无人机防御应用的频谱监测

无人驾驶飞行器(UAV)，通常被称为“无人机”，近年来越来越受欢迎，不仅是寻求消遣的业余爱好者的一个很酷的新玩具，而且还是国防和安全等行业的宝贵实用工具。

在过去几年中获得普及的一个特殊应用是使用无人机作为移动频谱监测节点，即为无人机配备移动无线电设备以收集信号情报(SIGINT)并将该信息传递回家庭基地更深入的分析。

软件无线电(SDR)技术的使用将允许无人机安装一个无线电设备，该无线电设备可被编程以执行多种功能，例如频谱监视，发送进行电子战(EW)攻击的实时视频馈送等。相同的设备。

软件定义无线电作为便携式光谱监测解决方案

在SDR之前，频谱监测解决方案通常很庞大，并且由具有固定软件接口的复杂硬件组件组成。

对于无人机安装应用，该解决方案需要体积小，重量轻，并且能够长时间使用电池供电。由于目前技术的进步，现在有SDR解决方案可满足这些要求。

其中一个解决方案USRP E310是一款便携式独立SDR平台，专为现场部署而设计。ADI公司灵活的2x2 MIMO AD9361收发器提供高达56 MHz的瞬时带宽，跨越70 MHz至6 GHz的频率，覆盖多个感兴趣的频段。发射器和接收器前端的RF滤波器组增强了选择性。

基带处理器使用Xilinx Zynq 7020 SoC提供FPGA加速计算，并结合双核ARM CPU支持的独立操作。USRP E310包括一系列丰富的外设，如用于定位感知和时间同步的集成GPS接收器，以及两个主机USB端口，用于扩展存储，I / O和现成设备的通信选项。用户可以快速原型化和部署适用于移动和嵌入式应用的设计，具有紧凑的尺寸，重量和功率要求。

USRP Embedded Series平台使用OpenEmbedded框架创建定制的Linux发行版，以满足特定于应用程序的需求。默认操作系统预先安装了UHD软件API和各种第三方开发工具，如GNU Radio。支持RFNoC FPGA开发框架，可实现实时和宽带信号处理的确定性计算。

对于光谱监测应用，客户可以使用E310捕获一些RF频谱，通过RFNoC使用FPGA对接收的样本执行FFT，然后将它们存储在SD卡上或将它们传输到计算机或移动设备通过USB Wi-Fi加密狗或其他方式。

使用USRP E310，可以实现基于无人机的简单频谱监测工具。

现在在信息安全公司Bastille工作的Ettus Research前同事Balint Seeber创建了一个原型演示，展示了使用USRP E310的光谱监测应用。

为了执行频谱监测，Balint编写了一组开源Python脚本，使用USRP设备捕获频谱数据，给定某些配置数据，如采样率和感兴趣的频率范围。存储这些脚本的存储库发布如下：

对于硬件实现，Balint使用3DR X8 +直升机无人机作为无人机，并为无人机配备了由安装在无人机上的外部电池组供电的USRP E310。为了让他的笔记本电脑能够访问E310采样的FFT频谱数据，Wi-Fi AP加密狗安装在USB端口上，笔记本电脑配置为连接到该AP。

Balint还在无人机上安装了罗技网络摄像头，用于单独的演示，他使用E3​​10通过QPSK广播实时视频。

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