The use of UAV interceptors to increase the detection range of intruder drones

Authors

DOI:

https://doi.org/10.30837/rt.2022.1.208.04

Keywords:

unmanned aerial vehicle, detection, small-sized radar station, UAV-interceptor, intruder drone

Abstract

Various threats of terrorist attacks on the social infrastructure arise due to strengthening of terrorist organizations, both in the context of their coming to power in certain countries (Afghanistan), and their association with the drug business, which significantly increases the financing of terrorist structures, allowing them to acquire modern weapons. Unmanned aerial vehicles (UAVs) are cheap, readily available and capable of carrying containers of lethal agents, what make them a common means of terrorist attack. Effective protection of critical industrial facilities from UAV terrorist attacks is an important task for improving systems and means of electronic warfare against terrorism.

This paper considers the possibility of detecting an UAV near a critically important industrial facility using small-sized radar stations (SRS) placed on board of UAV-interceptors. Typically, SRS are placed on board drones for radio mapping of the terrain, operational-tactical and reconnaissance combat missions, and rescue operations. The possibility of using SRS on board interceptor drones to detect intruder drones as an additional channel to a remote radar channel has not been considered anywhere before.

The paper provides a review of existing small-sized radar stations (SRS) that can be used or are used on-board of UAVs, as well as a review of existing UAV-interceptors. It is shown that UAV-interceptors equipped with SRS can be used to fly around the area about a critical industrial facility, by analogy with overflights performed by multicopters around agricultural areas, with recharging in specially equipped places for this at different distances from the control center and from critical industrial facility.

A method is proposed to increase the existing optical and acoustic channel for detecting an intruder drone by an order of magnitude, and the radar channel by 5 km, if not only small-sized radar, but also optoelectronic with the acoustic UAV detection system are installed on the UAV-interceptor with the integrated use of these channels with remote radar UAV detection system.

References

Ошеев А. В. Современный терроризм: основные тенденции развития и поиск действенных методов борьбы с ним // Актуальные проблемы борьбы с преступлениями и иными правонарушениями. 2018. № 18-1. С. 291-292.

Ливанова Л. О., Чикишева В.А. Психология современного терроризма // Colloquium-journal. 2020. № 11-9 (63). С. 22-24.

Зайцев А. В., Кичулкин Д. А., Красавцев О. О., Шищенков М. Ю. Многофункциональная малогабаритная цифровая радиолокационная станция “Фасет” обнаружения БПЛА с трёхмерным электронным сканированием пространства // Вестник Ярославского высшего военного училища противовоздушной обороны. 2019. № 3 (6). С. 4-10.

V. Kartashov, V. Oleynikov, O. Zubkov, S. Sheiko, "Optical detection of unmanned air vehicles on a video stream in a real-time," The Fourth International Conferenceon Information and Telecommunication Technologies and Radio Electronics (UkrMiCo’2019), 9–13 September 2019, Odessa, Ukraine, 4 p.

Kartashov V.M., Tikhonov V.A., Voronin V.V. and Tymoshenko L.P. Complex model of random signal in problems of acoustic sounding of atmosphere // Telecommunications and Radio Engineering, V. 75, Iss. 20, 2016; pp.1885–1892.

Карташов В.М. и др. Обработка сигналов в радиоэлектронных системах дистанционного мониторинга атмосферы. - Харьков: ХНУРЭ, 2014. - 312 с.

V. N. Oleynikov, O. V. Zubkov, V. M. Kartashov, I. V. Korytsev, S. I. Babkin, S. A. Sheiko. Investigation of detection and recognition efficiency of small unmanned aerial vehicles on their acoustic emission. Telecommunications and Radio Engineering, V. 78, Issue 9, 2019; pp. 759–770.

Kartashov V., Oleynikov V., Koryttsev I., Sheyko S., Zubkov O., Babkin S.., Selieznov I. Use of Acoustic Signature for Detection, Recognition and Direction Finding of Small Unmanned Aerial Vehicles; 2020 IEEE 15th International Conference on Advanced Trends in Radioelectronics, Telecommunications and Computer Engineering (TCSET), 25-29 Feb. 2020; pp.1–4.

Oleynikov V., Zubkov O., Kartashov V., Koryttsev I., Sheiko S., Babkin S. Experimental estimation of direction finding to unmanned air vehicles algorithms efficiency by their acoustic emission; 2019 International Scientific-Practical Conference «Problems of Infocommunications – Science and Technology, PIC S and T 2019 - Proceeding», 2019; pp.175–178.

Kartashov, V.M., Oleynikov V.N, Zubkov, O.V., Korytsev I.V., Babkin, S. I., Sheiko, S.A., Kolendovskaya, M.M. Spatial-temporal Processing of acoustic Signals of Unmanned Aerial Vehicles; Telecommunications and Radio Engineering, V. 79, №9. 2020, pp.769–780.

Ильин Е. М., Репников Д. А., Савостьянов В. Ю., Самарин О. Ф., Полубехин А. И., Черевко А. Г. Режимы функционирования многофункциональной бортовой РЛС БЛА малой и средней дальности // Вестник СибГУТИ. 2019. № 2.

Быстров Н. Е., Жукова И. Н., Кунец Н. А., Реганов В. М., Чеботарёв С. Д. Малогабаритная РЛС X/L-диапазона для обнаружения/сопровождения малоразмерных БПЛА // Вестник Новгородского государственного университета. 2019. № 4 (116). С. 65-71.

Литвинов В. С. РЛС бокового обзора для беспилотных летательных аппаратов // Радиотехнические системы: материалы 53-й научной конференции аспирантов, магистрантов и студентов – Минск: БГУИР. 2017. С. 50 - 51.

Брайткрайц С. Г., Ильин Е. М., Полубехин А. И., Прищеп Д. В., Юрин А. Д., Хомяков К. А. Проблемы и пути создания радиолокационных систем для БПЛА тактического и оперативно-тактического назначения // Известия ТулГУ. Технические науки. 2018. Вып. 11.

Купряшкин И. Ф., Лихачев В. П., Рязанцев Л. Б. Краткий опыт создания и первые результаты практической съемки поверхности малогабаритной РЛС с синтезированием апертуры антенны с борта мультикоптера // Журнал радиоэлектроники. 2019. № 4. 3c.

Shepeta A. P., Nenashev V. A. Accuracy characteristics of object location in a two-position system of small onboard radars // Information and Control Systems. 2020. № 2 (105). С. 31-36.

Исмаилов Д. А., Синельников В. И., Бровкин Ю. А. Защита РЛС от противорадиолокационных ракет за счет размещения на борту БПЛА дополнительного источника излучения // Аллея науки. 2019. Т. 1. № 5 (32). С. 273-277.

Артюшенко В. М., Воловач В. И., Васильев Н. А. Вероятность обнаружения БПЛА системами ди-станционного обнаружения // Информационно-технологический вестник. 2017. № 1 (11). С. 25-44.

Каляев А. И., Коровин Я. С. Комплекс обнаружения и поражения БПЛА-нарушителей с помощью БПЛА-перехватчиков // Вопросы оборонной техники. Серия 16: Технические средства противодействия терроризму. 2021. № 3-4 (153-154). С. 101-107.

Тищенко А. И., Артыщенко С.В. Математическая модель вероятности обнаружения точечной цели оператором полезной нагрузки оптико-электронной системы БПЛА // Журнал Сибирского федерального университета. Серия: Техника и технологии. 2020. Т. 13. № 3. С. 328-337.

Довгаль В. А., Довгаль Д. В. Анализ уязвимостей и угроз безопасности роя дронов с поддержкой Wi-Fi, противостоящего атакам злоумышленников // Вестник Адыгейского государственного университета. Серия 4: Естественно-математические и технические науки. 2020. № 3 (266). С. 67-73.

Красовский А. Н., Суслова О. А. Облет дронами-квадрокоптерами сельскохозяйственных угодий // Аграрный вестник Урала. 2016. № 1 (143). С. 29-32.

Ерин А. А., Хомоненко А. Д. Расчет предельно измеряемой дальности лидара на БПЛА для задач распознавания объектов // Бюллетень результатов научных исследований. 2020. № 2. С. 45-59.

Борисов Е. Г., Сидоров Н. М., Морозова Е.В. Устройство перехвата беспилотных летательных аппаратов // Патент на изобретение 2738383 C2, 11.12.2020. Заявка № 2020127599 от 19.08.2020.

Черников А. А., Пуртов А. И., Прокофьев И. В. Алгоритм обнаружения беспилотного летательного аппарата на неоднородном фоне // Интерэкспо Гео-Сибирь. 2020. Т. 8. № 2. С. 94-99.

Пузанов А. Д., Нефёдов Д. С. Синтез алгоритма обнаружения беспилотных летательных аппаратов по акустическим шумам // Доклады Белорусского государственного университета информатики и радиоэлектроники. 2021. Т. 19. № 2. С. 65-73.

Published

2022-03-30

How to Cite

Kartashov, V. ., Kizka, V. ., & Tikhonov, V. . (2022). The use of UAV interceptors to increase the detection range of intruder drones. Radiotekhnika, 1(208), 38–43. https://doi.org/10.30837/rt.2022.1.208.04

Issue

Section

Articles

Most read articles by the same author(s)

1 2 3 > >>