反無人機(C-UAS)應用-強大的手持式頻譜分析儀 Narda SignalShark

Narda  SignalShark 在反無人機(C-UAS)應用中的專業重點整理與歸納:


1. 核心任務:偵測與分類 (Detection & Classification)

 SignalShark 如何在複雜的電磁環境中「挑出」無人機信號:

  • 預設頻段監控:系統自動掃描無人機常用的 2.4 GHz 與 5.8 GHz 頻段。
  • 即時頻譜與 AI 辨識:利用 40 MHz 即時頻寬,系統能捕捉到極短暫的遙控或圖傳脈衝。其內建的分類器(Classifier)能辨識出特定型號(如 DJI)的通訊協定,而非僅是判斷「有信號」。

2. 精準定位:無人機與操作員 (Localization)

 ADFA 自動測向天線 的實戰價值:

  • 雙重定位:系統能同時測得無人機(發射圖傳信號)與地面操作員(發射遙控信號)的角度。
  • 熱圖 (Heatmap) 整合:隨著偵測點的增加,地圖上會自動生成紅色高機率區域。這讓安保人員能直接在地圖上看到黑飛操作者的躲藏位置。
  • 示向線 (Bearing Lines):多條綠色示向線交叉,展示了相關干涉測向技術在城市環境中抗反射干擾的能力。


3. 被動偵測的優勢

為何在民用環境(如機場、重要集會)中,SignalShark 的被動式技術優於雷達:

  • 無干擾性:不會對機場雷達或民用通訊造成二次干擾。
  • 隱蔽性:敵方操作員無法發現自己正被監視(因為系統不發射任何波束)。
  • 低門檻:不需要像主動式雷達那樣申請繁瑣的頻率授權。

4. 戰術整合與擴展性

系統如何與更大的防禦網路整合:

  • SCPI/VITA 49:數據能即時傳輸至指揮中心。
  • 多種形態:從車載式(搭配 ADFA)到手持式(搭配定向天線進行最後一百公尺的追蹤),提供了從遠距預警到近距抓捕的完整方案。


SignalShark 在「電磁環境感知」與「信號解碼分析」方面的專業能力,特別是針對數位通訊信號的處理核心重點可以歸納為以下幾個層面:


1. 即時帶寬 (40 MHz) 的優勢展現

SignalShark 如何在大範圍頻譜中快速鎖定特定頻段。其 40 MHz 的即時帶寬 允許操作員:

  • 完整捕捉寬頻信號:例如 WiFi、LTE 或現代數位對講機信號,不會因為掃描速度太慢而遺漏瞬態脈衝。
  • 高 POI (截獲概率):影片中即使是極其短暫的信號,也能在「持久視圖 (Persistence View)」中留下明顯的彩色軌跡。

2. 數位信號的深度分析

SignalShark 不僅僅是一個「看頻譜」的機器,它還具備強大的解調與取證功能:

  • 星座圖 (Constellation Diagram):數位調變的星座圖,這能讓工程師判斷信號的調變品質(如 QAM 或 QPSK),並診斷是否有干擾導致信號畸變。
  • 音頻與數據監聽:對類比(FM/AM)及數位通訊進行即時解調,這在搜查非法廣播或戰術通訊監控中非常實用。

3. I/Q 數據串流與第三方軟體整合

  • VITA 49 協定:將採集到的原始 I/Q 數據,透過乙太網路傳送到 PC 端的專業分析軟體(例如: Decodio 或 Procitec)。
  • 開放平台價值:SignalShark 作為「前端感測器」,與後端「大數據分析軟體」結合的強大生態系統。

4. 關鍵功能總結表

SignalShark 這套系統在處理複雜信號時的步驟如下:

步驟

功能名稱

目的

1. 發現

RT Spectrum

在混亂的背景中找出異常的射頻能量。

2. 確認

Spectrogram

觀察信號在時間軸上的規律(是否為跳頻、週期性發射)。

3. 分析

IQ Analyzer

深入查看信號的調變特性(星座圖、向量分析)。

4. 定位

ADFA / Heatmap

根據信號強度或相位差找出發射源位置。

5. 總結:從「偵測」到「理解」

核心訊息是:SignalShark 讓使用者不僅能「看見」信號,還能「理解」信號內容。

對於反無人機(C-UAS)或是戰術電子戰而言,單純知道有信號是不夠的。SignalShark 提供的數位解調與 I/Q 串流功能,讓操作員可以分辨這是一個「友軍對講機」還是一個「敵方無人機圖傳」,這在壓力巨大的作戰環境中是極其關鍵的情報優勢。

Narda SignalShark 結合 ADFA 自動測向天線 進行實地「定位與追蹤」的完整過程是一個非常經典的 干擾查找(Interference Hunting) 案例。

1. 搜尋策略:從「廣域偵測」到「精準定位」

定位未知信號源的標準作業程序(SOP):

  • 信號識別:首先在頻譜圖上確認目標信號的頻率與特徵(例如脈衝長度或帶寬)。
  • 初步測向:系統在地圖上投射出第一條「示向線」(Bearing Line),指引車輛前進的方向。
  • 交叉定位:隨著車輛移動,系統從不同角度獲取多條示向線。這些線條的交會點即為目標物的概略位置。

2. 熱圖(Heatmap)的實戰威力

地圖上出現的藍色到紅色的區塊就是 「熱圖」 功能:

  • 概率分佈:熱圖並非只是畫線,而是透過演算法計算目標出現的概率。
  • 動態收斂:當車輛繞著目標行駛時,熱圖的紅色區域(最高概率區)會不斷縮小並精確鎖定。即便在複雜的城鎮街道,也能快速排除反射干擾。

3. 多視圖同步監控 (Multi-View)

 SignalShark GUI 的強大配置能力,螢幕上同時顯示:

  • 地圖視窗:顯示車輛位置、行進軌跡與定位結果。
  • 頻譜/持久圖 (Persistence View):確保目標信號持續存在且未改變頻率。
  • 方位角儀表:即時顯示當前天線偵測到的精確角度(Azimuth)。

4. 關鍵技術優勢體現

  • 移動測量 (Drive-test):操作員不需要下車,在行進間就能完成定位。這對於追蹤不斷變換位置的威脅(如移動中的無人機操作員)至關重要。
  • 抗多路徑反射:在有建築物遮擋的環境下,單一角度往往有偏誤,系統透過大量採樣自動修正誤差。
  • 高性能 ADFA:天線能即時處理信號,並將數據傳回 SignalShark 進行處理,延遲極低。

5. 實務應用總結

SignalShark 該系統在以下任務中的高效率:

  1. 黑飛無人機偵測:精確鎖定地面遙控器的位置。
  2. 非法頻譜佔用:找出未經授權的電台。
  3. 戰術無線電搜索:在戰場環境下定位敵方發射源。

歸納結論:

SignalShark 它證明了 「好的設定」+「移動測量」 能將原本複雜的無線電定位轉化為極其直觀的導航任務,大幅縮短了搜尋目標所需的時間。



2026-07-24