Rozpowszechnienie użycia dronów cywilnych spowodowało inwazję na prywatność, ingerencję w oficjalne operacje społeczne, szpiegowanie sąsiadów, szpiegowanie instalacji rządowych  i  mnóstwo innych operacji ofensywnych. Możliwości wykorzystania wojskowych dronów, w tym uzbrojonych dronów, znacznie wzrosły wraz ze wzrostem pojemności akumulatorów i optymalizacji zużycia energii. To powszechne użycie dronów doprowadziło do obaw o bezpieczeństwo i prywatność wojska, organów ścigania i obywatela prywatnego. Co więcej, drony znacznie się skurczyły, co powoduje, że są coraz mniejsze, a możliwości samych dronów wzrosły.  Stanowi to zagrożenie bezpieczeństwa dla różnych systemów ochrony, ponieważ operator drona może być daleko, co sprawia, że określenie intencji operatora jest szczególnie trudne do ustalenia. Używane drony zwykle działają z wykorzystaniem wielu pasm częstotliwości, niektóre pasma wykorzystywane są do sygnałów sterujących między dronem  a  operatorem, sygnały GPS / GLONASS do nawigacji oraz inne pasma częstotliwości do transmisji sygnałów wideo i / lub audio. Takie zastosowanie wielu częstotliwości powoduje trudności w skutecznym dostosowaniu sygnału zagłuszającego skierowanego wyłącznie do wrogiego drona, bez negatywnego wpływu na inne, urządzenia powszechnego użytku o częstotliwości radiowej. Realizowane współczesne funkcje dronów ze szczególnym podkreśleniem możliwości działania adaptacyjnego w ramach roju dronów lustruje materiał filmowy Intel 50 Years Anniversary Amazing Drone Show Guinness World Record Folsom * 2018 Drones * https://youtu.be/fArxrYLpy3M

Przedmiotem aplikacji patentowej   US20190173605 DUAL-GRIP PORTABLE COUNTERMEASURE DEVICE AGAINST UNMANNED SYSTEMS,  Battelle Memorial Institute, Morrow et al., Data publikacji: 6.01.2019,  jest przenośne urządzenie przeciwdziałające zawierające, jedną lub więcej anten kierunkowych, jeden lub więcej układów  zakłócających i co najmniej  jeden dezaktywator. Przenośne urządzenie przeciwdziałające zawiera ponadto korpus mający konfigurację z dwoma uchwytami, z antenami kierunkowymi przymocowanymi do usuwalnej płyty na przedniej części korpusu. Jeden lub więcej elementów zakłócających może być zamontowanych wewnętrznie w korpusie urządzenia. Konfiguracja z podwójnym uchwytem pozwala operatorowi wykorzystać swoje ciało do stabilizacji  i  podparcia urządzenia, jednocześnie utrzymując antenę w kierunku  celu. Drugi uchwyt jest umieszczony w sąsiedztwie pierwszego uchwytu, przy czym pierwszy uchwyt jest pochylony w kierunku tyłu urządzenia, a drugi uchwyt jest skierowany w kierunku przodu urządzenia. Ponieważ przenośne urządzenie przeciwdziałające jest  urządzeniem kierunkowym, wiec procedura neutralizacji drona polega na skierowaniu   systemu antenowego urządzenia  w kierunku  drona, a następnie   włączeniu dezaktywatora.

FIG.1  ilustruje przekrój przenośnego urządzenia przeciwdziałającego zgodnie z pierwszym aspektem przykładowej realizacji;  FIG.2-11 ilustrują   trójwymiarowe widoki przykładowego przenośnego urządzenia przeciwdziałającego zgodnie z opublikowanym przykładem wykonania; FIG.12-13  ilustruje perspektywę przenośnego urządzenia przeciwdziałającego  z  FIG.1  zgodnie z jednym aspektem przykładowej realizacji urządzenia przeciwdziałającego.

Jak pokazano na Fig.1 przenośne urządzenie neutralizacji dronów 100 składa się z  korpusu 102 zawierającego  procesor 101, pamięć 103, która przechowuje instrukcje systemu sterowania  dla zapewnienia realizacji różnych opisanych funkcji, obliczeń, wyborów i tym podobnych zadań, oraz generator zakłócający 104  wyposażony w  co najmniej jeden generator sygnału 106 oraz  wzmacniacz mocy 108. Procesor 101 i pamięć 103 są fizycznie połączone z różnymi innymi elementami elektronicznymi za pośrednictwem płytki mikroprocesorowej 105. Pamięć 103 odpowiednio zawiera oprogramowanie wewnętrzne, takie jak dane statyczne lub stałe instrukcje, takie jak BIOS, funkcje systemowe, dane konfiguracyjne i inne procedury wykorzystywane do działania urządzenia przeciwdziałającego 100 za pośrednictwem procesora 101. Urządzenie przeciwdziałające 100, wykorzystuje konfigurację korpusu 102 z dwoma chwytami, mającym pierwszy chwyt 114 w miejscu typowym dla typowego karabinu z chwytem pistoletowym, a drugi chwyt 115 w stosunkowo bliskiej odległości od pierwszego uchwytu 114. Korpus 102 może być skonstruowany z materiałów niemetalicznych,  takich jak  tworzywo balistyczne, włókno węglowe lub  ceramiki.

Według opisu   urządzenie przeciwdziałające 100 może zawierać wiele elementów generacyjnych 104 zakłócających  zewnętrzne sygnały sterujące  różnych potencjalnych celów, np. odbiorników improwizowanych urządzeń wybuchowych (IED), komercyjnych dronów, wojskowych dronów lub innych przenośnych urządzeń elektronicznych wroga, np. telefony komórkowe, urządzenia nawigacyjne oparte na GNSS, detonatory zdalnego sterowania itp.  Urządzenie przeciwdziałające 100, jak pokazano na Fig.1, zawiera pierwszy spust  aktywatora 110, umieszczony w sąsiedztwie pierwszego uchwytu 114. W niektórych przykładach wykonania,  jak pokazano na FIG.2A, w/w urządzenie 200 może również zawierać  wyzwalacz  drugiego aktywatora 112, umieszczony w sąsiedztwie drugiego uchwytu 115 na spodzie korpusu 102. Należy zauważyć, że aktywator 110 lub 112 może być implementowany jako typowy wyzwalacz broni palnej, przełącznik przerzutowy, sprężynowy przycisk lub tym podobne. Zgodnie z  przykładem wykonania, pierwszy aktywator 110 jest zdolny do aktywowania zespołu obwodów sterujących do przesyłania sygnałów zakłócających pasma częstotliwości sterowania, podczas gdy drugi aktywator 112 jest zdolny do aktywowania zespołu obwodów sterujących w celu zakłócenia GNSS / pasm nawigacyjnych. Generator sygnału 106 i odpowiedni wzmacniacz 108 mogą być skonfigurowane do generowania sygnałów zakłócających do 30 GHz. W innym przykładzie wykonania generator sygnału 106, z odpowiednim wzmacniaczem 108, jest skonfigurowany do generowania sygnałów zakłócających w pasmach, 70-75 MHz, 400-500 MHz, 800-900 MHz, 900-1000 MHz, 1000MHz-1,8 GHz oraz  w zakresach częstotliwości 2,0 GHz- 2,6 GHz, 5,0-5,6 GHz, wspólnego pasma częstotliwości komórkowej, pasma IEEE HF, VHF, UHF, L, S, C, X, Ku, K, Ka, V, W lub w  innych znanych zakresach częstotliwości sygnałów sterujących/nawigacyjnych. W jednym konkretnym przykładzie wykonania generatory sygnałów 106 dla każdego z pasm częstotliwości 72 MHz, pasma częstotliwości 433 MHz, pasma częstotliwości 800 MHz, pasma częstotliwości 915 MHz, pasma częstotliwości 1,2 GHz, pasma częstotliwości 1,3 GHz, 1,5 GHz oraz  pasma częstotliwości 2,4 GHz i pasma częstotliwości 5,8 GHz, z odpowiednimi wzmacniaczami 108, są wbudowane w przenośne urządzenie 100. Dodatkowo generator sygnału 106 może wysyłać  fałszywe sygnały  sterujące w kierunku drona w postaci różnych  sygnałów nawigacyjnych (zmieniających współrzędne, które dron odbiera z satelitów / poleceń nawigacyjnych) oraz  sygnały sterujące z poleceniem, że dron powinien wylądować lub powrócić do domu.

Zasilacz urządzenia 100  może być zrealizowany jako akumulator wielokrotnego ładowania,  na przykład:  akumulator litowo-jonowy, akumulator polimerowy litowo-jonowy, akumulator niklowo-wodorkowy, akumulator ołowiowo-kwasowy, akumulator niklowo-kadmowy lub inne odpowiednie źródło energii o dużej pojemności. Zgodnie z omawianym przykładem wykonania, zasilacz jest zaimplementowany w postaci magazynka, zdolnego do włożenia do komory baterii (podobnie jak komora magazynka dolnego karabinu). Dodatkowo urządzenie przeciwdziałające 100 zawiera wnękę kolby 116 w kolbie 113, która jest skonfigurowana do przechowywania wymiennej baterii. Urządzenie przeciwdziałające 100 może również wykorzystywać kabel pomocniczy do zasilacza w plecaku lub zdalnego źródła zasilania, przenośnego generatora, ogniwa paliwowego, interfejsu pojazdu lub tym podobnych. Wyświetlacz 120 przenośnego urządzenia przeciwdziałającego 100 może być zaimplementowany jako wskaźnik wizualny związany z działaniem różnych elementów urządzenia 100. Należy zauważyć, że ponieważ przenośne urządzenie przeciwdziałające 100 nie zapewnia fizycznego odrzutu podczas pracy, wyświetlacz 120 zapewnia wizualne sprzężenie zwrotne dla operatora. Jak wskazano powyżej, można zastosować jedną lub więcej diod LED lub inne odpowiednie wskaźniki wizualne, wskazujące, na przykład, że poszczególne układy  są zasilane,  oraz że pracują z określonymi parametrami w określonych granicach, np. które anteny aktualnie działają i tym podobne. Urządzenie przeciwdziałające 100 jest wyposażone w haptyczny element zwrotny 121, skonfigurowany do dostarczania dotykowego sprzężenia zwrotnego przez korpus 102 (lub uchwyty 114,115) do operatora, gdy przenośne urządzenie przeciwdziałające 100 jest aktywne. Dodatkowo wyświetlacz 120, może wyświetlać bieżący  poziom mocy zestawu akumulatorów, efektywny zakres wyjściowy elementów 104 zakłócających sygnał w stosunku do poziomu zasilania, lub tym podobne. W różnych przykładach wykonania, element 121 dotykowego sprzężenia zwrotnego może być aktywowany, gdy jeden lub więcej wyzwalaczy 110,112 jest włączonych i włączone jest zasilanie elementów 104 zakłócających sygnał. W takich przykładach wykonania, dotykowe sprzężenie zwrotne generowane przez element 121 może się różnić, aby wskazać, która antena  122A-C z Fig.1 i 12A-G (patrz także antena 202, 204 i 206 z Fig.2A-3F jest włączona. Podobnie jak w przypadku innych urządzeń energii ukierunkowanej, np. laserów, generatorów RF, generatorów zakłócających radarów.  W niektórych przykładach wykonania element 121 dotykowego sprzężenia zwrotnego jest w komunikacji z procesorem 101. Oznacza to, że procesor 101 może kontrolować aktywność elementu dotykowego 121 w celu utworzenia co najmniej jednego wzorca dotykowego sprzężenia zwrotnego przeznaczonego do przekazywania informacji operatorowi urządzenia 100. Na przykład, procesor 101 może powodować, że element 121 dotykowego sprzężenia zwrotnego wibruje w sposób ciągły przez pewien okres czasu. W  innym przykładzie sygnału dotykowego sprzężenia zwrotnego, procesor 101 może powodować, że element 121 dotykowego sprzężenia zwrotnego wibruje krótkimi impulsami,  przy czym krótkie plusy mogą być rozmieszczone w określonym z góry czasie.

Pamięć 103 może przechowywać instrukcje dotyczące wytwarzania różnych sygnałów dotykowego sprzężenia zwrotnego przy czym należy założyć, że przykładowe wzorce dotykowego sprzężenia zwrotnego są nieograniczające i że można zastosować dowolną kombinację czasu trwania pulsowania i przerw do komunikacji stanu uradzenia 100.  Przenośne urządzenie  100 przedstawione na Fig.1 i 12A-G wykorzystuje co najmniej jedną antenę kierunkową 122A-C, wystającą na zewnątrz  korpusu 102 w kierunku od operatora. Należy rozumieć, że urządzenie 100 może wykorzystywać wiele anten kierunkowych 122A, 122B, 122C, zgodnie z liczbą generowanych sygnałów zakłócających, rodzajami sygnałów zakłócających oraz  pożądanym zakresem. Należy zauważyć, że utrzymując odpowiednie porównanie z karabinem, co najmniej jedna antena 122A-C zastępuje lufę karabinu, utrzymując w ten sposób łatwość obsługi przez żołnierza. Fakt, że antena 122A-C może być „wymienialna podczas pracy” lub „wymienna” w terenie, umożliwiając stosowanie różnych anten kierunkowych przez urządzenie 100 zgodnie z warunkami pola walki. W niektórych przykładach wykonania co najmniej jedna antena 122A-C jest  przymocowana do płytki 123. Płytka 123 może być  mocowana do korpusu 102 urządzenia  100 z możliwością wymiany. Oznacza to, że pojedynczą płytkę 123 zawierającą co najmniej jedną antenę można usunąć z urządzenia  100 i zastąpić inną płytką, podobną do płytki 123, zawierającej co najmniej jedną antenę. Zatem, w przypadku wystąpienia problemu z komponentami antenowymi, urządzenie przeciwdziałające 100 może w bardzo krótkim czasie odzyskać swoja sprawność. Mówiąc najprościej, płyta 123 i co najmniej jedna antena 122A-C są elementami typu plug and play, umożliwiającymi „wymianę podczas pracy” w terenie.

W  przykładzie wykonania co najmniej antena 122A-C jest zrealizowana jako połączona antena kierunkowa o dużym zysku, mającą spiralny przekrój poprzeczny. Inne odpowiednie anteny kierunkowe, np. Yagi, cylindryczne, paraboliczne, logarytmiczne-okresowe, spiralne, stożkowy, oraz szyki fazowe, również mogą być wykorzystywane. Na szczycie korpusu 102, znajduje się co najmniej jeden celownik 124, umożliwiający celowanie przez żołnierza  przenośnego urządzenia 100. Skuteczny zasięg przenośnego urządzenia przeciwdziałającego 100 może rozciągać się na zewnątrz od co najmniej jednej anteny 122A-C w różnych zakresach, od 0 do 400 m,  zgodnie z mocą dostarczaną do elementów generatora  zakłóceń 104. Podczas operacji żołnierz będzie celował w drona unoszącego się lub latającego w nieautoryzowanym obszarze, kierując przynajmniej jedną antenę 122A-C przenośnego urządzenia przeciwdziałającego 100 w sposób podobny do zwykłej broni strzeleckiej. Oznacza to, że żołnierz używając co najmniej jednego celownika 124, kieruje co najmniej jedną antenę 122A-C  urządzenia przeciwdziałającego 100 w kierunku drona. Po upewnieniu się, że dostępna jest wystarczająca moc, a dron znajduje się w efektywnym zasięgu  urządzenia przeciwdziałającego 100, żołnierz  aktywuje aktywator 110 w celu aktywacji obwodu sterującego, który reguluje moc z akumulatora lub innego źródła zasilania elementów zakłócających 104. W alternatywnym przykładzie wykonania pojedynczy aktywator może kontrolować aktywację wszystkich elementów zakłócających 104, a następnie jednocześnie lub sekwencyjnie generować sygnały zakłócające, jak tu opisano, gdy aktywatory 110 i 112 są aktywne.

Podczas zakłócania wielu pasm częstotliwości, np. sygnałów sterujących, Wi-Fi  i / lub GNSS, aktywowanych jest wiele generatorów 106 sygnałów zakłócających i wzmacniaczy 108 w celu wytworzenia pożądanego sygnału zakłócającego, np. szumu, sygnałów alternatywnych poleceń, sygnałów alternatywnych współrzędnych itp. na wybranych pasmach częstotliwości. Sygnał zakłócający jest następnie kierowany przez co najmniej jedną antenę 122A-C (zdolną do obsługi wielu pasm częstotliwości) lub wielu anten, przekazywany w kierunku drona, na który skierowane jest przenośne urządzenie 100. Kierunkowy stożek zakłócający pola anteny 126 rozciąga się następnie na zewnątrz od przenośnego urządzenia 100 w kierunku drona,  zakłócając sygnały sterujące i sygnały GNSS, skutecznie negując obecność drona w nieautoryzowanym obszarze. Do alternatywnych przykładów  przeciwdziałania wrogim obiektom typu UAS można zaliczyć generowanie, za pośrednictwem generatora sygnału 106, alternatywnych poleceń sterujących pracą UAS, poprzez instruowanie drona, by wylądował, zmienił kierunek, zmienił strumień transmisji wideo, zatrzymał  transmisję / nagrywanie wideo, z jednoczesnym przesłanianiem / maskowaniem oryginalnych  sygnałów sterujących. Ponadto  urządzenie przeciwdziałające 100 może być skonfigurowane do przesyłania zmienionych współrzędnych nawigacji, myląc drona lub zmuszając drona do opuszczenia określonego obszaru. Reasumując  urządzenie przeciwdziałające 100 obejmuje sprzęt, oprogramowanie i / lub dowolną ich odpowiednią kombinację, skonfigurowane do współpracy operatorem, który może działać samodzielnie lub w sieci rozpoznania  wyposażonej systemy detekcji i śledzenia. W takim  wariancie  urządzenie przeciwdziałające 100 może zawierać procesor 101, który wykonuje analizę sygnału, analizę balistyczną  UAS itp. Której celem jest rozpoznanie systemu sterującego UAS.

Dodatkowo  procesor 101 który jest wyposażony w wewnętrzny BIOS, może być skonfigurowany do uruchamiania wewnętrznych operacji samokontroli. Oznacza to, że urządzenie przeciwdziałające 100 zawiera elementy wewnętrzne, które sprawdzają, czy system działa poprawnie przed wyemitowaniem sygnału zakłócenia do co najmniej jednej anteny 122A-C. Wewnętrzna samokontrola jest osiągana przez pomiar niewielkiej części sygnału po wzmocnieniu. Oznacza to, że sygnały generowane przez co najmniej jeden generator sygnału 106  i  wzmacniane przez odpowiedni co najmniej jeden wzmacniacz 108 są mierzone przez procesor 101, aby zapewnić, że właściwy poziom mocy znajduje się w odpowiednim paśmie częstotliwości. Każda transmitowana częstotliwość może być mierzona przez procesor 101 jednocześnie. W niektórych przykładach wykonania sygnał szerokopasmowy dochodzący do każdej anteny jest mierzony, aby upewnić się, że nie występują fałszywe transmisje poza pasmem. Urządzenie do przeciwdziałania 100 zawiera również co najmniej jeden czujnik 127 temperatury pracujący w pętli sprzężenia zwrotnego  procesora 101, który jest  skonfigurowanym do pomiaru temperatury w krytycznym miejscu urządzenia. Jeżeli odbierana temperatura jest wyższa od z góry określonej temperatury progowej, procesor 101 może selektywnie odłączać moc wzmacniacza 108 o wysokiej temperaturze lub może całkowicie wyłączać urządzenie przeciwdziałające 100. Urządzenie przeciwdziałające 100 może zawierać  również  odbiornik GNSS128 sprzężony z  procesorem 101 w celu monitorowania położenia geograficznego urządzenia 100  oraz załadowania określonego zestawu profili urządzenia dla tej konkretnej geolokalizacji. Konkretny profil urządzenia może obejmować instrukcje wykonywane przez procesor 101 dla urządzenia przeciwdziałającego 100 w celu wypromieniowania sygnału zakłócenia przy określonej mocy i / lub w określonym z góry paśmie częstotliwości. W ten sposób urządzenie przeciwdziałające 100 może automatycznie wybrać profil urządzenia związany z określonym pasmem mocy i częstotliwości na podstawie profilu powiązanego z geolokalizacją.  Urządzenie do przeciwdziałania 100 może zawierać moduł czasu, który zlicza czas działania urządzenia w celach diagnostycznych i konserwacyjnych. Przykładowo, jeśli odliczanie czasu osiągnie określony próg (np. 10 godzin), urządzenie do przeciwdziałania 100 może komunikować się z operatorem (za pośrednictwem wyświetlacza 120 i / lub dotykowego sprzężenia zwrotnego 121), że należy przeprowadzić konserwację.  Jak pokazano na Fig.6A-6C,  urządzenie przeciwdziałające 200 może wykorzystywać różne przykłady wykonania anteny 206,  a szczególnie antena 206 jest reprezentatywna dla anteny Yagi, odpowiednio skonfigurowanej, do przesyłania sygnałów w zakresie 400-500 MHz,  ze szczególnym uwzględnieniem częstotliwości 433 MHz. Antena 206, jest zabezpieczona mechanicznie  przy użyciu różnych osłon, chroniąc antenę przed uszkodzeniem podczas transportu i użytkowania. Urządzenie przeciwdziałające 200 z Fig. 2A-3F wykorzystuje podwójne uchwyty 114 i 115 z odpowiednimi podwójnymi aktywatorami 110 i 112 do odpowiedniego zakłócania sygnałów sterujących i sygnałów GPS / sygnałów nawigacyjnych bez konieczności przekładania rąk w celu konfiguracji elementów zakłócających 104.

Patent US10180309 Electromagnetic pulse transmitter muzzle adaptor, USA Secretary of the Army, James Burke, Data patentu: 15.01.2019, zastrzega broń elektromagnetyczna tzn.  z ukierunkowaną energią, w postaci  kierunkowego źródła  impulsów elektromagnetycznych, która może być używana do  niszczenia urządzeń elektronicznych. Docelowymi urządzeniami elektronicznymi mogą być na przykład urządzenia komunikacyjne; jednostki sterujące pracą silników zainstalowane w pojazdach lądowych, morskich lub powietrznych; systemy kierowania  ogniem aitylerii; lub inne urządzenia elektroniczne np.drony. Przedmiotem patentu jest nowatorska konstrukcja  elektromagnetycznego karabinu  impulsowego, którego działanie polega na zamianie energii wystrzału ślepego pocisku na impuls elektromagnetyczny wysyłany przez antenę w określonym kierunku. Impuls elektryczny jest generowany przez  generator  ferroelektryczny   umieszczony na lufie karabinu, z którego gazy ślepego naboju uderzają w podstawę przetwornika piezoelektrycznego. Generator ferroelektryczny  który jest ustawiony w jednej linii z otworem wylotowym gazu karabinu strzelającego, zasila kierunkowa antenę mikrofalowa, poprzez układ dopasowujący. Dodatkowym wyposażeniem karabinu jest  osłona elektromagnetyczna, która  jest umieszczona między anteną a generatorem ferroelektrycznym.

FIGA.1 jest schematem jednego z  przykładów wykonania  elektromagnetycznego pistoletu impulsowego; FIGA.2 to częściowo wycięty widok z boku ślepego naboju do broni palnej; FIGA.3 jest schematem drugiego przykładu wykonania pistoletu z impulsem elektromagnetycznym; FIGA.4 jest widokiem w przekroju elementu ferroelektrycznego w obudowie 24; FIGA.5 jest schematem układu urządzenia  iskiernikiem dla tego wynalazku; FIGA.6 jest hipotetycznym sygnałem wyjściowym z elementów ferroelektrycznych; FIGA.7 jest hipotetycznym sygnałem wyjściowym z iskiernika.  Przenośny karabin impulsów elektromagnetycznych  obsługiwany przez pojedynczego żołnierza składa się z  standardowego karabinu  wyposażonego w nasadkę z generatorem ferromagnetycznym oraz kierunkowa  anteną szerokopasmową. Nasadka generatora w postaci  przejściówki jest przymocowana do lufy karabinu.  Generator ferroelektryczny jest ustawiony w jednej linii z otworem wylotowym gazu ślepego pocisku. Antena jest elektrycznie połączona z generatorem ferroelektrycznym, a osłona elektromagnetyczna jest umieszczona między anteną a generatorem ferroelektrycznym.

Pusta przejściówka odrzutnika (blank-firing adaptor -BFA) jest przymocowana do lufy karabinu. Element ferroelektryczny przekształca energię mechaniczną wytworzoną przez gazy wystrzelonego ślepego naboju na energie impulsu elektrycznego. Impuls elektryczny energii jest emitowany przez antenę po przejściu przez iskiernik. Impuls elektromagnetyczny jest impulsem ultra szerokopasmowym (UWB) dużej mocy  skierowanym przez antenę w określonym  kierunku. Według przykładu wykonania Fig.1, pistoletu (EMP electromagnetic pulse) 10,  wyposażony jest w  ślepy adapter wystrzału (BFA) 16 na lufie 14 karabinu 12. Przejściówka BFA 16 ma otwór 18 na osiowej linii środkowej do uwalniania gazu pędnego o wysokim ciśnieniu. Rozmiar i  kształt kryzy 18 jest  zaprojektowany w celu dostosowania ciśnienia gazu wylotowego do zakresu działania przetwornika ferroelektrycznego. Za BFA 16 znajduje się generator ferroelektryczny 20, zamontowany w obudowie ferroelektrycznej 24,  która może być bezpośrednio przymocowana do BFA 16.  Obudowa 24 zawiera otwór 22 w płynnym połączeniu z otworem 18, BFA 16. W przykładzie wykonania generator ferrolektryczny 20 zawiera wiele elementów,  które są  elektrycznie połączone szeregowo w stos w obudowie 24.   Przykładowo jeden  element  o średnicy 6 mm i grubości 2,8 mm może wytwarzać energię 12,53 mJ przy maksymalnym ciśnieniu 15 000 psi. Moc elektryczna generatora ferroelektrycznego 20 może być wzmacniana przez znany obwód 26 wzmacniacza napięcia. Obwód pasywny 28 może być wykorzystany do modyfikacji długości impulsu elektrycznego. Obwód pasywny 28 wyostrza czas narastania impulsu elektrycznego wytwarzanego przez generator ferroelektryczny 20. Fala impulsu jest impulsem gwałtownego wzrostu z zanikiem wykładniczym. Do ukształtowania  impulsu można zastosować znane obwody pasywne, na przykład  diodę ładunkowa (SRD- step recovery diode) do wyostrzenia impulsu, a kondensator i cewkę indukcyjną (oba równolegle z diodą ładunkowa) do kontrolowania szybkość zaniku impulsu. Wyjście elektryczne z generatora 20 poprzez opcjonalne obwody 26, 28 jest doprowadzane do anteny 30. Tylna płyta lub ekran 32 znajduje się przed  anteną 30. Grubość ekranu 32 zależy od zastosowanego pasma częstotliwości. Osłona 32 jest elektrycznie odłączona, aby nie promieniowała. Antena 30 to na przykład antena tubowa quasi-TEM lub szerokopasmowa antena kierunkowa UWB (Ultra WideBand). Antena 30 może zawierać dwie metalowe płytki 34, 36, z których każda ma krzywą wykładniczą, taką jak krzywa paraboliczna. Płyty 34, 36 są początkowo równoległe, a następnie wyginają się w kształt rogu.

Schemat  alternatywnego, opcjonalnego ustawienia pistoletu EMP 40 przedstawia Fig.3.  W pistolecie 40 ekran 32 i antena 30 są oddalone od generatora ferroelektrycznego 20 i obwodów 26, 28. Antena 30 jest podłączona do generatora 20 lub obwodów 26, 28 za pomocą kabla 42. Tarcza 32 i antena 30 mogą być podparte przez stojak, na przykład statyw 44. Nacisk wywierany na PEG (piezoelectric element)  może wynosić od 5 kPSI do 12 kPSI, w zależności od rodzaju używanego karabinu lub innej broni. Rozmiar otworu 22 prowadzącego do PEG może mieć około 3 mm średnicy. Przykładowym typem PEG może być element piezoelektryczny EC-64 firmy Exelis Incorporated lub Harris Corporation. Ten komponent jest wykonany przy użyciu materiału o nazwie PZT (tytanian ołowiu cyrkonowego), materiału elektroceramicznego. Napięcie wyjściowe generatora piezoelektrycznego PEG może wynosić około 30 kV. Strzałka 405 przedstawia gazy symbolicznie wtłaczane do obudowy 24 w celu uderzenia w element piezoelektryczny 20. W obudowie 24 element piezoelektryczny 20 jest ograniczony dwiema metalowymi płytkami 401 i 402, w których pojawia się napięcie po przyłożeniu ciśnienia do elementu piezoelektrycznego 20. Napięcie V1, które może być generowane z elementu piezoelektrycznego 20 pokazano na rysunku Fig.6. Napięcie V1 jest doprowadzane do obudowy 501 w celu przetworzenia na bardziej równomierny impuls podobny do przebiegu impulsowego o kształtu V2 na Fig.7, który  ma znacznie bardziej stromy czas narastania i krótszy czas trwania. Transformacja impulsowa generowanego napięcia realizowana jest z wykorzystaniem elementów 26 i 28 umieszczonych w obudowie  101.

Wzmacniacz i obwody pasywne, takie jak 26 i 28  są  zaimplementowane w postaci układu  iskiernika Fig.5. Napięcie wyjściowe V2 idące do anteny 30  z  iskiernika, może wynosić około 22 kV, a czas trwania tego impulsu może wynosić od 1,7ms do 2,9 ms (w zależności od napięć, które mogły być wyprowadzane z PEG). Według przykładu wykonania  napięcie V1 jest podawane do iskiernika 500 gdzie  ostatecznie przeskakuje w postaci  łuku ładunku  między punktami 501  i  502, w wyniku czego w punkcje 503 pojawia się napięcie V2 . Odległość między elektrodami iskiernika może wynosić na przykład 7 mm.  Sygnał impulsowy  o napięciu V2  wysyłany jest w przestrzeń przez tubową  antenę kierunkowa w celu neutralizacji obwodów elektronicznych poprzez indukcje potencjałów elektrycznych dużo przewyższających dopuszczalne granice dla danego urządzenia elektronicznego.

   Przedmiotem patentu  US10408591 STACKABLE KINETIC ENERGY RING CARTRIDGE, USA Secretary of the Army, Manley et al., Data patent:10.08.2019. jest pocisk przeznaczony do neutralizacji wrogich dronów  (UAS unmanned aerial system). Pocisk zawiera ładunek wielu pocisków podrzędnych  w postaci  stosu pierścieni, otoczonych sabotami, które są odrzucane po wystrzale i nie hamują lotu zespołu pierścieni. Pierścienie są podparte pierścieniem wsporczym i przylegają do części popychacza pocisku. Saboty pocisku odrzucają się  po wyjściu z lufy, uwalniając pierścieniowe pociski podrzędne, aby pokryć duży obszar, zwiększając w ten sposób prawdopodobieństwo trafienia w cel. Wystrzelony  zbiór  pierścieni uderzając  w cel może uszkodzić  latający obiekt  pomimo stosunkowo niskiej masy pojedynczego o pierścienia.  W  charakterze pocisków podrzędnych zastosowano  płaskie pierścieniowe obiekty (metalowe, plastikowe lub ich kompozyty), których uderzenie zwiększa prawdopodobieństwo zniszczenia krytycznych elementów drona.

Według testów uderzający pocisk podrzędny jest  w stanie spowodować wystarczające uszkodzenie strukturalne UAS, aby go pokonać, ze względu na otwór o dużej średnicy, który może utworzyć pierścień, gdy uderza w cel.  Pocisk ma wieloczęściowy sabot bez pokrywy, który jest w stanie utrzymać ładunek i uwolnić stos takich pierścieni bez żadnych zakłóceń. W efekcie tak wystrzelony rój  pierścieni  w ramach jednego strzału  ma podobny kumulatywny efekt, jak wystrzelenie wielu pocisków  o  średnicy  40 mm. Ponieważ pociski podrzędne ma kształt pierścieni, więc  charakteryzują  się  zminimalizowaną masą w stosunku do pocisku pełnego, co pozwala na wystrzelenie większej liczby pocisków podrzędnych  podczas ostrzeliwania  wrogiego drona, pozostając w granicach rozrzutu. Ponadto, ze względu na konstrukcję pierścienia, pocisk ten ma zmniejszoną siłę oporu przekazywaną mu w porównaniu z pociskiem jednoczęściowym a co za tym idzie większy zasięg. Podczas testów odkryto, że kluczowe jest, aby pierścienie były zwalniane  w sposób stabilny,  aby mogły latać w położeniu o najmniejszym oporze ze strony powietrza. To pociąga za sobą zwolnienie pierścieni jako stosu bez utrudniania ruchu pierścieni do przodu. W rezultacie zaprojektowano sabot „bez pokrywy”, aby uwolnić stos pierścieni bez zakłócania. Konstrukcja bez zaślepki zapewnia również, że ruch pierścieni do przodu nie jest utrudniony.

FIG.1 jest izometrycznym widokiem z przodu pocisku 100 według tego wynalazku;  FIG.2 pokazuje widok przekroju pocisku 100 wzdłuż linii przekroju 2-2 według tego wynalazku; FIGA.3 pokazuje prawy widok pocisku 100 według tego wynalazku;  Fig.4A,4B-7A,7B przedstawia rysunki widoków  i przekrojów wariantów  zastosowanych pierścieni uderzających. Jak widać na rysunku Fig.1-3 sekcje sabotowe 102 mają przednią obręcz wystarczającą do utrzymania pierścieni i ich bezpiecznego przytrzymania, dopóki zespół nie opuści  lufy. Sekcje sabotów mają również nachyloną powierzchnię 109, która powoduje, że otwierają się one, gdy siła napierającego powietrza uderza w tę powierzchnię. Powoduje to zwolnienie pierścieni bez żadnych zakłóceń. Pokazane są cztery sekcje sabotowe 102, ale może być zastosowane rozwiązanie z większą ilością sekcji sabota. Jak można zobaczyć na FIG. 1-3 pocisk wykorzystuje element popychający 101. Popychacz służy do napędzania zespołu i pochłaniania większości siły z rozszerzających się spalonych gazów pędnych. Popychacz ma również rowek 107, w którym sekcje sabota są utrzymywane, tak że pocisk pozostaje razem, gdy przemieszcza się do wylotu lufy. Zmontowane sekcje sabotowe 102 tworzą sabot bez czapek. Przód wspomnianych odcinków sabotowych ma obszar wargowy 109 do wychwytywania nadlatującego powietrza po wystrzeleniu, aby następnie pomóc odrzucić odcinki sabotowe po wyjściu z lufy. Zmontowany sabot (otwarty z przodu) jest utworzony przez cztery sekcje sabotowe, które  służą do utrzymania pierścieni  i  zapewnienia stabilności pocisku podczas przemieszczania się w dół lufy.  Płaski pierścień podporowy 103 służy do rozłożenia sił cofania się pierścieni, aby uniknąć uszkodzenia popychacza podczas strzelania. Pociski pierścieniowe 104.  mogą mieć różne kształty, jak pokazano na Fig.4A-7B. Pierścienie są ułożone w stosy w sekcjach sabotowych 102, które tworzą zespół nośny dla tych pocisków pośrednich. Konstrukcja może być regulowana w celu zmniejszenia masy i dostosowania geometrii popychacza i sabotów. Konstrukcja może być również regulowana w celu wyeliminowania potrzeby stosowania pierścienia nośnego 103.

   Przedmiot aplikacja patentowa P.422312, Wielo-sensorowy system detekcji, klasyfikacji i neutralizacji bezzałogowych statków powietrznych zapewniający ochronę dookólną bez stref martwych ADVANCED PROTECTION SYSTEMS SPÓŁKA Z O.O, KLEMM MACIEJ, PIESIEWICZ RADOSŁAW,  stanowi wielosensorowy system, metodę i mechanizm detekcji klasyfikacji i neutralizacji bezzałogowych statków powietrznych zapewniający ochronę dookólną bez stref martwych, RYS422312

System, metoda i mechanizm wykorzystują przynajmniej dwa sensory, z czego jeden to sensor radarowy  typu  FMCW (fala ciągła z modulacją częstotliwości) działający w częstotliwościach 9 – 11 GHz, a drugi składa się z szeregu mikrofonów. Istnieje również możliwość dodawania innych segmentów, na przykład wizualnych, podczerwieni lub RF. System, metoda i mechanizm są w stanie wykrywać i klasyfikować zarówno śmigłowce, jak i skrzydłowe bezzałogowe statki powietrzne o różnych rozmiarach i kształtach. System i metoda w pierwszej kolejności gromadzą informacje oddzielnie z każdego sensora, a następnie na podstawie algorytmu decydują, które informacje z poszczególnych sensorów zostaną wykorzystane oraz w jaki sposób zostaną połączone (skumulowane) z informacjami z pozostałych sensorów. Sensory radarowe wykrywają przedmioty za pomocą fal elektromagnetycznych, określając odległość, prędkość oraz sygnaturę celu. Bardziej zaawansowane sensory radarowe podają również kierunek (pozycja 30) do celu. Sensor radarowy będący przedmiotem niniejszego wynalazku działa na zasadzie dedykowanych obwodów elektronicznych oraz operacji wielokanałowych, co pozwala na jego miniaturyzację oraz niskie zużycie energii, natomiast system antenowy umożliwia przełączanie między wieloma wiązkami, zapewniając szerokie pokrycie przestrzeni. Sensory akustyczne wykorzystane w tym wynalazku składają się z szeregu mikrofonów (pojedynczych sensorów). Mikrofony są umieszczone blisko siebie, tworząc odpowiedni kształt. Każdy mikrofon rejestruje falę dźwiękową, natomiast zaawansowany algorytm określa na podstawie tych sygnałów kierunek i sygnaturę bezzałogowego statku powietrznego. Sensory wizyjne (w spektrum widzialnym i podczerwieni) rejestrują bezzałogowy statek powietrzny na monitorze. Sensor RF rejestruje sygnały sterowania i telemetrii pomiędzy bezzałogowym statkiem powietrznym a jego operatorem, w ten sposób identyfikując bezzałogowy statek powietrzny na podstawie unikatowej sygnatury adresu MAC. Centralny procesor na podstawie danych ze wszystkich lub wybranych sensorów decyduje o incydencie z udziałem bezzałogowego statku powietrznego i wysyła alert do użytkownika. Jednocześnie możliwe jest dokonanie klasyfikacji bezzałogowego statku powietrznego oraz przekazanie tej informacji do użytkownika. Algorytmy klasyfikacji działają na zasadzie uczenia maszynowego. Pozwala to na usprawnianie działania systemu detekcji w miejscu instalacji dzięki dodatkowym danym zgromadzonym w drodze doświadczenia. Połączenie radarów z możliwością przełączania między wieloma wiązkami antenowymi z sensorami akustycznymi pozwala na dookólną ochronę przed działaniem UAS oraz jego neutralizacje dzięki zastosowanym generatorom zakłóceń, które zagłuszają  sygnały sterowania i telemetrii, wymuszając włączenie trybu fail-safe, tzn. powrót bezzałogowego statku powietrznego do operatora i bezpieczne lądowanie.

Wnioski

W ciągu ostatnich kilku lat dostępność, zdalnie sterowanych, bezzałogowych statków powietrznych (UAV), wielowirnikowych i podobnych  różnych typów i rozmiarów znacznie wzrosła, częściowo z powodu malejących kosztów technologii, która umożliwia im latanie bez dużych umiejętności i szkolenia. Takie samoloty (określane ogólnie jako drony) są często kupowane jako zabawki, ale często są one zdolne do przenoszenia ładunków, takich jak kamery lub inne stosunkowo lekkie obiekty. Ta funkcja sprawia, że ​​są one przydatne do transportu obiektów w trudno dostępne miejsca lub do prowadzenia prac monitorujących lub nadzorczych.

Nie minęło dużo czasu, zanim zostały one wykorzystane do niepożądanych społecznie lub nielegalnych zadań. Narastającym problemem jest użycie dronów do dostarczania kontrabandy do więzień, przez przelatywanie dronem nad murem więziennym  i lądowanie na placu ćwiczeń lub podobnym obszarze. Inne niepożądane zastosowania dronów obejmują wtargnięcie do chronionej przestrzeni powietrznej lub naruszenie prywatności w newralgicznych obszarach. W związku z tym pojawiło się wymaganie, aby móc wykryć użycie dronów oraz go zneutralizować. Rozpatrując środki techniczne do wykrycia dronów należy zauważyć, że czujniki akustyczne mogą być przydatne z bardzo bliskiej odległości, ale ich użyteczność pogarsza się w hałaśliwym otoczeniu miejskim. Systemy wideo, w tym systemy obrazowania w podczerwieni, są przydatne do potwierdzania wykrytej obecności drona, ale również nie spełniają swoich funkcji przy złej pogodzie i ciemności, a ponadto często mają trudności z wykrywaniem dronów na większych odległościach. Szerokokątny obiektyw zapewnia dobre pokrycie kątowe, ale nie jest w stanie wykryć drona na większych odległościach, podczas gdy teleobiektywy zapewniają dobrą wydajność na duże odległości, ale tylko z bardzo wąskim polem widzenia. Można stosować systemy radarowe, ale ponieważ prędkość dronów jest  zmienna i często wynosi zero, więc wykryte sygnały mogą łatwo zostać usunięte podczas  filtracji zakłóceń, której radary często używają do usuwania ech stałych TES. Ich prędkości i charakterystyka lotu często pasują również do ptaków, dlatego radary są podatne na wysokie wskaźniki fałszywych alarmów, gdy są używane przeciwko dronom. W takiej sytuacji jedynym rozsądnym rozwiązaniem jest zastosowanie radarów dopplerowskich FMCW z ( falą ciągłą z modulacją częstotliwości) działający w częstotliwościach 9 – 11 GHz. Taki system radarowy  jest odpowiedni do wykrywania dronów posiadających wieloelementowe  napędy wirującą, a jednocześnie zdolny do odróżnienia ich od innych obiektów, takich jak ptaki, które mogą mieć podobne ścieżki lotu i prędkości jak drony. Elementem obrotowym może być na przykład wirnik lub wirniki drona typu śmigłowca, lub alternatywnie może to być jedno lub więcej śmigieł w samolocie, lub dowolny inny element obrotowy w dronie, taki jak silnik lub turbina.

Sygnał zwrotny takiego radaru posiada charakterystyczne cechy wytwarzane przez elementy obrotowe drona, co oznacza, że zawierają składowe Dopplera, które jednoznacznie określają  atrybuty i funkcje wykrytego obiektu powietrznego. Dobrym przykładem jest aplikacja  P.412312 Wielo-sensorowy system detekcji, klasyfikacji i neutralizacji bezzałogowych statków powietrznych….. polskiej produkcji, zapewniający ochronę dookólną, bez stref martwych, który wyposażony jest minimum w sensory radarowe typu FMCW  i  sensory  akustyczne, a ponadto  posiada zamontowana kamerę  i sensor RF. Sensory radarowe umożliwiają detekcje z dużych odległości (kilkaset metrów) we wszystkich warunkach pogodowych, zarówno w dzień jak i w nocy. Możliwość przełączania między wieloma wiązkami pozwala na ochronę dookólną natomiast, sensor akustyczny pokrywają małe fragmenty przestrzeni niedostępne dla radaru. Każdy sensor dostarcza dane z detekcji, które są ze sobą łączone, aby zwiększyć wiarygodność detekcji. Centralna jednostka obliczeniowa dokonuje klasyfikacji zdarzenia oraz korzysta z danych otrzymanych za pomocą kamery i sensorów RF w celu identyfikacji UAS na podstawie sygnatury wizualnej i radiowej RF. Operator systemu  korzysta z dedykowanego oprogramowania z jednoczesną wizualizacja mapy ochranianego obiektu i okolicy, które pozwala na podjecie decyzji o neutralizacji wykrytego obiekt . W ramach przeciwdziałania UAS operator uruchamia kierunkowe i sektorowe generatory zakłóceń, które zagłuszają sygnały sterowania i telemetrii w/w obiektu, który przełącza się w tryb fail-safe  i wraca do miejsca startu lub bezpiecznie ląduje na terenie  kontrolowanym przez operatora.

Jako ciekawostkę należy odnotować fakt, że  Laboratorium badawcze sił powietrznych w bazie sił powietrznych Kirtland w Albuquerque w Nowym Meksyku opracowało wysoko wydajny system mikrofalowy o nazwie Tactical High Power Microwave Operational Responder (THOR), który został zaprojektowany w celu ochrony baz przed rojami dronów, którego działanie polega na zastosowaniu krótkich impulsów mikrofalowych dużej mocy w celu niszczenia elektroniki  bezzałogowych statków powietrznych UAV.   Krótki materiał filmowy ilustrujący próby systemu THOR dostępny jest na kanale Youtube  ”THOR dropping the hammer in drones” https://www.youtube.com/watch?time_continue=49&v=Ogi_o8dszrk&feature=emb_logo

Jako elektronik starej daty sygnalizuje hipotetyczna możliwość przeprowadzenia prób badawczych  w zakresie niszczenia obiektów latających typu dron za pomocą stacji RLS starego  typu, do których można zaliczyć wysokościomierze BOŻENA (RW-31)  lub NUR41  będące na wyposażeniu Wojsk Radiotechnicznych pod koniec  XX wieku.