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रेडियो आवृत्ति (आरएफ) पावर एम्पलीफायर आधुनिक काउंटर-अनमैन्ड एयरियल सिस्टम (C-UAS) रक्षा में महत्वपूर्ण घटक हैं, जो विद्युत चुम्बकीय ऊर्जा के सटीक नियंत्रण की अनुमति देते हैं ताकि आक्रामक ड्रोन को बाधित या अक्षम किया जा सके। ये सिस्टम आरएफ संकेतों को उच्च शक्ति स्तर तक प्रवर्धित करते हैं, जिससे लक्षित हस्तक्षेप के माध्यम से ड्रोन के संचालन में व्यवधान उत्पन्न होता है।
आरएफ पावर एम्पलीफायर कमजोर रेडियो संकेतों को लेते हैं और उन्हें 50 वाट से लेकर 10 किलोवाट तक के अधिक शक्ति स्तर तक बढ़ा देते हैं। ये उपकरण ऐसी संकेंद्रित विद्युत चुम्बकीय ऊर्जा उत्पन्न करते हैं, जो ड्रोन संचार को पूरी तरह से बाधित या अवरुद्ध करने में सक्षम होती है। काउंटर-अनमैन्ड एयरक्राफ्ट सिस्टम (C-UAS) के कार्यों में अधिकांश एम्पलीफायर 2.4 गीगाहर्ट्ज़ और 5.8 गीगाहर्ट्ज़ की आवृत्तियों पर केंद्रित रहते हैं, क्योंकि अधिकांश उपभोक्ता ड्रोन अपने नियंत्रण और वीडियो संकेतों के लिए इन्हीं आवृत्तियों का उपयोग करते हैं। नए सॉलिड स्टेट संस्करण भी काफी कुशल हो गए हैं, जिनमें अक्सर 65% से अधिक की दक्षता होती है, और फिर भी वे समीपवर्ती अन्य इलेक्ट्रॉनिक्स को प्रभावित किए बिना विशिष्ट आवृत्तियों को लक्षित कर सकते हैं। यह बात वास्तविक स्थितियों में बहुत महत्वपूर्ण है, जहां हमें वैध वायरलेस उपकरणों को प्रभावित किए बिना अवांछित ड्रोनों को रोकने की आवश्यकता होती है।
आरएफ एम्पलीफायर दो प्राथमिक जैमिंग रणनीतियों को सक्षम करते हैं:
आउटपुट पावर (dBm में मापा जाता है) और मॉडुलेशन पैटर्न को सटीक रूप से समायोजित करके, ये सिस्टम GPS, वाई-फाई और प्रमुख निर्माताओं जैसे DJI और Autel द्वारा उपयोग किए जाने वाले विशिष्ट प्रोटोकॉल को बिना किसी आसपास के बुनियादी ढांचे को प्रभावित किए चयनात्मक रूप से बाधित कर सकते हैं।
लक्षित RF ऊर्जा तीन प्रमुख तंत्रों के माध्यम से ड्रोन को अक्षम कर देती है:
सैन्य-ग्रेड प्रणालियाँ 10 W/मिमी से अधिक शिखर शक्ति घनत्व उत्पन्न करने के लिए गैलियम नाइट्राइड (GaN) ट्रांजिस्टर तकनीक का उपयोग करती हैं, जो 1.2 किमी (0.75 मील) तक की दूरी पर प्रभावी संलग्नता सुनिश्चित करती हैं और कॉम्पैक्ट, मोबाइल तैनाती का समर्थन करती हैं।
उच्च शक्ति वाले माइक्रोवेव या HPM सिस्टम RF एम्पलीफायर का उपयोग करके विद्युत चुम्बकीय ऊर्जा के सघन बर्स्ट उत्पन्न करके काम करते हैं, जो कई अलग-अलग सिस्टम में एक साथ ड्रोन इलेक्ट्रॉनिक्स को बाहर कर सकते हैं। जब माइक्रोवेव ऊर्जा को संकीर्ण बीम में निर्देशित किया जाता है, तो यह स्थानीय EMI हस्तक्षेप पैदा करता है, जो ड्रोन के मार्गदर्शन, संचार और नियंत्रण को प्रभावित करता है। ब्रिटिश सेना ने 2025 में इनमें से एक रेडियो आवृत्ति निर्देशित ऊर्जा हथियार के साथ परीक्षण किया, और वे एक स्वार्म में लगभग 10 में से 9 ड्रोन को रोकने में सफल रहे। यह दर्शाता है कि एक साथ कई खतरों से निपटने के लिए इस तरह की तकनीक कितनी स्केलेबल है।
आधुनिक क्षेत्र प्रणालियाँ अब आरएफ एम्पलीफायर्स को शामिल करना शुरू कर रही हैं जो अपने मोबाइल सेटअप में 50 से 300 किलोवाट तक के आउटपुट को संभाल सकती हैं। मरुस्थलीय वातावरण में परीक्षण के दौरान, एक बख्तरबंद वाहन प्रोटोटाइप ने 400 मीटर के क्षेत्र के भीतर बारह मध्यम आकार के ड्रोन को बाहर करने में सक्षम रहा। तापमान बढ़ने पर भी प्रणाली ने अपने संकेत को मजबूत बनाए रखा, गर्मी के बावजूद 3 डीबी से कम दक्षता खो दी। यह इतना अच्छा क्यों काम करता है? क्योंकि ये नई प्रणालियाँ पुरानी ट्यूब आधारित तकनीक के बजाय सॉलिड स्टेट एम्पलीफायर एरे का उपयोग करती हैं। यह स्विच वास्तविक तैनाती स्थलों पर विश्वसनीयता और प्रदर्शन के मामले में सब कुछ बदल दिया है।
नवीनतम आरएफ निर्देशित ऊर्जा हथियार मॉड्यूलर डिज़ाइन दृष्टिकोण की ओर बढ़ रहे हैं, जो ऑपरेटरों को उनके तैनाती के स्थान के आधार पर शक्ति उत्पादन को स्केल करने की अनुमति देते हैं। शहरी क्षेत्रों में लगभग 20 किलोवाट की आवश्यकता हो सकती है, जबकि खुले युद्ध के मैदानों में अधिकतम 1 मेगावाट शक्ति की आवश्यकता होती है। ये प्रणालियाँ तरंग रूपों को काफी तेजी से भी स्विच कर सकती हैं, जब आवश्यकता होने पर लगभग 10 डिग्री के बीम कोण के साथ व्यापक क्षेत्र कवरेज से बिल्कुल 2 डिग्री पर पिनपॉइंट सटीकता तक। यह क्षमता ड्रोन स्वार्म से लेकर उन महंगे लक्ष्यों तक को संभालती है, जिनकी रक्षा करने के लायक कीमत है। आधुनिक खतरों के खिलाफ इन प्रणालियों को वास्तव में प्रभावी बनाता है, वह यह है कि यह रेडियो आवृत्तियों का वास्तविक समय में विश्लेषण कर सकता है। प्रणाली लगातार अपनी संचालन आवृत्ति को समायोजित करती रहती है ताकि ड्रोन के पता लगाने से बचने के लिए विभिन्न आवृत्तियों के बीच कूदने पर भी आगे बनी रहे। इस प्रकार की अनुकूलित प्रतिक्रिया आज के जटिल युद्ध के मैदानों के वातावरण में ऑपरेटरों को महत्वपूर्ण सैन्य लाभ प्रदान करती है।
इन प्रणालियों के उपयोग की जा सकने वाली शक्ति की सीमा उनके तैनात किए जाने के स्थान पर अधिकतर निर्भर करती है। शहरों में आमतौर पर इसे काफी सीमित रखा जाता है, ताकि आम लोगों की जिंदगी में कोई बाधा न आए, जहां अधिकतम उत्पादन 10 किलोवाट से कम होता है। लेकिन जब हम सैन्य क्षेत्रों की बात करते हैं, तो यह संख्या काफी अधिक हो जाती है, कभी-कभी 500 किलोवाट तक की अनुमति दी जाती है, खासकर समूह रक्षा की स्थितियों में। पिछले साल कुछ नए शोधों में एक दिलचस्प बात सामने आई। जब ऑपरेटर अपने उपकरणों को सही ढंग से कैलिब्रेट करते हैं, तो इससे अन्य इलेक्ट्रॉनिक उपकरणों को गलती से होने वाला नुकसान लगभग तीन चौथाई कम हो जाता है, बस इतना कि सब कुछ बेकाबू छोड़ देने की स्थिति में जो नुकसान होता है। नए मॉडलों में एक बुद्धिमान विशेषता ऑटोमैटिक बंद होने की तंत्र भी लगाई गई है। यह तब सक्रिय होती है जब प्रणाली अपने स्वयं के संकेतों (मित्र आईएफएफ संकेतों) का पता लगाती है, जिसका मतलब यह है कि यह जानती है कि अपने ही पक्ष पर नहीं निशाना लगाना है। जब जान जोखिम में हो, तो यह काफी महत्वपूर्ण बात होती है।
गैलियम नाइट्राइड (GaN) ट्रांजिस्टर पारंपरिक अर्धचालकों पर रक्षा अनुप्रयोगों में श्रेष्ठ प्रदर्शन प्रदान करते हैं, 300% अधिक शक्ति घनत्व गैलियम आर्सेनाइड की तुलना में और 100V से अधिक वोल्टेज पर विश्वसनीय संचालन प्रदान करते हैं। ये एम्पलीफायर 85% पावर-एडेड दक्षता जैमिंग प्रणालियों में प्राप्त करते हैं— सिलिकॉन आधारित विकल्पों की तुलना में 35% अधिक। प्रमुख लाभ निम्नलिखित शामिल हैं:
Ga N-आधारित एम्पलीफायर को अब उन प्रणालियों में प्राथमिकता दी जाती है जिन्हें त्वरित आवृत्ति चपलता की आवश्यकता होती है, जैसा कि यू.एस. सेना द्वारा 20kW GaN-सक्षम जैमर के 2023 में 2U से कम फॉर्म फैक्टर में तैनाती द्वारा प्रदर्शित किया गया है।
पुराने वैक्यूम ट्यूबों से आधुनिक GaN सॉलिड स्टेट एम्पलीफायर्स में बदलने से निर्देशित ऊर्जा हथियारों के लिए खेल बदल गया। आज के सिस्टम पावर मॉड्यूल को इस तरह संयोजित करते हैं कि वे RF आउटपुट को 1 किलोवाट से लेकर 500 किलोवाट तक बढ़ा सकते हैं और संकेत को साफ और विकृति मुक्त रख सकते हैं। संख्याएं भी कहानी सुनाती हैं, क्षेत्र परीक्षणों से पता चला है कि इन सिस्टम की लगातार संचालन अवधि में लगभग 82 प्रतिशत बेहतर प्रदर्शन हुआ। माइक्रोवेव आधारित ड्रोन जैमिंग सिस्टम जैसी चीजों के लिए, इसका मतलब है कि ऑपरेटर उन झंझट भरे ड्रोन स्वार्म को बहुत लंबे समय तक बाधित कर सकते हैं, बिना ठंडा करने या रखरखाव के लिए बंद किए जाने की आवश्यकता के।
गैलियम नाइट्राइड (GaN) तकनीक की शक्ति घनत्व विशेषता के कारण सिस्टम को कुल मिलाकर बहुत छोटा और हल्का बनाया जा सकता है। उदाहरण के लिए, नवीनतम पोर्टेबल जैमिंग उपकरणों में 4 किलोग्राम से कम वजन वाले पैकेज में पूर्ण स्पेक्ट्रम आरएफ एम्पलीफायर लगे हुए हैं, जो 2020 में उपलब्ध उपकरणों की तुलना में लगभग 60 प्रतिशत हल्का है। छोटे उपकरणों के कारण स्थल पर त्वरित तैनाती करना बहुत आसान हो जाता है। नाटो ने हाल ही में GaN से लैस ट्रक माउंटेड सिस्टम का परीक्षण किया है, और ये सिस्टम यह साबित कर चुके हैं कि वे छोटे ड्रोन खतरों से 5 वर्ग किलोमीटर तक के बड़े क्षेत्र की रक्षा कर सकते हैं।
यद्यपि GaN एम्पलीफायर के उत्पादन में लागत 40% अधिक है सिलिकॉन समकक्ष की तुलना में, लेकिन इसके 10 गुना लंबे जीवनकाल (25,000 घंटे MTBF) और 75% कम ऊर्जा खपत के कारण इसके जीवनकाल में मूल्य काफी अधिक हो जाता है। रक्षा विश्लेषकों का अनुमान है कि GaN का उपयोग नए आरएफ काउंटर-ड्रोन तैनातियों के 87% का 2026 तक, इसकी उत्कृष्ट एसडब्ल्यूएपी-सी (आकार, वजन, शक्ति और लागत) प्रोफ़ाइल के कारण।
फ़ेज़्ड एरे तकनीक मिलीमीटर तरंगदैर्घ्य पर विद्युत चुम्बकीय बीम को बहुत सटीक नियंत्रण के साथ निर्देशित करने के लिए कई आरएफ पावर एम्प्स पर निर्भर करती है। जब इंजीनियर पुरानी स्कूल रडार तकनीकों से प्राप्त एंटीना सरणी के विभिन्न भागों में कला कोणों को समायोजित करते हैं, तो वे एक दिशा में एक संकेंद्रित संकेत प्राप्त करते हैं, लेकिन विनाशकारी हस्तक्षेप का उपयोग करके अन्य स्थानों पर अवांछित संकेतों को भी कम कर देते हैं।
एक्स-बैंड आवृत्तियों पर 70% से अधिक पावर-एडेड दक्षता प्रदान करके जीएन-आधारित आरएफ एम्पलीफायर बीम कोहीरेंस में सुधार करते हैं। फ़ील्ड परीक्षणों से पुष्टि हुई है कि जीएन से लैस फ़ेज़्ड एरे 200 माइक्रोसेकंड से भी कम समय में बीम दिशा को स्थानांतरित कर सकते हैं - तेज़ी से अगिले क्वाडकॉप्टर्स की तुलना में।
एडवांस्ड बीमफॉर्मिंग एल्गोरिदम आरएफ एम्पलीफायर आउटपुट को एडॉप्टिव "सिग्नल डिनायल जोन्स" में परिवर्तित करते हैं, जो अनधिकृत ड्रोन को रडार या इलेक्ट्रो-ऑप्टिकल इनपुट का उपयोग करके ट्रैक करते हैं। 2023 नाटो काउंटर-यूएएस परीक्षण के दौरान, 64-चैनल आरएफ एरे ने ड्रोन स्वार्म के खिलाफ 92% निष्क्रियकरण दर प्राप्त की:
इस दृष्टिकोण से ओमनीडायरेक्शनल जैमर्स पर निर्भरता कम होती है, जो महत्वपूर्ण बुनियादी ढांचे के लिए स्केलेबल सुरक्षा सुविधा प्रदान करता है। जीएन एम्पलीफायर का उपयोग करके प्रोटोटाइप ने ट्यूब-आधारित सिस्टम की तुलना में वजन अनुपात पर 8:1 सुधार किया है, जो रणनीतिक वाहनों पर एकीकरण की सुविधा प्रदान करता है।
