امروزه پهپادهای روز دارای قابلیت جهش بین فرکانسهای رادیویی مختلف برای پنهانماندن هستند؛ و مطالعات نشان میدهند که حدود سهچهارم نقضهای امنیتی مربوط به سیستمهای هوایی بیسرنشین است که در حین پرواز بین سیگنالهایی مانند ۲٫۴ گیگاهرتز و ۵٫۸ گیگاهرتز تغییر فرکانس میدهند. دفاعهای سنتی که صرفاً روی یک باند فرکانسی تمرکز دارند، دیگر علیه این دستگاههای هوشمند مؤثر نیستند، زیرا افراد سوءاستفادهکننده بهخوبی میدانند چگونه شکافهای موجود در طیف فرکانسی را پیدا کرده و سیگنالهای کنترلی و ویدئوی زنده خود را بدون وقفه ادامه دهند. امروزه پهپادهای مصرفی بیشتری در بازار ظاهر شدهاند که قادر به جهش خودکار بین فرکانسها هستند؛ بنابراین سیستمهای دفاعی باید تقریباً تمامی باندهای اصلی فرکانسی موجود را پوشش دهند. این امر شامل فرکانسهایی مانند ۹۱۵ مگاهرتز، محدوده ۱٫۴ گیگاهرتز و همچنین ۸۴۵ مگاهرتز میشود — چرا که در غیر این صورت نمیتوان جلوی تغییر پروتکل توسط مهاجم در حین پرواز را گرفت. سیستمهای چندبانده (Multi-band) در واقع تنها گزینه باقیمانده برای مقابله با انواع تهدیدات امروزی هستند، چه یک پهپاد اسباببازی ساده توسط یک نوجوان باشد و چه تجهیزات نظامی پیشرفتهای که از فناوریهای رمزگذاری پیچیده بهره میبرند. حقیقت این است که فناوری پهپادها با سرعت شگفتآوری در حال پیشرفت است؛ بنابراین هر سیستمی که طیف فرکانسی را بهطور کامل پوشش ندهد، شکافهای بزرگی ایجاد میکند که هکرها با تجربه قطعاً آنها را کشف کرده و علیه ما بهکار میبرند.
امروزه پهپادها در چندین باند مختلف فرکانس رادیویی (RF) برای سیگنالهای کنترلی و انتقال تصاویر ویدئویی عمل میکنند که این امر شناسایی آنها را بسیار پیچیده میسازد. مهمترین باندهایی که ما مشاهده میکنیم، ۲/۴ گیگاهرتز و ۵/۸ گیگاهرتز هستند که برای کنترلهای مشابه وایفای و جریانهای ویدئویی با کیفیت بالا (HD) استفاده میشوند. سپس باند ۹۱۵ مگاهرتز وجود دارد که به پهپادها اجازه میدهد در آمریکای شمالی فاصلههای بیشتری را طی کنند. در آسیا، اپراتورها اغلب برای اهداف مشابه از باند ۸۴۵ مگاهرتز استفاده میکنند. و در نهایت، باند ۱/۴ گیگاهرتز عمدتاً برای کاربردهای صنعتی و پروژههای دولتی اختصاص یافته است. تمام این فرکانسها در دستهبندی باندهای ISM قرار میگیرند که هر کسی میتواند بدون نیاز به مجوز ویژه به آنها دسترسی داشته باشد. این بازبودن دسترسی مشکلاتی ایجاد میکند، زیرا تعداد زیادی از دستگاهها در نهایت همزمان از یک فضای مشترک استفاده میکنند. دفاع مؤثر ضدپهپاد نیازمند نظارت همزمان بر تمام این فرکانسهای مختلف است. در غیر این صورت، اپراتورهای هوشمند پهپاد به سادگی هنگام مسدود شدن یک باند، به باند دیگری سوئیچ میکنند و حتی در طول نقض امنیت یا سایر تهدیدات نیز کنترل خود را حفظ میکنند.
نسل جدید پهپادها با استفاده از فناوری پخش طیفی با جهش فرکانسی (FHSS) موفق به دور زدن سیستمهای دفاعی میشوند که این فناوری به آنها امکان میدهد در حین پرواز بین باندهای مختلف رادیویی جهش کنند؛ برای مثال از ۲٫۴ گیگاهرتز تا ۹۱۵ مگاهرتز. برای مقابله با این ترفند، سیستمهای ضدپهپاد چندبانده توسعه یافتهاند که قادر به ایجاد تداخل همزمان در چندین فرکانس رادیویی هستند. این سیستمها عملاً چندین کانال کلیدی از جمله ۲٫۴ گیگاهرتز، ۵٫۸ گیگاهرتز، ۹۱۵ مگاهرتز و همچنین باندهای دیگر در محدوده ۱٫۴ گیگاهرتز و حتی ۸۴۵ مگاهرتز را با سیگنالهای تداخلی پر میکنند. نتیجه این امر بسیار ساده است: هیچ کانال تمیزی برای ارتباط پهپاد باقی نمیماند، بنابراین پهپاد یا بلافاصله فرود میآید یا طبق قوانین ایمنی داخلی خود بهصورت خودکار به محل پایگاه بازمیگردد. تداخلدهندههای معمولِ باریکباند در اینجا کارایی لازم را ندارند، زیرا پهپادهای امروزی پروتکلهای ارتباطی خود را با سرعت بسیار بالا تغییر میدهند و گاهی اوقات این تغییر در کسری از یک ثانیه انجام میشود.
سیستمهای ضدپهپاد صرفاً مبتنی بر فرکانس رادیویی (RF) با وجود قابلیتهای چندباندیشان، محدودیتهای جدی دارند. این سیستمها اغلب هشدارهای کاذب ایجاد میکنند، زیرا سیگنالهای عادی ناشی از اشیاء مانند روترهای وایفای یا وسایل بلوتوث را بهاشتباه بهعنوان تهدیدات پهپادی واقعی تشخیص میدهند؛ این مشکل بهویژه در شهرها که سطح نویز الکترونیکی بسیار بالاست، بسیار حادتر میشود. وضعیت زمانی بدتر میشود که ساختمانها سیگنالها را مسدود کنند یا تپهها مناطق مردهای ایجاد کنند که پهپادهای خطرناک میتوانند از آنها بدون شناسایی عبور کنند. آنچه این موضوع را واقعاً مشکلساز میکند این است که اسکنرهای معمولی RF اصلاً قادر به تشخیص محل دقیق قرارگیری یک شیء، ارتفاع پرواز آن، سرعت حرکت آن یا جهت احتمالی حرکت بعدیاش نیستند — تمام این اطلاعات برای پرسنل امنیتی ضروری هستند تا بتوانند تصمیم بگیرند کدام تهدیدها نیازمند اقدام فوری هستند. وقتی پرسنل امنیتی نتوانند این جزئیات را روی نقشه مشاهده کنند، نمیتوانند بهدرستی پیشبینی کنند که پهپاد در ادامه به کجا خواهد رفت یا بهسرعت کافی با تجهیزات اختلالدهنده (جامر) واکنش نشان دهند، صرفنظر از اینکه این جامرها چقدر پیشرفته باشند.
وقتی به رفع محدودیتهای سیستمهای فرکانس رادیویی (RF) میپردازیم، ادغام حسگرها (Sensor Fusion) با ترکیب سه فناوری متفاوت اما مکمل، راهحلی ارائه میدهد. رادار، ردیابی قابل اعتماد از موقعیت اهداف را حتی در شرایط آبوهوایی نامساعد فراهم میکند و همچنین اطلاعاتی درباره سرعت اهداف ارائه میدهد. سپس حسگرهای نوری مانند حسگرهای الکترو-نوری یا مادون قرمز قابلیت تأیید بصری واقعی را دارند و در شناسایی اهداف کمک میکنند. و در نهایت، اسکنرهای فرکانس رادیویی (RF) پروتکلهای ارتباطی مورد استفاده را بررسی میکنند. این سه فناوری در کنار یکدیگر ترکیبی قدرتمند برای اعتبارسنجی تهدیدات در زمان واقعی ایجاد میکنند. رادار اشیاء در حال پرواز در بالای سر را تشخیص میدهد، حسگرهای نوری ظاهر بصری آنها را تأیید میکنند و در عین حال مؤلفه RF سیگنالهای کنترلی مربوطه را بررسی مینماید. با مقایسه متقابل دادههای این حسگرهای مختلف، هشدارهای کاذب حذف میشوند، شکافهای موجود در پوشش یک حسگر (که ممکن است اهدافی را از قلم بیندازد) جبران میگردند و ردیابی اهداف بهصورت مداوم از لحظه تشخیص اولیه تا زمانی که اقدامات مقابل (Countermeasures) باید اجرا شوند، ادامه مییابد. این رویکرد منجر به ایجاد یک سیستم دفاعی جامع میشود که نهتنها در برابر پهپادهای معمولی، بلکه در برابر پلتفرمهای پنهانکار فرکانس رادیویی (RF Stealth) که سعی در پنهانسازی حضور خود دارند نیز بهخوبی عمل میکند.
جدیدترین سیستمهای چندبانده ضد پهپاد اکنون الگوریتمهای یادگیری ماشینی را در خود جای دادهاند که قادر به تجزیه و تحلیل سیگنالهای RF در چندین محدوده فرکانسی مهم مانند ۲.۴ گیگاهرتز، ۵.۸ گیگاهرتز، حدود ۹۰۰ مگاهرتز و سایر موارد در عرض تنها نیم ثانیه یا بیشتر هستند. این سیستمها میتوانند تفاوت بین سیگنالهای واقعی پهپاد و انواع نویزهای پسزمینه را با دقت بسیار خوبی تشخیص دهند، حدود ۹ از ۱۰ بار درست. این به معنای هشدارهای کاذب بسیار کمتر ایجاد شده توسط روترهای Wi-Fi، گجتهای بلوتوث یا سایر عوامل محیطی است که در غیر این صورت ممکن است آلارمها را به صدا درآورند. آنالیزورهای طیف سنتی اساساً در یک حالت گیر میکنند، در حالی که این سیستمهای مبتنی بر هوش مصنوعی در تشخیص انواع جدید سیگنالها به محض ظاهر شدن، بهتر میشوند. این واقعاً مهم است زیرا خود پهپادها دائماً در حال تغییر سیستم عامل و تکنیکهای رمزگذاری خود هستند. چیزی که این سیستمهای مدرن را متمایز میکند این است که چقدر سریعتر پاسخ میدهند و در مقایسه با رویکردهای قدیمیتر مبتنی بر قانون، زمان انتظار را تقریباً ۴۰ درصد کاهش میدهند.
تمرینهای اخیر ناتو با عنوان «تالون» نشان داد که ادغام حسگرها چگونه عملکرد سیستمهای دفاعی چندبانده را بهطور قابلتوجهی بهبود میبخشد. هنگامی که دادههای اختلال رادیویی (RF) را از پنج باند فرکانسی مختلف، همراه با ردیابی راداری و بررسیهای الکترو-نوری ترکیب کردند، کل سیستم حتی در محیطهای شهری پر از سیگنالهای گمکننده، توانست اهداف را با دقتی حدود ۹۸٫۷ درصد شناسایی کند. این نوع بررسیهای متقابل عملاً نقاط کور آزاردهندهای را که در صورت اتکا صرف به یک نوع حسگر ایجاد میشوند، از بین میبرد. اپراتورها اکنون قادرند به تهدیداتی اقدام کنند که قبلاً از تشخیص حسگرهای معمولی RF عبور میکردند. مؤلفه هوش مصنوعی نیز بهطور پیوسته اولویتدهی به حسگرها را تنظیم میکند؛ برای مثال، در شرایط وجود نویز شدید RF، تأیید نوری را ارجح میداند. با بررسی این نتایج، مشخص میشود که ترکیب چندین حسگر دیگر صرفاً مفید نیست، بلکه اگر بخواهیم راهکارهای قابلاطمینانی برای مقابله با پهپادها در مقیاس گسترده داشته باشیم، این ترکیب امروزه ضروری است.
