störsignal im Betriebskanal B des unbemannten Luftfahrzeugs 12 ausgesandt wird. Vielmehr wird die Störung des unbemannten Luftfahrzeugs 12 auf den Signalempfänger des unbemannten Luftfahrzeugs 12 verschoben, sodass entsprechende Störsignale S verwendet werden können, die außerhalb des eigentlichen Betriebskanals B des unbemannten Luftfahrzeugs 12 liegen.
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Dies stellt sicher, dass der Nutzer des unbemannten Luftfahrzeugs 12 nicht oder sehr verspätet feststellt, dass eine aktive Störung des Betriebs des unbemannten Luftfahrzeugs 12 vorliegt, wodurch er entsprechende Gegenmaßnahmen gar nicht oder erst verspätet einleiten kann, insbesondere zu spät.
