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Sistemi di rilevamento dei droni a radiofrequenza

I sistemi di rilevamento dei droni a radiofrequenza (RF) sono soluzioni di sorveglianza passiva che identificano, classificano e tracciano i sistemi aerei senza pilota (UAS) monitorando le emissioni in radiofrequenza (RF) provenienti dai collegamenti di comando e controllo (C2), dalla telemetria e dalle trasmissioni video. Utilizzati nelle operazioni militari di contrasto ai droni (C-UAS), questi sistemi forniscono allerta precoce e consapevolezza situazionale per la difesa degli aeroporti, la protezione delle forze armate, la sicurezza delle frontiere e il monitoraggio delle infrastrutture critiche.

Questa categoria presenta i fornitori di sistemi di rilevamento dei droni a radiofrequenza disponibili come soluzioni fisse, portatili, palmari e montate su veicoli.

Leggi il Panoramica tecnologica

Fornitori di sistemi di rilevamento dei droni a radiofrequenza

4 Leading Suppliers
Triad RF Systems
Triad RF Systems
USA

Sistemi radio MIMO integrati, amplificatori di potenza RF per C-UAS, guerra elettronica e collegamenti dati ISR

CRFS
CRFS

Payload SIGINT e tecnologia di rilevamento RF definita dal software per sistemi UxS militari

D-Fend Solutions
D-Fend Solutions
Israel (4 locations)

Tecnologie RF-Cyber Counter-Drone per applicazioni militari, forze speciali e governative

Trakka Systems
Trakka Systems
USA (4 locations)

Tecnologie integrate di visione, imaging e illuminazione per missioni aeree, terrestri e marittime

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Panoramica sui sistemi di rilevamento dei droni a radiofrequenza per le applicazioni militari C-UAS

William Mackenzie

Aggiornato:

Introduzione ai sistemi di rilevamento dei droni a radiofrequenza

I sistemi di rilevamento dei droni a radiofrequenza (RF) sono tecnologie di sorveglianza passiva utilizzate per rilevare, identificare, classificare e tracciare i sistemi aerei senza pilota (UAS) monitorando le emissioni elettromagnetiche associate alle loro comunicazioni. Tali sistemi analizzano i collegamenti di comando e controllo (C2), la telemetria, le trasmissioni video e altri segnali RF rilevabili per identificare l’attività dei droni senza emettere energia radar né interferire con le comunicazioni.

Il rilevamento dei droni basato sulle radiofrequenze supporta i sistemi militari di contrasto ai velivoli senza pilota (C-UAS), fornendo allerta precoce, consapevolezza situazionale e, ove supportato, la geolocalizzazione dei droni e dei loro controllori. I sistemi di rilevamento RF fissi, portatili, montati su veicoli e collegati in rete contribuiscono a proteggere le installazioni militari, le forze dispiegate, gli aeroporti e le infrastrutture critiche. Possono operare in modo indipendente o in combinazione con radar di rilevamento dei droni, sensori elettro-ottici/a infrarossi (EO/IR) e altre tecnologie di rilevamento. Il rilevamento dipende tuttavia dalle emissioni RF riconoscibili, il che ne limita l’efficacia nei confronti dei droni “radio-silenziosi” o di quelli che utilizzano metodi di comunicazione non noti.

Principali tipi di segnali RF e di comunicazione rilevabili

I sistemi di rilevamento dei droni tramite RF monitorano diverse categorie di trasmissioni wireless, con capacità di rilevamento e classificazione che dipendono dalla copertura del ricevitore, dalle caratteristiche del segnale, dai protocolli di comunicazione supportati e dalle librerie di firme di riferimento.

Tipo di segnale RF Caratteristiche Considerazioni sul rilevamento
Collegamenti ascendenti di comando e controllo (C2) e collegamenti discendenti di telemetria Comunicazioni wireless che veicolano comandi di volo, informazioni sullo stato e dati telemetrici operativi tra i droni e le stazioni di controllo a terra. Il rilevamento dei collegamenti supportati può consentire la classificazione dei droni, l’invio di avvisi di attività e la potenziale localizzazione del controllore.
Collegamenti di trasmissione video digitali e analogici Trasmissioni RF che veicolano video in diretta dalle telecamere di bordo tramite sistemi di comunicazione analogici o codificati digitalmente. Le caratteristiche del segnale possono consentire il rilevamento e la classificazione senza richiedere l’accesso al contenuto video.
Spettro diffuso a salto di frequenza (FHSS) e spettro diffuso a sequenza diretta (DSSS) Tecniche di trasmissione che distribuiscono l’energia del segnale su frequenze variabili o larghezze di banda più ampie per migliorare la robustezza della comunicazione. Il monitoraggio a banda larga e un’adeguata elaborazione del segnale possono aiutare a rilevare queste emissioni, sebbene la velocità di salto, la potenza del segnale e la copertura del ricevitore influenzino le prestazioni di rilevamento.
Trasmissioni di identificazione remota diretta (DRI) Messaggi Direct Remote ID trasmessi utilizzando tecnologie Bluetooth e Wi-Fi supportate, compresi i formati specificati dalle norme ASTM F3411 e ASD-STAN EN 4709-002. I ricevitori compatibili possono acquisire le informazioni di identificazione e localizzazione delle trasmissioni, subordinatamente alla disponibilità dei messaggi e alla loro implementazione. Il Remote ID di rete utilizza un’architettura di comunicazione distinta.
Droni connessi alla rete cellulare (4G LTE / 5G) Comunicazioni dei droni instradate tramite reti cellulari di quarta generazione (4G) Long-Term Evolution (LTE) o di quinta generazione (5G), anziché tramite i tradizionali collegamenti punto-punto con il controller. Il rilevamento e l’attribuzione rappresentano una sfida, poiché le trasmissioni possono assomigliare alla normale attività cellulare e non sono necessariamente identificabili come comunicazioni di droni.
Frequenze non standard e con spostamento di spettro Collegamenti di comunicazione personalizzati che operano in bande di frequenza sub-gigahertz (sub-GHz), proprietarie o militari. Le apparecchiature di rilevamento RF multibanda possono identificare emissioni al di fuori delle frequenze dei droni commerciali comunemente monitorate, a seconda delle capacità del ricevitore.

Applicazioni militari dei sistemi di rilevamento RF dei droni

Basi operative avanzate (FOB), unità dispiegate e difesa degli aeroporti

Rilevamento RF dei droni a cura di D-Fend Solutions

Dispositivo di rilevamento a radiofrequenza di D-Fend Solutions, EnforceAir.

I sistemi militari di rilevamento dei droni a radiofrequenza contribuiscono a proteggere le basi operative avanzate (FOB), le formazioni tattiche e gli aeroporti militari da attività non autorizzate di sistemi aerei senza pilota (UAS). Gli scanner RF portatili e i rilevatori di droni RF a lungo raggio sono in grado di fornire un preallarme in caso di droni in avvicinamento con trasmissioni rilevabili, mentre i sensori collegati in rete estendono la copertura su posizioni difensive disperse. I sistemi montati su veicoli e quelli portatili supportano inoltre la protezione delle forze mobili, la sicurezza dei convogli e le operazioni tattiche di contrasto ai droni.

Contenimento dei droni nell’aviazione civile e negli aeroporti commerciali

Il rilevamento dei droni tramite radiofrequenza (RF) supporta la sicurezza aeroportuale identificando le trasmissioni correlate ai droni in prossimità delle piste, dei corridoi di avvicinamento e dello spazio aereo riservato. I sensori RF passivi integrano l’infrastruttura di sorveglianza aeroportuale senza introdurre emissioni RF attive. Laddove supportate, le funzionalità di tracciamento dei droni tramite radiofrequenza e di geolocalizzazione del controllore aiutano il personale di sicurezza a indagare sulle attività non autorizzate dei droni e a coordinare le risposte appropriate.

Confini, carceri e infrastrutture nazionali critiche (CNI)

I sistemi di sorveglianza RF monitorano i perimetri protetti attorno a frontiere, istituti penitenziari, impianti energetici e altre infrastrutture nazionali critiche (CNI). Le reti fisse di rilevamento RF garantiscono un monitoraggio continuo delle comunicazioni dei droni supportate, mentre i sensori distribuiti possono migliorare la copertura in siti di grandi dimensioni. Gli avvisi automatici consentono agli operatori di indagare su potenziali minacce alla sorveglianza, al contrabbando o alla sicurezza delle infrastrutture.

Protezione perimetrale di personalità di spicco (VIP), stadi ed eventi

Le apparecchiature di rilevamento dei droni a radiofrequenza (RF) dispiegabili garantiscono una sorveglianza temporanea dello spazio aereo in occasione degli spostamenti di personalità di spicco (VIP), di eventi pubblici e di raduni ad alta sicurezza. I rilevatori portatili e montati su veicoli monitorano l’attività RF correlata ai droni intorno alle zone di sicurezza designate, favorendo una rapida identificazione e risposta. Il funzionamento passivo risulta particolarmente utile laddove ulteriori trasmissioni RF potrebbero interferire con comunicazioni sensibili o con le infrastrutture di sicurezza esistenti.

Architetture di rilevamento RF ed elaborazione del segnale

I sistemi di rilevamento dei droni a radiofrequenza combinano ricevitori specializzati, antenne e software di elaborazione del segnale per acquisire le emissioni radio, riconoscere i segnali correlati ai droni e generare avvisi di rilevamento in ambienti elettromagnetici complessi.

  • Monitoraggio RF a banda larga e analisi dello spettro: i front-end di radio definita dal software (SDR) e i ricevitori di monitoraggio dello spettro analizzano le emissioni radio nelle gamme di frequenza supportate per identificare potenziali trasmissioni dei droni.
  • Decodifica del protocollo vs. identificazione RF indipendente dal protocollo: i sistemi sensibili al protocollo riconoscono i formati di comunicazione supportati e possono estrarre dati identificativi, mentre le tecniche indipendenti dal protocollo analizzano le caratteristiche misurabili del segnale senza richiedere la decodifica completa del messaggio.
  • Apprendimento automatico e IA perimetrale per il riconoscimento dei segnali: gli algoritmi di apprendimento automatico e di Intelligenza Artificiale (IA) perimetrale sono in grado di classificare le impronte RF e distinguere le trasmissioni relative ai droni da quelle di altri emettitori, con un’elaborazione locale che supporta il rilevamento rapido e gli avvisi.
  • Ricevitori multicanale, multibanda e con campionamento RF diretto: le architetture avanzate dei ricevitori supportano il monitoraggio simultaneo di più bande di frequenza, migliorando la copertura di rilevamento e riducendo gli intervalli ciechi associati alla scansione sequenziale.
  • Fattori di forma del sistema: le installazioni fisse garantiscono una sorveglianza continua, i rilevatori montati su veicoli supportano le operazioni mobili, mentre i dispositivi di rilevamento RF indossabili o portatili forniscono una consapevolezza situazionale localizzata al personale a piedi.

L’architettura del ricevitore, la configurazione dell’antenna, la sensibilità del segnale e la copertura della libreria delle firme influenzano la latenza di rilevamento, le prestazioni di classificazione e l’idoneità all’impiego militare.

Sistema di rilevamento dei droni a radiofrequenza di Trakka Systems

Dispositivo di rilevamento RF di Trakka Systems, TIPS-C.

Localizzazione direzionale RF e geolocalizzazione dei droni

Le tecnologie di radiogoniometria (DF) e geolocalizzazione stimano la direzione o la posizione dei droni trasmittenti e, laddove sia possibile distinguerne le emissioni, delle relative apparecchiature di controllo a terra.

  • Localizzazione tramite angolo di arrivo (AoA): gli array di antenne, l’interferometria e le tecniche pseudo-Doppler stimano la direzione dei segnali RF in arrivo, fornendo informazioni sul rilevamento per il tracciamento e la localizzazione.
  • Differenza di tempo di arrivo (TDOA) e multilaterazione: ricevitori sincronizzati e distanziati tra loro confrontano i tempi di arrivo dei segnali per stimare le posizioni dei trasmettitori in un’area monitorata.
  • Intensità del segnale ricevuto (RSS) e profilazione della perdita di percorso: le misurazioni dell’intensità del segnale RF possono supportare la stima approssimativa della distanza e la localizzazione, sebbene le perdite di propagazione, l’orientamento dell’antenna e le interferenze ne influenzino l’accuratezza.
  • Stazione di controllo a terra (GCS) e geolocalizzazione dell’operatore: le reti di rilevamento RF supportate possono individuare i controller dei droni trasmittenti, aiutando il personale di sicurezza a identificare le potenziali posizioni delle stazioni di controllo piuttosto che necessariamente la posizione esatta dell’operatore.
  • Diluizione geometrica della precisione (GDOP), multipath e precisione di tracciamento: la geometria dei sensori, i riflessi del segnale, la sincronizzazione dei ricevitori e le condizioni ambientali influenzano l’incertezza della geolocalizzazione e le prestazioni di tracciamento.

La combinazione della radiogoniometria con più ricevitori sincronizzati può migliorare la localizzazione rispetto alle misurazioni di rilevamento effettuate con un singolo sensore, a condizione che siano disponibili osservazioni del segnale e una geometria dei sensori adeguate.

Sviluppi emergenti nei sistemi di rilevamento dei droni tramite RF

Gli sviluppi nella tecnologia dei ricevitori, nell’elaborazione del segnale e nel rilevamento distribuito stanno migliorando l’adattabilità del rilevamento passivo dei droni a radiofrequenza in ambienti elettromagnetici sempre più congestionati.

  • Identificazione specifica dell’emittente (SEI) e impronta digitale RF a livello fisico: l’analisi avanzata del segnale esamina le caratteristiche specifiche del trasmettitore, comprese le variazioni del segnale indotte dall’hardware, per supportare la differenziazione degli emittenti al di là della classificazione generale basata sui protocolli, sebbene le condizioni ambientali possano influire sull’affidabilità.
  • Reti di sensori ad hoc distribuite e autosincronizzanti: i sensori RF collegati in rete che utilizzano riferimenti temporali e metodi di sincronizzazione adeguati supportano il monitoraggio distribuito, la localizzazione collaborativa e la geolocalizzazione in aree operative più estese.
  • Radio cognitive definite dal software e filtraggio adattivo in tempo reale: le tecniche di ricezione adattiva consentono di regolare i parametri di monitoraggio e i metodi di filtraggio in risposta all’attività RF mutevole, contribuendo a migliorare il rilevamento del segnale in ambienti congestionati o contesi.
  • Rilevamento di droni militari FPV con agilità di frequenza: le tecniche di monitoraggio e classificazione in continua evoluzione prendono di mira i droni in modalità First-Person View (FPV) che utilizzano frequenze non standard, collegamenti di comunicazione modificati e trasmissioni con agilità di frequenza, con una ricerca incentrata sul miglioramento del rilevamento e della classificazione dei segnali in condizioni di trasmissione mutevoli.

Questi sviluppi supportano architetture di rilevamento RF più flessibili, in particolare per gli ambienti tattici in cui le tecnologie di comunicazione dei droni e le condizioni elettromagnetiche cambiano rapidamente.