I. Giới thiệu về công nghệ Anti-Drone
Công nghệ anti-drone (Anti-Drone), còn được gọi là công nghệ chống-UAS (Hệ thống máy bay không người lái), C-UAS hay chống-UAV (Máy bay không người lái), dùng để chỉ một hệ thống có thể phát hiện và vô hiệu hóa drone. Ngày nay, việc sử dụng drone trong môi trường dân sự và chiến đấu ngày càng gia tăng. Theo dữ liệu hiện tại, ít nhất 95 quốc gia hiện có drone. Drone đang gia tăng ở mức đáng báo động, mang lại lợi ích to lớn đồng thời tiềm ẩn mối đe dọa an ninh cho nhiều quốc gia và khu vực. Điều này đã dẫn đến sự phát triển nhanh chóng của công nghệ anti-drone.
Sự nổi lên của công nghệ anti-drone phần lớn liên quan đến mối đe dọa do sự phổ biến của công nghệ drone, đặc biệt là các drone nhỏ và rẻ tiền trong nhiều lĩnh vực.
Hệ thống anti-drone được coi là công cụ quan trọng để đảm bảo an toàn vì drone ngày càng được sử dụng nhiều trong các hoạt động bất hợp pháp. Ví dụ, trên toàn cầu, drone đã trở thành công cụ phổ biến để buôn lậu hàng lậu vào nhà tù. Đồng thời, những vụ va chạm giữa drone và máy bay ngày càng trở nên phổ biến và nhiều người lo ngại rằng những vụ va chạm giữa drone và máy bay có thể dẫn đến những tai nạn thảm khốc. Ngoài ra, một trang bị thêm đơn giản có thể biến một drone giá rẻ dành cho người tiêu dùng thành một tên lửa thô sơ nhưng có khả năng gây chết người hoặc hệ thống tấn công trên không khác. Việc sử dụng drone cho mục đích tội phạm và các mối nguy hiểm khác cũng nổi lên làm tăng nhu cầu về các phương pháp hiệu quả để phát hiện và chống lại các hệ thống drone.
Các hệ thống phòng không truyền thống được sử dụng để bảo vệ không phận chủ yếu được thiết kế cho máy bay có người lái và chúng có ưu điểm trong việc phát hiện, theo dõi và bắn hạ các vật thể lớn, chuyển động nhanh. Tuy nhiên, khi phải đối phó với những chiếc drone nhỏ, chậm, bay thấp, không có giải pháp nào phù hợp cho tất cả. Ngay cả những hệ thống phòng không rất mạnh mẽ đôi khi cũng không thể bắn hạ được những chiếc drone thô sơ. Do nhu cầu về khoảng trống này trong các biện pháp phòng thủ an ninh hiện đại ngày càng tăng, thị trường hệ thống anti-drone đang bùng nổ nhanh chóng.
II. Công nghệ Anti-Drone hoạt động như thế nào?
Công nghệ anti-drone có thể đóng nhiều vai trò khác nhau, như bảo vệ căn cứ và biên giới, cơ sở hạ tầng quan trọng, các cơ sở nhạy cảm và không phận xung quanh các sự kiện lớn, cũng như bảo vệ các VIP và chống buôn lậu đường hàng không. Bất kể kịch bản nào, công nghệ anti-drone là một quá trình phức tạp gồm nhiều bước liên quan đến sự tương tác giữa một số hệ thống khác nhau và giữa các hệ thống này với người vận hành.
- Đầu tiên, hệ thống phát hiện phải phát hiện, xác định, định vị và theo dõi drone xâm nhập. Tùy thuộc vào loại hệ thống được sử dụng, thiết bị thực hiện phát hiện ban đầu, chẳng hạn nhưra-đa hoặc máy dò tần số vô tuyến, có thể phải “thông báo chéo” cho thiết bị phát hiện phụ trợ, chẳng hạn như máy ảnh hoặc bộ phận nhận dạng điện tử, để xác nhận xem thiết bị bị phát hiện có phải là drone không, cũng như để xác định vị trí chính xác và theo dõi chuyển động của nó. Thiết bị phát hiện phụ trợ cũng có thể cung cấp thêm thông tin về drone, điều này có thể giúp xác định mục đích của drone. Ví dụ: camera có thể cho biết liệu drone có mang theo chất nổ hay không, v.v. Ngoài ra, một số thiết bị phát hiện nhất định có thể xác định vị trí của người điều khiển drone. Dữ liệu từ hệ thống phát hiện thường có thể được lưu trữ để sử dụng tiếp làm bằng chứng.
- Dựa trên thông tin thu được từ hệ thống phát hiện, người điều khiển có thể cần quyết định phải làm gì với drone xâm nhập và có nên kích hoạt hệ thống biện pháp đối phó hay không. Sau khi chiến lược kiểm soát được kích hoạt, drone sẽ bị phản công. Tùy thuộc vào công nghệ được sử dụng, điều này có thể dẫn đến một loạt hiệu ứng, bao gồm drone hạ cánh trên mặt đất hoặc kích hoạt chế độ “trở về nhà” (trong trường hợp bị gây nhiễu hoặc giả mạo), bắt giữ drone hoặc phá hủy toàn bộ hoặc một phần drone (laser, đạn, dùng drone va chạm, song vi sóng công suất cao).
- Tùy thuộc vào tình huống, drone có thể bị cô lập hoặc bị mang đi sau khi bị phản công. Nếu drone có mang theo vũ khí tiềm năng, đội xử lý vật liệu nổ có thể được triệu tập đến để đánh giá và vô hiệu hóa nó nếu cần thiết.
ND-BU001 Hệ Thống Anti-Drone Tiêu Chuẩn của chúng tôi là một hệ thống anti-drone được tiêu chuẩn hóa, cũng tuân theo các nguyên tắc hoạt động được đề cập ở trên. Toàn bộ hệ thống bao gồm ba bộ phận chính, đó là một bộ phận phát hiện anti-drone (ra-đa anti-drone), một bộ phận gây nhiễu anti-drone (thiết bị gây nhiễu định hướng) và một bộ phận camera (camera kép). Đầu tiên, ra-đa phát hiện có phạm vi phát hiện dài bắt đầu phát hiện, tìm và định vị drone mục tiêu xâm nhập, đồng thời thông tin và dấu vết chi tiết về mục tiêu sẽ được hiển thị trên giao diện phần mềm ND-BU001. Thứ hai, khi mục tiêu bị phát hiện, được chỉ dẫn bởi thông tin mục tiêu mà ra-đa phát hiện thu được, thiết bị gây nhiễu có thể can thiệp vào dải tần liên lạc và dải tần điều hướng của drone, buộc drone phải hạ cánh hoặc quay trở lại. Việc gây nhiễu có thể được thực hiện tự động hoặc thủ công bởi người vận hành. Bộ phận camera, như thiết bị phát hiện phụ trợ được đề cập ở trên, có thể hỗ trợ ra-đa phát hiện thu được nhiều thông tin mục tiêu hơn và cải thiện độ chính xác phát hiện, cũng như có thể ghi lại dấu vết của drone.
III. Công nghệ phát hiện và đối phó Anti-Drone
Các hệ thống anti-drone khác nhau dựa vào các công nghệ khác nhau để phát hiện và/hoặc chống lại drone xâm nhập. Sau đây là phân loại các công nghệ liên quan.
1. Phân loại công nghệ phát hiện và theo dõi
Hệ thống ra-đa: Phát hiện sự hiện diện của nó thông qua tín hiệu ra-đa của drone nhỏ và tạo ra tín hiệu ra-đa khi drone gặp xung tần số vô tuyến do thành phần phát hiện phát ra. Các hệ thống ra-đa này thường sử dụng thuật toán để phát hiện quỹ đạo của drone. Chúng tôi đã áp dụng công nghệ ra-đa mảng pha 3D chuyên nghiệp cho Hệ thống Anti-Drone của mình để đạt được khả năng phát hiện và theo dõi chính xác các drone mục tiêu ở độ cao thấp. Ra-đa anti-drone của chúng tôi có ưu điểm là khoảng cách phát hiện dài, tỷ lệ cảnh báo sai thấp, phát hiện đồng thời nhiều mục tiêu không người lái, khả năng thích ứng môi trường mạnh mẽ, v.v.
Hệ thống tần số vô tuyến (RF): Phát hiện, định vị và trong một số trường hợp xác định drone ở gần bằng cách quét tần số mà hầu hết drone được biết là hoạt động. Ví dụ: ND-BU003 Hệ Thống Anti-Drone Thụ Động của chúng tôi được trang bị máy dò Tần số vô tuyến (RF), có thể phát hiện drone trong phạm vi xa và chỉ dẫn thiết bị gây nhiễu can thiệp vào drone bị phát hiện, buộc chúng phải hạ cánh hoặc quay trở lại.
Hệ thống quang điện tử: Xác định và theo dõi drone dựa trên đặc điểm hình ảnh của chúng.
Hệ thống hồng ngoại: Xác định và theo dõi drone dựa trên tín hiệu nhiệt của chúng.
Cảm biến kết hợp: Nhiều hệ thống tích hợp nhiều loại cảm biến khác nhau để cung cấp khả năng phát hiện, theo dõi và nhận diện mạnh mẽ hơn.
2. Phân loại công nghệ đối phó
Nhiễu tần số vô tuyến (RF): Làm gián đoạn liên kết tần số vô tuyến giữa drone và người điều khiển nó bằng cách tạo ra một lượng lớn nhiễu tần số vô tuyến. Khi liên kết RF, bao gồm cả liên kết Wi-Fi, bị cắt, drone thường hạ cánh trên mặt đất hoặc bắt đầu thao tác “trở về nhà”. Ví dụ: ND-BD003 Hệ Thống Anti-Drone Cầm Tay của chúng tôi sử dụng nhiễu tần số vô tuyến để can thiệp vào dải tần của drone mục tiêu, buộc nó phải hạ cánh hoặc quay trở lại vị trí cũ. Ngoài ra, ND-BD003 súng gây nhiễu anti-drone có các dải tần gây nhiễu do người dùng xác định để đáp ứng các nhu cầu khác nhau của khách hàng. Vì ND-BD003 được trang bị Nền tảng điều khiển APP nên các tham số gây nhiễu liên quan có thể được đặt trước và thông tin mục tiêu bị phát hiện có thể được lưu để phân tích thêm.
Nhiễu GNSS (Hệ thống vệ tinh dẫn đường toàn cầu): Làm gián đoạn kết nối vệ tinh của drone, chẳng hạn như GPS hoặc GLONASS được sử dụng để điều hướng. Một drone mất kết nối vệ tinh thường sẽ bay lơ lửng tại chỗ, hạ cánh hoặc quay trở lại điểm xuất phát.
Giả mạo: Để kiểm soát hoặc đánh lừa drone mục tiêu bằng cách cung cấp liên kết điều hướng hoặc liên lạc sai cho nó.
Lực lượng các biện pháp đối phó chung: Một số hệ thống anti-drone cũng sử dụng kết hợp các yếu tố biện pháp đối phó để tăng khả năng xử lý thành công đối với drone xâm nhập. Ví dụ, nhiều hệ thống gây nhiễu có cả khả năng gây nhiễu tần số vô tuyến và khả năng gây nhiễu GNSS. Các hệ thống khác có thể sử dụng hệ thống điện tử làm tuyến phòng thủ đầu tiên và hệ thống điện làm biện pháp dự phòng.
Kết luận
Hiện tại, bản thân công nghệ drone không hề trì trệ và sự tiến bộ trong lĩnh vực này sẽ đặt ra những thách thức mới cho các hệ thống anti-drone. Công nghệ anti-drone phải theo kịp sự phát triển của công nghệ drone, đồng thời liên tục cập nhật và lặp lại công nghệ anti-drone hiện có, để đối phó với các mối đe dọa trên không đa dạng hơn từ drone và bảo vệ an toàn hàng không trong tương lai gần.