سیستم فناوری دفاعی UAV: ابزار اصلی و منطق انتخاب

فناوری‌های دفاعی پهپاد در حال حاضر یک سیستم چند بعدی و چند سطحی را تشکیل داده‌اند که عمدتاً چهار جهت اصلی را پوشش می‌دهد: شناسایی و تشخیص، رهگیری فیزیکی، تداخل الکترونیکی و فریب ناوبری. فناوری‌های مختلف باید با توجه به الزامات سناریو به طور انعطاف‌پذیری ترکیب شوند تا از حفاظت کارآمد اطمینان حاصل شود.

1. تشخیص: «دید روشن» دفاع پهپاد

پیش‌شرط دفاع مؤثر، تشخیص دقیق اهداف است. فناوری تشخیص، شناسایی زودهنگام، موقعیت‌یابی و ردیابی پهپادها را از طریق روش‌های حسگر چند بعدی محقق می‌کند و پشتیبانی کلیدی را برای عملیات رهگیری بعدی فراهم می‌کند. این فناوری عمدتاً شامل سه نوع فناوری زیر است:

1.1 سیستم تشخیص راداری

رادارهای سنتی در تشخیص پهپادهای کوچک و کم سرعت «نقاط کور» دارند. با این حال، با بهبود حساسیت رادار و وضوح سیگنال، و بهینه‌سازی پردازش داده‌ها با الگوریتم‌های هوش مصنوعی، می‌توان راندمان تشخیص پهپادهای کوچک را به طور قابل توجهی افزایش داد. این سیستم به ویژه برای تشخیص از راه دور در مناطق باز مناسب است.

1.2 فناوری تشخیص سیگنال رادیویی

ارتباط رادیویی بین پهپادها و کنترل‌کننده‌ها یک هدف مهم تشخیص است. در حال حاضر، فناوری‌های اصلی شامل تشخیص شبکه TDOA (اختلاف زمان رسیدن) (موقعیت‌یابی از طریق تفاوت‌های زمانی بین چندین ایستگاه پایه) و تشخیص AOA (زاویه رسیدن) (موقعیت‌یابی از طریق زاویه رسیدن سیگنال) است. این فناوری‌ها می‌توانند به سرعت موقعیت و باند فرکانسی ارتباطی پهپادها را قفل کنند و آنها را برای تشخیص دقیق در محیط‌های شهری پیچیده مناسب می‌سازد.

1.3 سیستم ردیابی نوری و مادون قرمز

این سیستم با تکیه بر دوربین‌های با وضوح بالا و حسگرهای مادون قرمز، می‌تواند شناسایی بصری و ردیابی پویا پهپادها را در سناریوهایی با دید خوب انجام دهد. این سیستم با ترکیب الگوریتم‌های ردیابی خودکار، می‌تواند مسیر پرواز پهپادها را در زمان واقعی ثبت کند. مزیت این فناوری در دقت تشخیص بالای آن نهفته است که می‌تواند به تأیید مدل پهپاد و محموله حمل شده کمک کند. با این حال، به شدت تحت تأثیر شرایط آب و هوایی (مانند مه و باران) و شرایط نوری قرار دارد.

2. رهگیری فیزیکی: «ابزارهای سخت» برای تخریب یا دستگیری مستقیم

رهگیری فیزیکی یک روش دفاعی است که با تأثیر مستقیم بر بدنه پهپاد، تخریب، دستگیری یا فرود اجباری پهپادها را محقق می‌کند. راه‌حل‌های فنی مختلف را می‌توان با توجه به اندازه و ویژگی‌های پروازی پهپاد هدف انتخاب کرد که هر کدام مزایا و معایب خاص خود را دارند:

2.1 سلاح‌های دفاع هوایی سنتی (موشک‌های دفاع هوایی، توپ‌های خودکششی)

برای پهپادهای بزرگ، با ارزش یا نظامی، موشک‌های دفاع هوایی و توپ‌های خودکششی همچنان ابزارهای «تخریب سخت» مؤثر هستند. آنها می‌توانند مستقیماً به ساختار پهپاد آسیب برسانند و تهدیدات را به طور کامل از بین ببرند. با این حال، این سلاح‌ها هزینه‌های بسیار بالایی دارند و الزامات سختگیرانه‌ای را برای محیط عملیاتی دارند و آنها را برای مقابله با دسته‌های پهپاد در مقیاس بزرگ و با تهدید بالا مناسب‌تر می‌کند.

2.2 سلاح‌های لیزری با انرژی بالا

سلاح‌های لیزری با انرژی بالا به عنوان یکی از جهت‌های اصلی دفاع پهپاد در آینده، به دلیل مزایای «دقت، سرعت و هزینه کم تک ضربه» به «دشمن» پهپادهای کوچک و متوسط تبدیل شده‌اند. با متمرکز کردن پرتوهای لیزر با انرژی بالا برای سوزاندن بدنه پهپاد یا اجزای الکترونیکی، می‌توانند رهگیری را در عرض چند ثانیه تکمیل کنند و هزینه هر شلیک بسیار کمتر از موشک‌ها است. با این وجود، سلاح‌های لیزری فعلی محدود به قدرت هستند، به راحتی تحت تأثیر آب و هوای شدید (مانند مه و طوفان‌های شن) قرار می‌گیرند و هزینه کلی تجهیزات هنوز نسبتاً بالاست.

2.3 سلاح‌های مایکروویو

سلاح‌های مایکروویو پرتوهای مایکروویو با انرژی بالا را ساطع می‌کنند تا فوراً تجهیزات الکترونیکی (مانند تراشه‌ها و حسگرها) پهپادها را مختل یا بسوزانند و باعث شوند که آنها از کنترل خارج شوند یا عملکرد خود را از دست بدهند. مزیت اصلی این فناوری، قابلیت «آسیب منطقه‌ای» آن است - یک قطعه تجهیزات می‌تواند یک منطقه بزرگ را پوشش دهد و می‌تواند همزمان با «دسته‌های» متشکل از چندین پهپاد مقابله کند. این فناوری به ویژه برای دفاع از دسته‌ها در مناطق کلیدی مانند فرودگاه‌ها و نیروگاه‌های هسته‌ای مناسب است.

2.4 رهگیری تورهای دستگیری

برای پهپادهای کوچک درجه مصرف‌کننده که در ارتفاعات پایین و سرعت کم پرواز می‌کنند، تورهای دستگیری مقرون به صرفه‌ترین و انعطاف‌پذیرترین ابزار عملیات هستند. از طریق پرتاب‌کننده‌های زمینی (مانند تفنگ‌های توری شانه‌ای) یا سکوهای هوایی (مانند تورهای دستگیری نصب شده بر روی پهپاد)، آنها به سرعت یک ساختار توری را پرتاب می‌کنند تا پهپاد را بپوشانند و پروانه‌ها یا بدنه آن را مهار کنند تا به دستگیری غیر مخرب دست یابند. با این حال، این فناوری محدودیت‌های آشکاری دارد: فاصله رهگیری مؤثر بسیار کوتاه است (معمولاً فقط چند ده متر) و الزامات بالایی برای دقت هدف‌گیری اپراتورها دارد.

3. فناوری تداخل الکترونیکی: «کشتن نرم» برای قطع ارتباط

تداخل الکترونیکی، پیوند ارتباطی بین پهپاد و کنترل‌کننده را مختل می‌کند و پهپاد را مجبور می‌کند کنترل خود را از دست بدهد، شناور شود یا برنامه «بازگشت به خانه» را فعال کند. این فناوری در حال حاضر بالغ‌ترین و مقرون به صرفه‌ترین فناوری برای مقابله با پهپادهای کوچک و متوسط است که روش اصلی آن، تداخل سیگنال است.

اصل این است که تجهیزات تداخل، «سیگنال‌های نویز» قوی‌تر از سیگنال‌های ارتباطی پهپاد را ساطع می‌کنند تا باندهای فرکانسی کنترل پهپاد (مانند باندهای فرکانسی مدنی 2.4 گیگاهرتز و 5.8 گیگاهرتز) را پوشش دهند و دریافت دستورات آن را مسدود کنند. این فناوری آسان است، با تجهیزات قابل حمل (مانند تفنگ‌های تداخل دستی و سیستم‌های تداخل نصب شده بر روی خودرو)، هزینه کم در هر بار استفاده، و می‌تواند به سرعت به تهدیدات پهپادهای کوچک در ارتفاع پایین پاسخ دهد.

4. فریب ناوبری: «تکنیک استتار» برای گمراه کردن مسیرهای ناوبری

فریب ناوبری با جعل سیگنال‌های ناوبری، سیستم موقعیت‌یابی پهپاد را مختل می‌کند و باعث می‌شود از مسیر برنامه‌ریزی شده منحرف شود. فناوری اصلی، جعل سیگنال GPS است.

پهپادها عمدتاً برای موقعیت‌یابی و ناوبری به GPS (یا Beidou، GLONASS) متکی هستند. تجهیزات جعل می‌توانند سیگنال‌های GPS جعلی را با شدت بالاتری نسبت به سیگنال‌های ماهواره‌ای واقعی ساطع کنند تا اطلاعات موقعیت پهپاد را دستکاری کنند - به عنوان مثال، القای آن به اشتباه قضاوت کند که «به نقطه بازگشت رسیده است» و به طور خودکار به خانه بازگردد، یا از منطقه هدف منحرف شود و به یک منطقه امن پرواز کند.

منطق انتخاب فناوری دفاع پهپاد

در کاربردهای عملی، یک فناوری واحد برای مقابله با همه سناریوها دشوار است و انتخاب جامع باید بر اساس سه عامل اصلی زیر انجام شود:

1. اثربخشی هزینه: فناوری‌هایی مانند لیزرهای با انرژی بالا و موشک‌های دفاع هوایی برای دفاع از اهداف با ارزش بالا (مانند پایگاه‌های نظامی و مکان‌های مهم) مناسب هستند، در حالی که تورهای دستگیری و تداخل‌کننده‌های سیگنال کوچک برای سناریوهای کم‌هزینه (مانند مناطق مسکونی و نقاط دیدنی) مناسب‌تر هستند.

2. سازگاری با محیط زیست: رادارها و سلاح‌های مایکروویو کمتر تحت تأثیر آب و هوا قرار می‌گیرند و برای مناطق باز در فضای باز مناسب هستند. ردیابی نوری و تورهای دستگیری برد کوتاه برای محیط‌های سرپوشیده یا محصور در ارتفاع پایین مناسب‌تر هستند.

3. به‌روزرسانی و نگهداری فناوری: فناوری پهپاد به سرعت تکرار می‌شود (مانند ارتقاء قابلیت‌های ضد تداخل). تجهیزات دفاعی باید به طور منظم از نظر الگوریتم‌ها و سخت‌افزار به‌روز شوند و پرسنل متخصص باید برای عملیات و نگهداری مجهز شوند تا از خرابی تجهیزات جلوگیری شود.