Mikrodalğalı jamming əleyhinə drone sistemlərini effektiv alətlər edən nədir?

Mikrodalğalı Jamming Əleyhinə Drone Sistemlərinin UAV-ları Qeyri-kinetik şəkildə Necə Pozduğunu

Hədəflənmiş mikrodalğalı enerji ilə drone elektronikasında elektromaqnit zəifliyindən istifadə edilməsi

Drone-lərə qarşı müdafiə üçün mikrodalğalı maneə qoyan sistemlər, hədəf alınıb zəif nöqtələrə yönəldilən güclü mikrodalğalı enerji ilə əsas dövrələri doyuraraq işləyir. Əksər ticari drone-lər qorunmasız mikroprosessorlar, GPS qurğuları və hərəkət sensorları ilə təchiz olunub; bunlar güclü elektromaqnit maneələrini davam edə bilməyəcək şəkildə hazırlanmayıb. Bu yüksək güclü mikrodalğalar drone-un içərisinə düşdükdə yarımkeçiricilərin dayana biləcəyindən çox daha böyük gərginlik zirvələri yaradır və bu da uçuş idarəetmə sistemlərinin dərhal yenidən başladılmasına və ya bəzən tamamilə elektron komponentlərin yanmasına səbəb olur — bütün bu proseslər drone-a fiziki toxunmadan baş verir. Testlər göstərir ki, yarım saniyə davam edən qısa müddətli mikrodalğalı partlayışlar tükətici drone-lərin təxminən 9-dan 10-unda GPS sistemlərini və uçuş idarəetmə sistemlərini pozur. Bu sistemləri ənənəvi üsullardan fərqləndirən xüsusiyyət ondan ibarətdir ki, onlar heç bir qırıntı buraxmır, yaxın ətrafdakı insanların zədələnmə ehtimalını azaldır və diqqət çəkmədən kifayət qədər səssiz işləyir. Bu xüsusiyyətlər onları şəhərlərdə, aerodromların yaxınlığında və ya hava vasitələrinin qeyri-qanuni uçuşlarından qorunması lazım olan digər qiymətli infrastruktur obyektlərinin ətrafında xüsusilə faydalı edir.

Mikrodalğalı qarşılıqlı təsir və RF qarşılıqlı təsir: spektr örtüyü, güc verilməsi və təsir dərinliyi sahəsində əsas fərqlər

Ənənəvi RF qarşılıqlı təsir cihazları idarəetmə siqnallarını dar zolaqlarda (2,4–5,8 GHz) şuda batdırır, lakin mikrodalğalı qarşılıqlı təsir fundamental olaraq fərqli işləyir — elektronikanı siqnalları gizlətmək əvəzinə fiziki olaraq yükləyən intensiv, genişzolaqlı elektromaqnit enerjisi (300 MHz–300 GHz) verir.

Mikrodalğalı sistemlər 100 kilovattdan çox güclü impulslar yarada bilir; bu, belə hücumlara qarşı xüsusi şəkildə möhkəmləndirilməmiş inteqral sxemlərə ciddi zərər vurmaq üçün kifayət edər. Bu impulslar əsasən tutma (latch-up) vəziyyətləri, qapıların partlaması və ya sadəcə komponentlərin limitlərini aşan artıq istiləşmə kimi müxtəlif arıza rejimləri vasitəsilə elektronikanı qısa qövsə salır. Bu üsulun xüsusi effektivliyini təmin edən şey, onun radio əlaqəsi daimi olmayan, avtonom dronları uçuş zamanı tamamilə dayandırmasıdır. Hətta bəzi dronlar tərəfindən istifadə olunan, tezliklərin dəyişdirilməsi (frequency hopping) və ya yayılmış spektrumlu (spread spectrum) siqnallar belə bu mikrodalğalı impulslara qarşı heç bir şansı yoxdur. Bundan əlavə, bu sistemlərin geniş tezlik diapazonu onlara 24–40 gigaherts aralığında işləyən yeni millimetrdalğalı rabitə bağlantılarda da fəaliyyət göstərməyə imkan verir; ənənəvi jammerlər isə normal radio tezlik diapazonlarının xaricində işlədikləri üçün bu bağlantıları bloklaya bilmirlər.

Drone çoxluqlarına qarşı effektivlik: Niyə mikrodalğalı maneə qoyan drone əleyhinə sistemlər üstünlük təşkil edir

Yüksək güclü mikrodalğalar (HPM) miqyaslaşdırılması: Yenidən yüklənmədən bir neçə dronu eyni zamanda neytrallaşdırmaq

Mikrodalğalı maneə qoyma, hər bir dronu ayrı-ayrılıqda hədəfləmədən böyük sahələri əhatə edə biləcəyi üçün drone çoxluqlarına qarşı çox yaxşı işləyir. Kinematik müdaxilə vasitələri və lazer silahlar hədəfləri bir-birinə bağlamaq üçün vaxt və dəqiqlik tələb edirlər. Lakin HPM sistemləri fərqli işləyir. Onlar bütün istiqamətlərə yayılan və ya geniş konuslar əmələ gətirən elektromaqnit impulsları göndərir və beləliklə, tək bir impuls zamanı bir neçə dronu eyni anda pozuntuya məruz buraxır. Beləliklə, çoxsaylı hədəfləri eyni zamanda idarə etmə qabiliyyəti əsasən üç əsas üstünlüyə əsaslanır — bu üstünlüklər də bu sistemləri ənənəvi yanaşmalardan fərqləndirir.

• Bütün istiqamətlərə yönəlmiş və ya geniş bucaqlı örtük : Müasir şüa formalaşdıran antenlər 360° azimut örtüyü və ya ayarlanabilən konik sahələr (30°–60°) təmin edir ki, mexaniki yönləndirmə gecikmələri aradan qaldırılır
• Demək olar ki, anında yenidən yüklənmə dövrləri : Heç bir atəş silahı və ya istilik soyuma məhdudiyyəti yoxdur; bu da ardıcıl dalğalar üzrə davamlı təzyiq göstərməyə imkan verir
• Uyğunlaşan güc modulyasiyası : Nüvə amplitudası və müddətinin real vaxtda tənzimlənməsi, fərqli sürü sıxlığı, məsafə və dronların möhkəmləndirilmə səviyyələrinə qarşı effektivliyi optimallaşdırır

Sahədə testlər, 50-dən çox ticari dronun koordinasiyalı formasiyalarına qarşı 95% pozuntu nisbəti göstərmişdir — bu da mikrodalğalı maneə qoymanın doymuş hücumlara xərclər baxımından səmərəli şəkildə qarşı çıxa bilən yeganə sahədə tətbiq edilən texnologiya olduğunu təsdiqləyir.

Həqiqi dünyanıda təsdiqlənmə: Sürü ilə mübarizə senarislərində performans

2023-cü ildə keçirilən hərbi təlimlər zamanı aparılan operativ təsdiqləmə mikrodalğalı maneə qoymanın mürəkkəb sürü müdafiəsində qəti üstünlüyünü təsdiqlədi. Aparıcı sistem aşağıdakı nəticələrə nail oldu:

• 98% pozuntu nisbəti : 60-dan çox dronun sürüsünə qarşı 800 m məsafədə
• <2 saniyəlik sona qədər tam cavab müddəti radar aşkarlamasından elektron neytrallaşmaya qədər
• Heç bir yan təsir yoxdur enerjinin dəqiq nəzarət olunan fokuslaşdırılması və atmosferda minimal səpilmə sayəsində mümkündür

Bu nəticələr RF pərdələmə və digər alternativlərə nisbətən üç strategiya üstünlüyünü göstərir:

1. Dərin elektron məhvi : Dövrələrin daimi deqradasiyası — müvəqqəti siqnalların bloklanması deyil — pərdələmə dayandıqdan sonra təkrar cəlb olunmanı qarşısını alır
2. İstənilən hava şəraitində etibarlılıq : Duman, yağış, toz və ya tüstü şəraitindən təsirlənmir — ABŞ Ordusunun Atmosfer Yayılması Araşdırmalarına görə, aşağı görünüş şəraitində effektivliyi 70% azalan lazerlərdən fərqli olaraq
3. Bərabərsiz Xərclərin Səmərəliliyi : Təxminən 0,03 ABŞ dolları qiymətli mikrodalğalı pərdələmə, 100 min ABŞ dolları və daha çox qiymətli kinetik müdaxilə vasitələrinə nisbətən sıralarla daha ucuzdur

Belə performans mikrodalğalı pərdələməni aşağı qiymətli, yüksək həcmli dron təhdidlərinə qarşı hava limanları, enerji stansiyaları və hökumət obyektlərini qorumaq üçün ən operativ cəhətdən mümkündür və iqtisadi cəhətdən davamlı həll kimi möhkəmləndirir.

Alternativ yönəldilmiş enerji həllərinə qarşı operativ üstünlüklər

Mikrodalğalı maneə qoyan dron əleyhinə sistemlər vs. lazer yönəldilmiş enerji silahları: hava şəraitiyə davamlılıq, şüa yayılması və elektron məhv etmə effektivliyi

Mikrodalğalı qarşılıqlı təsir və lazer yönümlü enerji silahları (DEW) arasında müqayisə apararkən mikrodalğalar üçün üstünlük təşkil edən üç əsas sahə mövcuddur. Birinci növbədə, hava şəraiti böyük amildir. La­zerlər havada duman, yağış və ya toz olduqda yaxşı işləmir. Bu şəraitlər lazer şüasının dağılmasına və gücünün itirilməsinə səbəb olur; nəticədə onun əhatə etdiyi məsafə və hədəfi əslində dayandırma ehtimalı azalır. ABŞ Ordusu Tədqiqat Laboratoriyasının bəzi tədqiqatlarına görə, bu azalma müəyyən şəraitdə 70%-dən artıq ola bilər. Lakin mikrodalğalar bu hava şəraitlərinin hamısını çox daha yaxşı dözür və pis şəraitdə yayılma zamanı demək olar ki, heç bir güc itirmir. Başqa bir əsas fərq şüanın yayılma bucağındadır. Əksər mikrodalğa sistemlərinin yayılma bucağı 30–60 dərəcə arasındadır; bu da onlara çox dəqiq hədəfləməyə ehtiyac olmadan daha böyük sahələri əhatə etməyə imkan verir. Lazerlər isə son dərəcə sabit nişan almağı tələb edir — tez-tez dərəcənin onda bir hissəsi dəqiqliyə nail olmaq lazımdır; bu da kiçik radar imzasına malik sürətli hərəkət edən hədəflərlə işlədikdə çox çətin olur. Sonuncu məsələ elektronika üzərində təsir effektivliyidir. Mikrodalğalar əsasən bütün sistemləri bir anda pozur və elektromaqnit maneəsi vasitəsilə enerji idarəetmə sistemləri, hərəkət sensorları və uçuş kompüterləri kimi komponentləri təsir altına alır. Lazerlər isə kameralar və ya mühərrik kimi müəyyən hissələrə istilik tətbiq edərək fərqli bir yanaşma seçir; lakin bu, uzun müddət ərzində bir nöqtəyə dəqiq nişan almağı və mükəmməl dəqiqliyi tələb edir. Çünki mikrodalğalar təyyarənin elektronikasında belə genişmiqyaslı pozğunluq yaradır, onlar ümumiyyətlə daha sürətli təsir göstərir, şəraitdəki qüsurlara daha çox dözümlüdür və əsl döyüş şəraitində ümumiyyətlə daha etibarlıdır.

Texniki Əsaslar: Fizika, Tezliklər və Sistem Layihələndirmə Tələbləri

Mikrodalğalı maneə qoyan anti-dron sistemləri, dronları dairəvi səviyyədə pozmaq üçün elektromaqnit birləşmə prinsiplərindən istifadə edir. Bu sistemlər adətən 1–18 GHz diapazonunda qısa, lakin güclü mikrodalğa partlayışları yaradır və bu tezliklər əsasən ticari dronların ən həssas olduğu sahələrə yönəldilir. Qəbuledici dövrələr, GPS modulları və telemetriya sistemləri kimi komponentlər xüsusilə bu tezliklərə həssasdır. Dronu əslində dayandırmaq üçün əsas amil, elektron komponentlərin davam edə biləcəyi gərginlik həddini aşan gərginlik zirvələri yaratmaqdır. Bu, onboard idarəetmə qurğularının sadəcə sıfırlanmasından başlayaraq, MOSFET tranzistorlarında qapı oksidlərinin çatlaması kimi fiziki zərərlərə qədər müxtəlif nəticələrə səbəb ola bilər. Effektivlik əslində bu gərginlik dalğalarının müxtəlif dron dizaynlarının zəif yerləri ilə nə qədər uyğun olduğu ilə bağlıdır.

Əsas layihələndirmə tələbləri aşağıdakılardır:

• İstiqamətli idarəetmə fazalı antenlər və ya parabolik reflektor antenlər: hədəf zonalarına enerjiyi cəmləşdirmək və yan ox emissiyalarını minimuma endirmək üçün şüa yönütləməsi və qazanc optimallaşdırılması (35 dBi) ilə
• Gücün miqyaslaşdırılabilərlüyü qarşı-qrup tətbiqləri üçün 1 GW-dan yuxarı zirvə çıxışları — bərk cisim gücləndiriciləri və ya nisbilik magnetronlarla birlikdə impuls sıxılması istifadə edilərək əldə edilir
• Uyğunlaşan dalğa formalı siqnallar tezlik-dəyişkən impuls verilməsi və polaryzasiya müxtəlifliyi: yayılmış spektrumlu keçid və ya qoruyucu bilavasitəli proqram təminatı kimi dron əleyhinə tədbirləri aşmaq üçün
• Sürətli dövrələmə çoxdalğalı döyüşlər zamanı bastırmanın davam etdirilməsi üçün bir saniyədən az olan impuls təkrarlanma intervalı (<500 ms)

Həqiqi şəraitdə aparılan sınaqlar göstərir ki, 10 kW orta güc, qazanc optimallaşdırılmış reflektorlar və ağıllı şüa idarəetməsini birləşdirən sistemlər 500 m məsafədə 95% pozuntuya nail olur — bu da mikrodalğalı maneə qoymanın texniki yetkinliyini və əməliyyat hazırlığını müasir çoxtəbəqəli C-UAS arxitekturalarında miqyaslanabilən, kinetik olmayan təbəqə kimi sübut edir.

Tez-tez verilən suallar

Mikrodalğalı maneə qoyma nədir?

Mikrodalğalı qarşılıqlı təsir — dronların daxili elektronikasını pozmaq üçün intensiv mikrodalğa enerjisindən istifadə edən bir texnologiyadır.

Mikrodalğalı qarşılıqlı təsir RF qarşılıqlı təsirdən nə ilə fərqlənir?

RF qarşılıqlı təsirin əksinə, mikrodalğalı qarşılıqlı təsir dronların siqnallarını deyil, daxili sxemlərini pozur; bu da onları söndürmək üçün daha effektivdir.

Niyə mikrodalğalı qarşılıqlı təsir dron sürülərinə qarşı effektivdir?

Mikrodalğalı qarşılıqlı təsir dron sürülərinə qarşı effektivdir, çünki o, böyük sahələri əhatə edə bilir və hər bir dronu ayrı-ayrılıqda hədəfləmədən eyni zamanda bir neçə dronu neytrallaşdıra bilir.

Mikrodalğalı qarşılıqlı təsir hava şəraitindən təsirlənirmi?

Xeyr, mikrodalğalı qarşılıqlı təsir digər bəzi yönəldilmiş enerji silahlarının əksinə, pisləşmiş hava şəraitindən əhəmiyyətli dərəcədə təsirlənmir.