الطيف الصوتي لطائرة بدون طيار
الإنترنت مليء بتسجيلات طنين المروحيات الرباعية، وعواء اقتراب زهور إبرة الراعي، وأصوات أورلان. يتم إجراء هذه التسجيلات بتنسيق MP3 مضغوط أو تنسيق مشابه، والذي قد يفقد بعض التفاصيل بسبب ضغط البيانات، ولكنها مناسبة تمامًا للأغراض المرجعية البسيطة.
لنبدأ بتسجيل كوادكوبتر
تبدو إشارة التسجيل في التمثيل الزمني (وهذا ما يمكن رؤيته على راسم الذبذبات) غير واضحة كما هو الحال دائمًا.
عند التكبير العالي، يمكن تتبع دورية غير مستقرة للسعة الإجمالية.
ولكن لكي تفهم ما بداخلها، عليك أن تنظر إلى الصورة الطيفية. بشكل عام، يبدو مثل هذا.
الأفقي هو الوقت، والعمودي هو التردد، والسطوع هو سعة الإشارة عند تردد معين في لحظة معينة.
نرى هنا مجموعة من الخطوط المتوازية متساوية البعد. هذه هي التوافقيات للإشارة الصوتية. المسافة بينهما في مثل هذه الإشارات تسمى النغمة الأساسية. من الواضح أن النغمة الرئيسية هي نوع من المنتج لسرعة المحرك وعدد شفرات المروحة، مع تأثير إضافي محتمل على تفاعل شفرات المراوح المجاورة. يمكنك أن ترى كيف تتغير سرعة المحرك أثناء المناورة.
إذا قمنا بعمل شريحة من المخطط الطيفي، فيمكننا أن نرى ما يلي في قسم منفصل.
هناك بعض الغموض هنا. إما أن يوجد هنا على الجانب الأيسر انقسام قوي إلى التوافقيات الزوجية والفردية، أو أن شيئًا ما من التوافقيات الفرعية قد ظهر هناك.
يمكن تقديم المزيد من التحليل الطيفي لزيادة دقة التردد وتقليلها. في الحالة الأولى، سيعطينا هذا دقة أفضل للتردد على حساب دقة الوقت. الإجراء العكسي له قيمة أيضًا. مع زيادة دقة التردد، يمكن ملاحظة كيف يتم ذلك عند مناورة المروحية بسبب خلل في سرعات المحرك، والذي يتجلى في تقسيم نطاقات التردد.
ومن خلال خفض دقة التردد، يمكننا رؤية التفاصيل الزمنية بوضوح.
ويمكن ملاحظة أن سعة التوافقيات تومض.
أثر صوتي لـ "إبرة الراعي"
نرى هنا مخططًا طيفيًا عالي الدقة للنهج والذروة النهائية طائرة بدون طيار.
هناك الكثير من الأشياء المثيرة للاهتمام في الصورة.
لنبدأ بحقيقة أن المسافة بين القضبان الطيفية هي 113 هرتز (قبل قسم الغوص)، وأن القضيب الطيفي التوافقي الأساسي غير مرئي بسبب ترشيح إشارة الميكروفون من الهاتف المحمول. هذا التردد هو حاصل ضرب سرعة المحرك وعدد الأسطوانات ومعامل توزيع طور العادم ومعدل ساعة المحرك.
ومن الجدير بالذكر أنه حتى التوافقيات تكون أكبر في السعة من التوافقيات الفردية.
بالنسبة لأولئك الذين لديهم خبرة في مجال الإلكترونيات، يجب أن يكون واضحًا أي الإشارات الدورية تنتج زيادة في التوافقيات.
مع زيادة دقة الوقت (وتناقص دقة التردد)، فمن الواضح أن
أن السعات التوافقية غير مستقرة.
إذا اضطررنا إلى اكتشاف نهج مثل هذه الطائرة بدون طيار، فسيتعين علينا القيام بذلك في الجزء المنخفض التردد من الطيف، حيث تتركز الطاقة الرئيسية لطيف صوت المحرك هناك. أذننا غير حساسة للغاية للجزء منخفض التردد من الطيف. من الواضح أن الميكروفونات الخاصة بنا ليست مصممة أيضًا للعمل بمعلمات عالية في منطقة قريبة من الموجات فوق الصوتية.
وفي الوقت نفسه، يواجه الصوت في هذه الترددات الحد الأدنى من التوهين ويمكنه الانتقال لمسافات طويلة (الأفيال والحيتان تعرف ذلك جيدًا).
حسنًا، الآن دعونا نلقي نظرة على "أورلان"
وهنا أيضًا تبرز التوافقيات الزوجية للنغمة الأساسية، وهي في هذه الحالة 68 هرتز. وهي أكبر قليلًا من الأرقام الزوجية، على الأقل في نطاق الترددات الأدنى.
يتم تفسير الطيف الغني إلى حد ما هنا من خلال حقيقة أن التسجيل تم قبل إقلاع الطائرة بدون طيار عند حافة الغابة وعلى مسافة قصيرة. الجزء العلوي بأكمله من الطيف لم يتح له الوقت حتى يتبخر.
وقيمة هذا التسجيل هي أن التوافقي الأول لم تتم إزالته بالترشيح.
وباستخدام مقياس التردد اللوغاريتمي، يمكن تحديد الجزء الأدنى من الطيف.
هنا، يمكن تفسير التقلبات في سعة التوافقي الأول (68 هرتز) من خلال تشغيل وحدة التحكم في سرعة محرك الطائرة بدون طيار.
بعض الاستنتاجات
1. إن فكرة اكتشاف مرور طائرة بدون طيار عن طريق الصوتيات التي تنبعث منها كانت موجودة في الهواء منذ فترة طويلة. في الآونة الأخيرة، وردت تقارير تفيد بأن شبكة من 8 هاتف محمول قد تم بناؤها وتعمل حاليًا في أوكرانيا. وليس من الحقيقة أن هذه الشبكة الأوكرانية لا تدخل الأراضي الروسية. لحظات الكي المكثف بشكل خاص لأوكرانيا لدينا طيران على سبيل المثال، أستطيع أن أعرف من خلال ضجيج الطائرات الثقيلة في الليل أو في الصباح.
على الرغم من أنه ليس لدي أي أوهام بشأن مقاومة اختراق أجهزة الكمبيوتر أو الهواتف الذكية، فمن الممكن إدراج رمز معين في الهواتف الذكية الموجودة بالفعل على مستوى Google Play. على سبيل المثال، تتوفر جميع العناصر الأساسية للمعالجة الصوتية الأولية في برامج المراسلة الصوتية الشائعة. إذا اقتصرنا على المعالجة المستمرة لنطاق تردد محدود يصل إلى 1,5-2 كيلو هرتز، فلن يؤدي ذلك إلى إنشاء حمل كبير على المعالج.
2. بالإضافة إلى مهمة كشف العدو أزيز، من الممكن أيضًا تحقيق الهدف المعاكس المتمثل في تقليل التوقيع الصوتي لطائراتنا بدون طيار. على سبيل المثال، في مجال الإلكترونيات، عندما لا يكون من الممكن تقليل سعة الخطوط الطيفية، يمكنك محاولة تشويهها وتقليل الخصائص التي سيتم بها الارتباط.
3. ما يمكن اكتسابه من كل ما سبق يعتمد إلى حد كبير على من سيفعله. أذكر هذا لأنني عملت في الفترة من 1983 إلى 2012 في معاهد البحوث ومكاتب التصميم ورأيت ما يكفي من الحقائق هناك، حيث كان الجمهور المحلي ينشر الميزانيات بشكل بدائي وغبي.
الآن أعمل في شركة خاصة كبيرة. من وقت لآخر، كان هذا العملاق - شركتنا - يتورط في قضايا ومشاكل تقنية غير تافهة للغاية... في هذه اللحظات، بدأ يشعر بوضوح أن الوقت يمر. وفي المراحل الأولى لحل مثل هذه المشاكل المعقدة كان الرعب واضحا في أعين المختصين المعنيين...
لكن مثل هذه المهام بالتحديد هي التي تمنح فرصة كبيرة لأولئك الذين يمكنهم حل المشكلات بسرعة وكفاءة عالية وجودة عالية.
معلومات