Микротолқындық құпиялықты бұзу арқылы дрондарға қарсы жүйелер неге тиімді құрал болып табылады?

Микротолқындық бұзылу әдісі арқылы дрондарға қарсы жүйелер ҰБД-ларды кинетикалық емес тәсілмен қалай бұзады

Дрон электроникасындағы электромагниттік әлсіздіктен мақсатты микротолқындық энергия арқылы пайдалану

Дрондарға қарсы қорғаныс үшін микротолқынды бұзу жүйелері негізгі электрондық схемаларға әлсіз орындарға бағытталған күшті микротолқынды энергиямен толтыру арқылы жұмыс істейді. Көптеген коммерциялық дрондар қорғалмаған микропроцессорлар, GPS құрылғылары және қозғалыс сенсорларымен жабдықталған, олар күшті электромагниттік кедергіге шыдауға құрылмайтын болып келеді. Осы жоғары қуатты микротолқындар дрон корпусының ішіне түскен кезде жартылай өткізгіштердің шыдай алмайтын деңгейден аса көп кернеу импульстерін туғызады, нәтижесінде ұшу басқару жүйелері немесе мезгілдік қайта іске қосылады, немесе кейде аппараттық құрылғылар толығымен шығып қалады — бұл барлығы дронға тиіп қалмай-ақ жүзеге асады. Сынақтар көрсеткендей, жарты секундқа созылатын қысқа микротолқынды импульстер тұтынушыларға арналған дрондардың шамамен 9-дан 10-ында GPS жүйелері мен ұшу басқару жүйелерін бұзады. Бұл жүйелердің дәстүрлі әдістерден айырмашылығы — олар қалдықтарды қалдырмайды, жанындағы адамдарға зиян келтіру ықтималдығын азайтады және назар аудармайтындай дәрежеде үнсіз жұмыс істейді. Бұл оларды қалаларда, әуежайлардың жанында немесе қажетсіз аэродың кіруінен қорғану үшін құнды инфрақұрылым орналасқан кез келген жерде ерекше пайдалы етеді.

Микротолқындық жабылу мен радиожиіліктік (RF) жабылу: спектрдың қамтылуы, қуат берілуі және әсер тереңдігіндегі негізгі айырымдар

Дәстүрлі RF-жабылғыштар басқару сигналдарын тар жиілік диапазондарында (2,4–5,8 ГГц) шуға батырады, ал микротолқындық жабылу толығымен өзгеше жұмыс істейді — ол электрондық құрылғыларға коммуникацияларды маскалаудан гөрі физикалық тәсір ететін интенсивті, кең жиілікті электромагниттік энергияны (300 МГц–300 ГГц) береді.

Микротолқындық жүйелер 100 киловатттан астам қуатты импульстерді генерациялай алады, бұл арнайы осындай әсерлерге қарсы беріктендірілмеген интегралдық схемаларға ауыр зиян келтіруге жеткілікті. Бұл импульстер негізінде электрондық құрылғыларды әртүрлі ақаулар арқылы «қысқа тұйықтайды»: мысалы, латч-ап жағдайлары, қақпақтардың жарылуы немесе компоненттердің шектерінен асып кететін қарапайым қызу. Бұл әсіресе автономды дрондарды базалық станциялармен тұрақты радиобайланыс орнатпай-ақ ұшып жүрген кезде оларды толығымен тоқтатқанда өте тиімді болады. Дрондардың қолданатын кейбір жиіліктерді ауыстыру әдістері немесе кең спектрлі сигналдары да бұл микротолқындық импульстерге қарсы тұра алмайды. Сонымен қатар, тағы бір артықшылығы бар: жиіліктердің кең диапазоны арқылы бұл жүйелер 24–40 гигагерц аралығындағы жаңа миллиметрлік толқындық байланыс желілерінде де жұмыс істейді, ал бұл диапазонға дәстүрлі жабықтағыштар (джаммерлер) қол жеткізе алмайды, себебі олар қалыпты радиожиілік аралығынан тыс жұмыс істейді.

Дрондар тобына қарсы тиімділік: Неге микротолқынды бұзу құрылғылары дрондарға қарсы күресуде жоғары нәтиже көрсетеді

Жоғары қуатты микротолқынды (ЖҚМ) масштабтау: Қайта зарядтаусыз бір уақытта бірнеше дронды бейтараптау

Микротолқынды бұзу дрондар тобына қарсы өте тиімді, себебі ол әрбір дронды жеке мақсаттап отырмай-ақ, ірі аумақтарды қамтуға қабілетті. Кинетикалық кедергілер мен лазерлік қарулар мақсаттарға бірден біріне қарай қатты дәлдікпен және уақыт жұмсап қатынасқа түсуі керек. Ал ЖҚМ жүйелері басқаша жұмыс істейді. Олар электромагниттік импульстерді шығарады, олар барлық бағытқа таратылады немесе ендік конусты аймақтар түрінде таралады және бір импульс кезінде бірнеше дронды бір уақытта бұзады. Бір уақытта осылай көп мақсаттармен жұмыс істеу қабілеті жоғары сапалы конструкциялық сипаттамаларға негізделген — негізінен, бұл жүйелерді дәстүрлі тәсілдерден ерекшелейтін үш негізгі артықшылық.

• Барлық бағытқа қарай немесе кең бұрышты қамту : Қазіргі заманғы сәулелерді бағыттау антенналары 360° азимуттық қамтуға немесе реттелетін конусты аймақтарға (30°–60°) мүмкіндік береді, механикалық бұрылу кешігуін болдырмау үшін
• Жақын-анық қайта жүктеу циклдары : Аммуниция немесе жылулық салқындату шектеулері жоқ, сондықтан тізбектелген толқындар бойынша ұзақ мерзімді басып ұстау мүмкін
• Адаптивті қуатты реттеу : Импульс амплитудасы мен ұзақтығын нақты уақытта реттеу әртүрлі шағын дрондар тобының тығыздығына, қашықтығына және дрондардың қорғаныс деңгейіне қарай тиімділікті оптималдайды

Сараптама жеріндегі сынақтар 50-ден астам коммерциялық дрондардан тұратын үйлесімді топтарға қарсы 95% ықтималдықпен бұзу қабілетін көрсетті — бұл микротолқынды бұзу технологиясын қымбатқа түспейтін, қаныққан шабуылдарға қарсы күресуге қабілетті жалғыз өнеркәсіптік деңгейде енгізілген технология екендігін растайды.

Шынайы әлемдегі растау: Шағын дрондар тобын жеңу сценарийлеріндегі өнімділік

2023 жылғы әскери жаттығулар кезінде өткізілген операциялық растау микротолқынды бұзу технологиясының күрделі шағын дрондар тобын қорғауындағы шешуші артықшылығын растады. Жетекші жүйе мынадай нәтижелерге қол жеткізді:

• 98% бұзу қабілеті : 60-тан астам дрондар тобына қарсы 800 м қашықтықта
• <2 секунд ішінде барлық процеске жауап уақыты : Радиолокациялық анықтаудан бастап электрондық бейтараптандыруға дейін
• Нөлдік қосымша зиян , қатаң бақыланатын энергияны шоғырландыру және аз атмосфералық шашырау арқылы қамтамасыз етіледі

Бұл нәтижелер РЧ-басқарудың және басқа альтернативалардың алдында үш стратегиялық артықшылықты көрсетеді:

1. Терең электрондық зақымдану : Тұрақты схемалық тозу — уақытша сигналды тоқтату емес — басқаруды тоқтатқаннан кейін қайта қосылуға кедергі келтіреді
2. Барлық ауандарда қатынас : Тұман, жаңбыр, шаң немесе түтін әсерінен әсерленбейді — лазерлерге қарағанда, олардың тиімділігі АҚШ Әскери департаментінің Атмосфералық таралу зерттеулері бойынша төмен көріну шарттарында 70% төмендейді
3. Жоғары деңгейлі құндылық тиімділігі : Шамамен $0,03 шаққындағы микротолқындық басқару кинетикалық тосқындарға қарағанда ($100 мыңнан астам) реттермен тиімдірек

Мұндай сипаттамалар микротолқындық басқаруды төмен бағалы, бірақ жоғары көлемді дрондарға қарсы аэродромдарды, электр станцияларын және үкіметтік объектілерді қорғауда ең операциялық тиімді және экономикалық тұрақты шешім ретінде орнатады.

Басқа бағытталған энергия шешімдеріне қарағандағы операциялық артықшылықтар

Микротолқындық құпиялық жою арқылы дрондарға қарсы жүйелер мен лазерлік бағытталған энергия құрылғылары: ауа райына төзімділік, сәулелену ашылуы және электрондық зақымдау тиімділігі

Микротолқындық жабылу мен лазерлік бағытталған энергиялық қаруларды (БЭҚ) салыстырғанда, микротолқындар үш негізгі аспектіде алда келе алады. Біріншіден, ауа райы — бұл маңызды фактор. Лазерлер тұман, жаңбыр немесе ауада шаң болған кезде жақсы жұмыс істемейді. Бұл жағдайлар лазер сәулесінің шашырауына және қуатының төмендеуіне әкеледі, ол әрі әсер ету қашықтығын, әрі мақсатты тоқтату мүмкіндігін айтарлықтай төмендетеді. АҚШ Әскери зерттеу зертханасының кейбір зерттеулері бұл төмендеу кейбір жағдайларда 70%-дан асады деп болжайды. Ал микротолқындар бұл ауа райының әсерін көп ұзамай төтеп береді, нашар жағдайлар арқылы өткенде қуатын шамамен толық сақтайды. Екінші маңызды айырмашылық — сәуле таратылу бұрышында. Көптеген микротолқындық жүйелердің таратылу бұрышы 30–60 градус аралығында, яғни олар дәлдікті қатаң талап етпей, ірі аумақтарды қамтуға қабілетті. Ал лазерлер әдетте бірнеше ондық үлес градус ішінде өте тұрақты бағыттау талап етеді, бұл кіші радар белгісі бар жылдам қозғалатын мақсаттармен жұмыс істеген кезде өте қиынға соғады. Соңғы айырмашылық — электроникаға әсер ету тиімділігінде. Микротолқындар электромагниттік кедергі арқылы қуат реттегіштер, қозғалыс сенсорлары, ұшу компьютерлері сияқты бүкіл жүйелерді бірден бұзып жібереді. Ал лазерлер камера немесе қозғалтқыш сияқты нақты бөлшектерге жылу шоғырын жинақтайды, бірақ бұл ұзақ уақыт бойы бір нүктеге дәл түсу мен идеалды дәлдікті талап етеді. Сондықтан микротолқындар ұшақтың электроникасы бойынша кең таралған бұзылу құбылысын туғызады, олар әрекет ету жылдамдығы жоғары, жағдайларға төзімдірек және шынайы қарулы қақтығысу жағдайларында жалпы алғанда сенімдірек болып табылады.

Техникалық негіздер: Физика, жиіліктер және жүйе жобалау талаптары

Микротолқынды бұзу әдісін қолданатын әуедегі дрондарға қарсы жүйелер электромагниттік байланыс принциптерін қолданып, дрондарды олардың электрондық схемасы деңгейінде бұзады. Бұл жүйелер әдетте 1–18 ГГц диапазонында қысқа, бірақ күшті микротолқынды импульстер шығарады, сонымен қатар олар коммерциялық дрондардың ең әлсіз орындарын нақты таңдап алады. Қабылдағыш схемалары, GPS модульдері және телеметриялық жүйелер сияқты компоненттер осы жиіліктерге ерекше сезімтал болады. Дронды нақты бұзу үшін негізгі фактор — электрондық компоненттердің шыдай алмайтын кернеу шыңдарын туғызу. Бұл онбордтық басқарушылардың қарапайым қайта іске қосылуынан бастап, MOSFET транзисторларындағы қақпа оксидінің жарылуы сияқты нақты физикалық зақымдануға дейін әртүрлі нәтижелерге әкелуі мүмкін. Тиімділік дрондардың әртүрлі жобаларындағы кемшіліктерге осы кернеу импульстерінің қаншалықты жақсы сәйкес келуіне байланысты.

Негізгі жобалау талаптарына мыналар кіреді:

• Бағытталған басқару фазалық массивті немесе параболалық шағылдырғыш антенналар: сәуле бағытын реттеу мен күшейту оптимизациясы (35 дБи) арқылы энергияны мақсатты аймақтарға жинақтау және осьтен тыс шығарылымдарды азайту
• Қуаттың масштабталуы қарсы-шоғырлану қолданбалары үшін пик қуаты 1 ГВт-тан асады — бұл қатты денелі күшейткіштер немесе салыстырмалық магнетрондар мен импульстарды қысу арқылы іске асады
• Икемді формалы толқындар жиілікке икемді импульстар мен поляризациялық әртүрлілік: таратылған спектрмен секіру немесе қорғанысқа бағытталған firmware сияқты дрондарға қарсы шараларды жеңуге мүмкіндік береді
• Тез циклдау көптолқынды әрекеттер кезінде басып тастауды ұзақ уақыт бойы сақтау үшін импульстарды қайталау интервалы бір секундтан кем (<500 мс)

Нақты әлемдегі тексерілулер көрсеткендей, орташа қуаты 10 кВт, күшейтуге оптимизацияланған шағылдырғыштар мен ақылды сәуле басқаруы бар жүйелер 500 м қашықтықта 95% өткізгіштікті бұзу деңгейін қамтамасыз етеді — бұл микротолқындық бұзу әдісінің техникалық жетілгендігі мен қазіргі заманғы көпқабатты C-UAS архитектураларында масштабталатын, кинетикалық емес қабат ретінде операциялық дайындығын дәлелдейді

ЖИІ ҚОЙЫЛАТЫН СҰРАҚТАР

Микротолқындық бұзу дегеніміз не?

Микротолқындық бұзу — дрондардың ішкі электроникасына әсер ету үшін күшті микротолқындық энергия қолданатын технология.

Микротолқындық бұзу радиожиіліктік (RF) бұзудан қалай ерекшеленеді?

RF бұзу сигналдарды блоктағанымен, микротолқындық бұзу дрондардың ішкі схемаларын бұзады, сондықтан оларды шығарып тастау үшін тиімдірек.

Неге микротолқындық бұзу дрондар тобына қарсы тиімді?

Микротолқындық бұзу дрондар тобына қарсы тиімді, себебі ол үлкен аумақты қамтиды және әрбір дронды жеке мақсаттап отырмай-ақ бір уақытта бірнеше дронды бейтараптандыра алады.

Микротолқындық бұзу ауа райы жағдайларынан әсерлене ме?

Жоқ, микротолқындық бұзу кейбір басқа бағытталған энергиялық қарулардан айырмашылығы, ауа райының нашар жағдайларынан маңызды әсерленбейді.