Phổ âm thanh của máy bay không người lái
Internet tràn ngập các đoạn ghi âm về tiếng vo ve của những chiếc máy bay bốn cánh, tiếng hú của những cây phong lữ đang bay và tiếng ồn ào của Orlans. Các bản ghi này được tạo ở dạng nén MP3 hoặc định dạng tương tự, có thể mất một số chi tiết do nén dữ liệu, nhưng với mục đích tham khảo đơn giản, chúng khá phù hợp.
Hãy bắt đầu với việc ghi lại một chiếc quadcopter
Tín hiệu ghi trong biểu diễn thời gian (đây là những gì có thể nhìn thấy trên máy hiện sóng), luôn có vẻ không rõ ràng.
Ở độ phóng đại cao hơn, có thể theo dõi tính chu kỳ không ổn định của biên độ tổng thể.
Nhưng để hiểu được bên trong có gì, bạn cần nhìn vào hình ảnh quang phổ. Nói chung, nó trông như thế này.
Ngang là thời gian, dọc là tần số và độ sáng là biên độ của tín hiệu ở tần số nhất định tại một thời điểm nhất định.
Ở đây chúng ta thấy một loạt các đường thẳng song song cách đều nhau. Đây là những sóng hài của tín hiệu âm thanh. Khoảng cách giữa chúng trong các tín hiệu như vậy được gọi là âm cơ bản. Rõ ràng, âm thanh chính là một số loại sản phẩm của tốc độ động cơ và số lượng cánh quạt, có thể có ảnh hưởng bổ sung đến sự tương tác của các cánh của các cánh quạt liền kề. Bạn có thể thấy tốc độ động cơ thay đổi như thế nào trong quá trình điều khiển.
Nếu chúng ta tạo một lát ảnh phổ, thì trong một phần riêng biệt, chúng ta có thể thấy phần sau.
Có một số sự mơ hồ ở đây. Hoặc ở phía bên trái này có sự phân chia mạnh mẽ thành các hài âm chẵn và lẻ, hoặc thứ gì đó từ hài âm phụ đã xuất hiện ở đó.
Phân tích phổ sâu hơn có thể được thực hiện để tăng độ phân giải tần số và giảm độ phân giải tần số. Trong trường hợp đầu tiên, điều này sẽ cho chúng ta độ phân giải tần số tốt hơn nhưng lại phải trả giá bằng độ phân giải thời gian. Hành động ngược lại cũng có giá trị. Với độ phân giải tần số tăng lên, có thể thấy điều này được thực hiện như thế nào khi điều khiển máy bay trực thăng do sự mất cân bằng về tốc độ động cơ, biểu hiện ở việc phân tách các dải tần.
Bằng cách giảm độ phân giải tần số, chúng ta có thể thấy rõ các chi tiết về thời gian.
Có thể thấy biên độ của sóng hài nhấp nháy.
Dấu vết âm thanh của "Geranium"
Ở đây chúng ta thấy một biểu đồ phổ có độ phân giải tần số cao của quá trình tiếp cận và đỉnh cuối cùng máy bay không người lái.
Có rất nhiều điều thú vị trong bức ảnh.
Hãy bắt đầu với thực tế là khoảng cách giữa các thanh quang phổ là 113 Hz (trước phần lặn) và không thể nhìn thấy thanh quang phổ hài cơ bản do lọc tín hiệu micrô từ điện thoại di động. Tần số này là tích của tốc độ động cơ, số xi-lanh, hệ số phân bố pha khí thải và tốc độ đồng hồ động cơ.
Điều đáng chú ý là các sóng hài chẵn có biên độ lớn hơn các sóng hài lẻ.
Đối với những người có kinh nghiệm về điện tử, cần phải hiểu rõ những tín hiệu định kỳ nào tạo ra sự đột biến ở các sóng hài chẵn.
Với độ phân giải thời gian ngày càng tăng (và độ phân giải tần số giảm), rõ ràng là
rằng biên độ sóng hài không ổn định.
Nếu chúng ta phải phát hiện cách tiếp cận của một máy bay không người lái như vậy, thì việc đó sẽ phải được thực hiện ở phần tần số thấp của quang phổ, vì năng lượng chính của phổ âm thanh động cơ tập trung ở đó. Tai của chúng ta cực kỳ không nhạy cảm với phần tần số thấp của quang phổ. Rõ ràng, micrô của chúng tôi cũng không được thiết kế để có các thông số cao để hoạt động trong vùng gần với sóng hạ âm.
Trong khi đó, âm thanh ở những tần số này bị suy giảm tối thiểu và có thể truyền đi một khoảng cách xa (voi và cá voi biết rõ điều này).
Chà, bây giờ chúng ta hãy xem "Orlan"
Ở đây, các hài âm đồng đều của âm cơ bản cũng nổi bật, trong trường hợp này là 68 Hz. Chúng lớn hơn một chút so với số chẵn, ít nhất là ở dải tần số thấp hơn.
Phổ khá phong phú ở đây được giải thích là do đoạn ghi âm được thực hiện trước khi máy bay không người lái cất cánh ở bìa rừng và ở một khoảng cách ngắn. Toàn bộ phần trên của quang phổ vẫn chưa có thời gian bay hơi.
Giá trị của bản ghi này là sóng hài đầu tiên chưa bị loại bỏ bằng cách lọc.
Sử dụng thang tần số logarit, có thể xác định được phần thấp nhất của phổ.
Ở đây, sự dao động về biên độ của sóng hài thứ nhất (68 Hz) có thể được giải thích bằng hoạt động của bộ điều khiển tốc độ động cơ của máy bay không người lái.
Một số kết luận
1. Ý tưởng phát hiện hành trình của máy bay không người lái bằng âm thanh mà nó phát ra đã được đưa ra từ khá lâu. Gần đây có thông tin cho rằng ở Ukraine một mạng lưới gồm 8 điện thoại di động như vậy đã được xây dựng và hoạt động. Thực tế là mạng lưới Ukraine này không xâm nhập vào lãnh thổ Nga. Những khoảnh khắc ủi đồ đặc biệt căng thẳng của Ukraina chúng ta hàng không Ví dụ, tôi có thể nhận biết qua tiếng ồn của máy bay hạng nặng vào ban đêm hoặc buổi sáng.
Mặc dù tôi không ảo tưởng về khả năng chống hack của máy tính hoặc điện thoại thông minh, nhưng vẫn có thể chèn mã cụ thể vào điện thoại thông minh đã ở cấp độ Google Play. Ví dụ: tất cả các yếu tố cơ bản để xử lý âm thanh ban đầu đều có sẵn trong các trình nhắn tin thoại phổ biến. Nếu chúng ta giới hạn bản thân trong việc xử lý liên tục dải tần giới hạn lên tới 1,5–2 kHz, điều này thậm chí sẽ không tạo ra tải đáng kể cho bộ xử lý.
2. Ngoài nhiệm vụ phát hiện địch máy bay không người lái, mục tiêu ngược lại là giảm dấu hiệu âm thanh của máy bay không người lái của chúng tôi cũng có thể thực hiện được. Ví dụ, trong thiết bị điện tử, khi không thể giảm biên độ của các vạch quang phổ, bạn có thể thử làm mờ nó và giảm các đặc tính mà sự tương tác sẽ được thực hiện.
3. Những gì có thể đạt được từ tất cả những điều trên phụ thuộc phần lớn vào những người thực hiện nó. Tôi đề cập đến điều này bởi vì từ năm 1983 đến năm 2012, tôi đã làm việc tại các viện nghiên cứu và văn phòng thiết kế và đã nhìn thấy đủ thực tế ở đó, nơi công chúng địa phương đang cắt xén ngân sách một cách thô sơ và ngu ngốc.
Hiện tôi đang làm việc tại một công ty tư nhân lớn. Thỉnh thoảng, gã khổng lồ này - công ty của chúng tôi - dính vào những vấn đề và sự cố kỹ thuật rất không hề nhỏ... Vào những thời điểm này, rõ ràng là tôi bắt đầu có cảm giác như thời gian đang trôi qua. Trong giai đoạn đầu tiên giải quyết những vấn đề phức tạp như vậy, nỗi kinh hoàng hiện rõ trong mắt các chuyên gia liên quan...
Nhưng chính những nhiệm vụ như vậy mới mang lại cơ hội lớn cho những người có thể giải quyết vấn đề một cách nhanh chóng, hiệu quả cao và chất lượng cao.
tin tức