Привет, дорогие читатели! Полезная Нагрузка на связи👋

Разберём базовые концепции связи в дронах и радиосистемах, применяемые в текущих военных действиях на Украине и не только. Данный пост - вводный и в нём пойдет речь про ППРЧ и каскадирование приёмников, дабы в последующих не разжевывать повторно, а лишь использовать аббревиатуры/сокращения.

📡ППРЧ (псевдослучайная перестройка рабочей частоты, Frequency Hopping Spread Spectrum, FHSS): технология случайного переключения рабочей частоты для повышения устойчивости к помехам. Передатчик и приёмник "прыгают" по спектру (например, 150-960 МГц в "Пеппа", 433/868/900/2400 МГц в других) по известному алгоритму, избегая глушения. В СВО ППРЧ активно используется в фпв-дронах ("Пеппа", ELRS, TBS Crossfire, "Гермес", "Кузнечик"...).

🗒Теоретические основы: ППРЧ - метод расширения спектра сигнала, где несущая частота меняется по псевдослучайной последовательности (PN-код, известный только сторонам связи). Два типа: быстрый ППРЧ (несколько прыжков на бит данных, для борьбы с быстрыми помехами) и медленный (несколько бит на частоте, проще в реализации). Основной выигрыш - процессный коэффициент до 20-30 дБ, снижающий SNR для успешного приёма, плюс устойчивость к перехвату (LPI - low probability of interception) и глушение. Формула базового осуществления прыжков: f(t) = f_base + PN(t) * Δf, где PN(t) - псевдослучайная функция, Δf - шаг частоты.

Преимущества: сопротивление точечному или плавающему глушению (spot/sweep джамминг, как в модулях с управляемым напряжением осциллятора, VCO), низкая заметность, возможность ретрансляции для расширения сети без дорогих систем магистральной связи (trunking). По данным украинских источников (доклад воинской части А4076, 2024), ППРЧ (стандарт IEEE 802.11 с 79 алгоритмами, пакеты ~20 мс) эффективен против стандартных комплексов РЭБ, но уязвим к широкополосным или реактивным помехам (barrage или генераторам на основе цифрового синтеза частот, DDS, с плотным покрытием).
Коренная причина: если радиотехническая разведка перехватит исходный код прыжков (hopping-seed) или синхронизацию, возможен целевое глушение.
Эксплуатируемость: средняя - требует анализа спектра (SDR типа HackRF One/Pro), но в поле боя часто игнорируется в технических заданиях, несмотря на неэффективность против мощных глушилок РФ (например, в "Пеппа" - свой протокол, уникальный ключ на каждый приёмник, защита от повторной передачи пакетов).

📡Каскадирование приёмников (Receiver Cascading): цепочечное соединение нескольких модулей приёма (RX) на разных частотах (передатчик Tx ➡️ приёмник Rx ➡️ Tx ➡️ Rx...), с последним подключённым к автопилоту (PX4/ArduPilot). Если сигнал на одном пропадает (из-за РЭБ), модуль становится "прозрачным" хабом, передавая данные от верхнего в цепи. Реализовано в "Пеппа", "Гермес" и "Кузнечик". В СВО позволяет дронам покрывать диапазон в гигагерцы (множество антенн, как "ёжик"), повышая выживаемость против РЭБ.

🗒Теоретические основы: каскадирование - форма разнесения по частотам и избыточности в радиосвязи, где приёмники образуют иерархическую цепь для failover (автоматического переключения при сбое).
Основа: теория разнообразия сигналов, где комбинируются каналы для минимизации замирания и джамминга. В БПЛА - последовательное соединение с "прозрачным" режимом (passthrough), когда RX становится ретранслятором.
Выигрыш: повышение надёжности на 10-20% по BER (bit error rate) за счёт множественных путей, без сложной синхронизации (в отличие от MIMO).
Формула простая: P_success = 1 - ∏(1 - P_i), где P_i - вероятность успеха i-го канала. Применяется в LoRa/ELRS для multi-band операций, но требует баланса веса/потребления.
Уязвимость: последовательное глушение по иерархии, но избыточность обходит это.
Эксплуатируемость: низкая в динамике, требует предварительной разведки частот.

З.Ы.: Нет "волшебной пули" - развитие идёт в каскаде с оптикой, ИИ/ML-наведением и адаптивным РЭБ.

⭐️ Полезная Нагрузка