កម្លាំងបន្ថែមសញ្ញាវិទ្យុ (RF Power Amplifiers) គឺជាធាតុផ្សំដែលមានសារសំខាន់នៅក្នុងប្រព័ន្ធការពារប្រឆាំងនឹងយន្តហោះគ្មានមនុស្សបើក (C-UAS) ដែលអនុញ្ញាតឱ្យគ្រប់គ្រងថាមពលវិទ្យុដោយប្រើការរំខានឬបំផ្លិចបំផ្លាញយន្តហោះគ្មានមនុស្សបើកដែលបានកំណត់។ ប្រព័ន្ធទាំងនេះបង្កើនកំលាំងសញ្ញាវិទ្យុ (RF) ដល់កំរិតខ្ពស់ដើម្បីរំខានដល់ប្រតិបត្តិការយន្តហោះគ្មានមនុស្សបើកតាមគោលដៅដែលបានកំណត់។
កម្មវិធី RF បង្កើនថាមពល និងបង្កើនសញ្ញារ៉ាដុយដែលខ្សោយ ទៅជាថាមពលខ្ពស់ជាង ដែលជាធម្មតានៅកន្លែងណាមួយរវាង 50 វ៉ាត់ ទៅ 10 គីឡូវ៉ាត់។ អ្វីដែលឧបករណ៍ទាំងនេះបង្កើតឡើងគឺជា ថាមពលអេឡិចត្រូម៉ាញ៉េទិកដែលមានកំលាំងគ្រប់គ្រាន់ ដើម្បីបំបែក ឬបិទការទំនាក់ទំនងយន្តហោះគ្មានមនុស្សជើងហោះហើរឱ្យទាំងស្រុង។ នៅពេលនិយាយអំពីការងារប្រឆាំងនឹងយន្តហោះគ្មានមនុស្ស (C-UAS) ភាគច្រើននៃកម្មវិធី RF បង្កើនថាមពលទាំងនេះ ផ្តោតលើប្រេកង់ជុំវិញ 2.4 ហ្គីហ្សែល និង 5.8 ហ្គីហ្សែល ពីព្រោះនោះជាកន្លែងដែលយន្តហោះគ្មានមនុស្សជើងហោះហើរភាគច្រើន ដំណើរការដើម្បីគ្រប់គ្រង និងផ្តល់ជូនវីដេអូ។ កំណែថ្មីៗរបស់ឧបករណ៍ RF បង្កើនថាមពលប្រភេទថ្មីក៏មានប្រសិទ្ធភាពគួរសម ជាញឹកញាប់មានប្រសិទ្ធភាពលើសពី 65% ខណៈពេលដែលនៅតែអាចគោលដៅប្រេកង់ជាក់លាក់ដោយមិនបំផ្លាញអេឡិចត្រូនិចផ្សេងទៀតនៅជុំវិញ។ នេះគឺសំខាន់ណាស់នៅក្នុងស្ថានភាពពិតប្រាកដ ដែលយើងត្រូវការដើម្បីបញ្ឈប់យន្តហោះគ្មានមនុស្សជើងហោះហើរដែលមិនបានកំណត់ ដោយមិនបង្កបញ្ហាដល់ឧបករណ៍វីរ៉ាយដែលមានស្រាប់។
RF កម្មវិធីបង្កើនថាមពល អនុញ្ញាតឱ្យមានយុទ្ធសាស្ត្ររំខានពីរយ៉ាង៖
ដោយការកែតម្រូវថាមពលទិន្នផល (ដែលវាស់ដោយ dBm) និងគំរូសញ្ញាឱ្យត្រូវប្រកបដោយនិទានភាព ប្រព័ន្ធទាំងនេះអាចបំបែក GPS, Wi-Fi និងសញ្ញាដែលផលិតករធំៗដូចជា DJI និង Autel ប្រើប្រាស់ដោយមិនប៉ះពាល់ដល់ហេដ្ឋារចនាសម្ព័ន្ធបរិវេណ
ថាមពល RF ដែលបាញ់ទៅគោលដៅធ្វើឱ្យយន្តហោះគ្មានមនុស្សបើកគ្មានប្រសិទ្ធភាពតាមយន្តការសំខាន់ៗបីយ៉ាង
ប្រព័ន្ធប្រភេទយោធាប្រើប្រាស់បច្ចេកវិទ្យាទ្រាន់សឺម (GaN) ដើម្បីបង្កើតកំរិតថាមពលកំពូលលើសពី 10 W/mm ដែលអនុញ្ញាតឱ្យធ្វើការប្រើប្រាស់ប្រសិទ្ធភាពនៅចម្ងាយដល់ទៅ 1.2 គីឡូម៉ែត្រ (0.75 ម៉ៃ) ខណៈពេលដែលវាអាចប្រើប្រាស់បានសម្រាប់ការដំឡើងប្រភេទតូចចង្អៀតនិងចល័ត។
ប្រព័ន្ធមីក្រូវែវថាមពលខ្ពស់ ឬ HPM ដំណើរការដោយការប្រើប្រាស់កម្លាំង RF ដើម្បីបង្កើតនូវថាមពលអេឡិចត្រូម៉ាញ៉េទិកដែលមានកំហាត់ខ្លាំង ដែលអាចធ្វើឱ្យប្រព័ន្ធរបស់យន្តហោះគ្មាននាវាថយបញ្ជារបស់សត្រូវឱ្យខូចបានក្នុងពេលតែមួយចំពោះប្រព័ន្ធផ្សេងៗគ្នា។ នៅពេលដែលថាមពលមីក្រូវែវត្រូវបានបញ្ជូនតាមរលកដ៏តឹងរ៉ឹង វានឹងបង្កើតនូវអ្វីដែលគេហៅថា EMI ដែលបង្កជាបញ្ហាដល់ដ្រូន ក្នុងការធ្វើការរុករក ទំនាក់ទំនង និងការគ្រប់គ្រង។ កងទ័ពអង់គ្លេសបានធ្វើការសាកល្បងនៅឆ្នាំ 2025 ជាមួយនឹងអាវុធថាមពលដៅដោយប្រើរលក RF និងបានគ្រប់គ្រងយន្តហោះគ្មាននាវាថយបញ្ជាបាន 9 គ្រឿងក្នុងចំណោម 10 គ្រឿងដែលហោះជាក្តាម។ វាបង្ហាញពីសក្ដានុពលនៃការប្រើប្រាស់បច្ចេកវិទ្យានេះក្នុងការប្រយុទ្ធប្រឆាំងនឹងការគំរាមកំហែងជាច្រើនក្នុងពេលតែមួយ។
ប្រព័ន្ធផ្ទៃដែលទាន់សម័យកំពុងចាប់ផ្តើមបញ្ចូលកុងតាក់ RF ដែលអាចគ្រប់គ្រងទិន្នផលចាប់ពី 50 ទៅ 300 គីឡូវ៉ាត់នៅក្នុងការដំឡើងប្រើប្រាស់ចល័តរបស់ពួកគេ។ កំឡុងពេលសាកល្បងនៅតំបន់វាលខ្សាច់ យានយន្តមានកង់បួនដែលបានបំពាក់ការពារបានធ្វើឱ្យគ្រាប់បាញ់យន្តហោះគ្មានមនុស្សបើកការមធ្យមចំនួន 12 គ្រឿងនៅក្នុងតំបន់ 400 ម៉ែត្រ។ ប្រព័ន្ធនោះបានរក្សាសញ្ញារបស់វាឱ្យមានស្ថេរភាព ទោះបីជាសីតុណ្ហភាពកើនឡើងយ៉ាងខ្លាំងក៏ដោយ ដោយបាត់បង់ប្រសិទ្ធភាពតិចជាង 3 dB ទោះបីជាមានក្តៅ។ ហេតុអ្វីបានជាវាធ្វើការបានល្អយ៉ាងនេះ? ពីព្រោះប្រព័ន្ធថ្មីៗទាំងនេះប្រើប្រាស់អារេកុងតាក់សុីតុងជំនួសឱ្យបច្ចេកវិទ្យាសន្លាក់ចាស់ៗ។ ការផ្លាស់ប្ដូរនេះបានធ្វើឱ្យមានភាពខុសគ្នាយ៉ាងច្បាស់លាស់នៅក្នុងរូបរាងនៃស្ថេរភាព និងការអនុវត្តន៍នៅតាមតំបន់ប្រើប្រាស់ពិតប្រាកដ។
អាវុធថាមពលកំពស់ RF ថ្មីៗកំពុងផ្លាស់ប្តូរទៅរកវិធីសាស្ត្ររចនាម៉ូឌុលដែលអនុញ្ញាតឱ្យអ្នកប្រើប្រាស់កំណត់ថាមពលទិន្នផលអាស្រ័យលើទីតាំងដែលពួកគេត្រូវបានដំឡើង។ តំបន់ទីក្រុងប្រហែលត្រូវការថាមពលប្រហែល 20 kW ខណៈដែលតំបន់ប្រយុទ្ធនៅទីលានធំៗត្រូវការថាមពលខ្ពស់ដល់ទៅ 1 MW។ ប្រព័ន្ធទាំងនេះក៏អាចប្តូររលកបានយ៉ាងឆាប់រហ័សផងដែរ ពីការគ្របដណ្តប់តំបន់ធំដែលមានកន្លះប្រហែល 10 ដឺក្រេ ទៅជាការគ្រប់គ្រងដោយកំរិតសុក្រឹតត្រឹមតែ 2 ដឺក្រេនៅពេលចាំបាច់។ សមត្ថភាពនេះអាចដោះស្រាយបានគ្រប់យ៉ាងពីការហោះហើររបស់គ្រាប់បែកដែលមានច្រើនគ្រឿង រហូតដល់គោលដៅដែលមានតម្លៃខ្ពស់ដែលសមនឹងការការពារ។ អ្វីដែលធ្វើឱ្យប្រព័ន្ធទាំងនេះពិតជាមានប្រសិទ្ធភាពប្រឆាំងនឹងការគំរាមកំហែងទំនើប គឺសមត្ថភាពរបស់វាក្នុងការវិភាគរ៉ាដុលរ៉ាដា (RF) ក្នុងពេលជាក់ស្តែង។ ប្រព័ន្ធនេះកំពុងធ្វើការកែតម្រូវថាមពលប្រតិបត្តិការរបស់វាជានិច្ច ដើម្បីនៅមុខគ្រាប់បែកដែលព្យាយាមគេចវ៉ាក់ការមើលឃើញដោយកំពុងផ្លាស់ប្តូររវាងថាមពលរ៉ាដុលផ្សេងៗគ្នា។ ប្រភេទនៃការឆ្លើយតបបែបបត័តនេះផ្តល់ឱ្យអ្នកប្រើប្រាស់នូវអត្ថប្រយោជន៍ផ្នែកយុទ្ធសាស្ត្រយ៉ាងសំខាន់នៅក្នុងបរិស្ថានប្រយុទ្ធនៅលើទីលានក្នុងសម័យបច្ចុប្បន្ន។
ច្បាប់ស្តីពីការប្រើថាមពលដែលប្រព័ន្ធទាំងនេះអាចប្រើបាន នៅពឹងផ្អែកលើទីតាំងដែលវាបានដំឡើង។ ក្នុងទីក្រុង ជាធម្មតាវាមានកម្រិតថាមពលទាបណាស់ ដោយកំណត់ថាមពលទាបជាង 10 kW ដើម្បីមិនប៉ះពាល់ដល់ប្រជាពលរដ្ឋ។ ប៉ុន្តែនៅតំបន់យោធី វាអាចឡើងដល់ 500 kW សម្រាប់ការការពារក្នុងស្ថានការណ៍វាយប្រហារជាក្រុម។ ការសិក្សាថ្មីៗកាលពីឆ្នាំមុនក៏បានបង្ហាញពីរឿងមួយដែលគួរឱ្យចាប់អារម្មណ៍ដែរ។ នៅពេលដែលអ្នកប្រើប្រាស់ចំណាយពេលកំណត់រចនាសម្ព័ន្ធគ្រឿងបរិក្ខារឱ្យបានត្រឹមត្រូវ វាអាចកាត់បន្ថយការខូចខាតដោយចៃដន្យលើគ្រឿងអេឡិចត្រូនិចបានបីភាគបួន បើធៀបនឹងការប្រើប្រាស់ដោយគ្មានការគ្រប់គ្រង។ មុខងារឆ្លាតវៃផ្សេងទៀតដែលបានបញ្ចូលនៅក្នុងម៉ូឌែលថ្មីៗ គឺជាមុខងារបិទដោយស្វ័យប្រវត្តិ។ មុខងារនេះនឹងចាប់ផ្ដើមនៅពេលដែលប្រព័ន្ធរកឃើញសញ្ញាសម្គាល់មិត្តភក្ដិ IFF ដែលជាមូលដ្ឋានវាមានន័យថា វាដឹងថាមិនគួរវាយប្រហារលើខ្លួនខាងមិត្តនោះទេ។ វាជាមុខងារដែលសំខាន់ណាស់ក្នុងការការពារជីវិត។
ផ្ទៃប៉ុស្តិ៍ Gallium nitride (GaN) ផ្តល់នូវប្រសិទ្ធភាពល្អប្រសើរជាងផ្ទៃប៉ុស្តិ៍ធម្មតាក្នុងកម្មវិធីការពារជាតិ ដោយផ្តល់ជូន កំហាប់ថាមពលខ្ពស់ជាង 300% ជាងផ្ទៃប៉ុស្តិ៍ gallium arsenide និងដំណើរការបានល្អនៅកម្រិតវ៉ុលខ្ពស់ជាង 100V។ កាំភ្លើងទាំងនេះសម្រេចបាននូវ ប្រសិទ្ធភាពថាមពលបន្ថែម 85% នៅក្នុងប្រព័ន្ធរំខាន—ខ្ពស់ជាង 35% ជាងជម្រើសផ្សេងដែលផ្អែកលើសីលីកុន។ អត្ថប្រយោជន៍សំខាន់ៗរួមមាន៖
អាំផ្លីហ្វាយអ៊ីយ៉ែរដែលផ្អែកលើ GaN កំពុងត្រូវបានផ្តល់អាទិភាពនៅក្នុងប្រព័ន្ធដែលត្រូវការភាពរហ័សរហួនខ្ពស់លើការផ្លាស់ប្តូរប្រេកង់ ដូចដែលបានបង្ហាញដោយកងទ័ពគ្រាប់បែកអាមេរិកក្នុងការដាក់បញ្ចូលថាមពល 20kW ដែលប្រើ GaN នៅឆ្នាំ 2023 ក្នុងទម្រង់ប៉ុងស៊ីតូចជាង <2U។
ការផ្លាស់ប្តូរពីខ្សែបំពងសុញ្ញាស័ព្ទចាស់ទៅជាការបំពងសុទ្ធិកម្មសារធាតុ GaN បានផ្លាស់ប្តូរយ៉ាងខ្លាំងនៅក្នុងអាវុធថាមពលដៅដោយផ្ទាល់។ ប្រព័ន្ធថ្មីៗនាពេលបច្ចុប្បន្ននេះ បានរួបរួមគ្នានូវម៉ូឌុលថាមពលតាមវិធីផ្សេងៗ ដែលអាចបង្កើនថាមពល RF ពី 1 គីឡូវ៉ាត់ រហូតដល់ 500 គីឡូវ៉ាត់ ខណៈពេលដែលរក្សាសញ្ញាអោយមានសភាពស្អាត និងគ្មានការខូចទ្រង់ទ្រាយ។ លេខក៏ប្រាប់រឿងដែរ ដោយការសាកល្បងនៅតាមវាលបានបង្ហាញថាមានប្រសិទ្ធភាពប្រហែល 82 ភាគរយកាន់តែប្រសើរនៅពេលដែលប្រព័ន្ធទាំងនេះអាចប្រើប្រាស់បានយូរ។ ចំពោះប្រព័ន្ធបញ្ឈប់យន្តហោះគ្មានមនុស្សដំណើរការដោយកំដៅមីក្រូវ៉េ នេះបញ្ជាក់ថាអ្នកប្រើប្រាស់អាចបន្តបញ្ឈប់យន្តហោះគ្មានមនុស្សជាច្រើនគ្រឿងបានយូរជាងមុន ដោយគ្មានការបិទប្រព័ន្ធដើម្បីអោយវាធ្វើការត្រជាក់ ឬធ្វើការថែទាំនោះទេ។
អត្ថប្រយោជន៍នៃការប្រើប្រាស់ Gallium Nitride (GaN) ក្នុងការផ្ទុកថាមពលបានច្រើន បានធ្វើឱ្យប្រព័ន្ធអាចត្រូវបានផលិតឱ្យមានទំហំរាងតូច និងមានទម្ងន់ស្រាលជាងមុន។ ឧទាហរណ៍ដូចជាឧបករណ៍បង្កការរំខានដែលអាចយកទៅប្រើតាមទីតាំងផ្សេងៗ ដែលបានបំពាក់នូវកម្លាំង RF ដែលមានប្រព័ន្ធរពេញលេញ ដែលមានទម្ងន់ក្រោម 4 គីឡូក្រាម ដែលមានទម្ងន់ស្រាលជាងមុនប្រហែល 60% បើធៀបនឹងផលិតផលមាននៅឆ្នាំ 2020។ ការប្រើប្រាស់ឧបករណ៍តូចតាចនេះ មានសារសំខាន់ខ្លាំង នៅពេលដែលត្រូវដំឡើងប្រព័ន្ធយ៉ាងរហ័សនៅតាមទីតាំងផ្សេងៗ។ កងកំលាំង NATO ក៏បានធ្វើការសាកល្បងនូវប្រព័ន្ធ GaN ដែលត្រូវបានដំឡើងនៅលើរថយន្តដឹកជញ្ជូនដែលបានបង្ហាញពីសមត្ថភាពក្នុងការការពារតំបន់ធំរហូតដល់ 5 គ.ម៉ែត្រការ៉េ ពីការគំរាមកំហែងដែលបង្កឡើងដោយយន្តហោះគ្មានមនុស្សប្រភេទ Category 3
បើទោះបីជាតម្លៃផលិតកម្មនៃកម្លាំងសំឡេង GaN មាន ខ្ពស់ជាង 40% បើធៀបនឹងសីលីកុន ប៉ុន្តែវាមានអាយុកាលវែងជាងដប់ដុំ (25,000 ម៉ោង MTBF) និងការប្រើប្រាស់ថាមពលមានកំរិតទាបជាង 75% ដែលបានផ្តល់នូវតម្លៃប្រតិបត្តិការប្រសើរជាងមុន។ អ្នកវិភាគយោធាបានព្យាករណ៍ថា GaN នឹងគ្របដណ្តប់លើ 87% នៃការដំឡើងប្រព័ន្ធ RF ថ្មីក្នុងការទប់ស្កាត់យន្តហោះគ្មានមនុស្ស នៅឆ្នាំ២០២៦ ដោយសារតែការប្រើប្រាស់ប្រព័ន្ធ SWaP-C (ទំហំ ទម្ងន់ ថាមពល និងតម្លៃ) ដែលល្អប្រសើរជាងមុន។
បច្ចេកវិទ្យាអារេដំណាក់កាលពឹងផ្អែកលើកាំរស្មី RF ជាច្រើនដែលប្រើប្រាស់សហការគ្នាដើម្បីបញ្ជូនកាំរស្មីអេឡិចត្រូម៉ាញ៉េទិកដោយការគ្រប់គ្រងយ៉ាងល្អិតល្អន់នៅតាមរលកមីលីម៉ែត្រ។ នៅពេលដែលវិស្វករកែតម្រូវមុំដំណាក់កាលនៅតាមផ្នែកផ្សេងគ្នានៃអារេanten ដែលបានមកពីបច្ចេកទេស radar បុរាណ ពួកគេទទួលបានសញ្ញាដែលផ្តោតយ៉ាងល្អនៅក្នុងទិសដៅមួយ ប៉ុន្តែក៏អាចបន្ថយសញ្ញាមិនបានការនៅកន្លែងផ្សេងទៀតដោយប្រើបានបាទនៃការរំខានបំបែកបំបាក់។
កាំរស្មី RF ដែលផ្អែកលើ GaN ធ្វើឱ្យកាំរស្មីមានសមត្ថភាពផ្តោតបានល្អដោយផ្តល់ថាមពលបន្ថែមលើសពី 70% នៅក្នុងប្រេកង់ X-band។ ការសាកល្បងនៅខាងវាលបញ្ជាក់ថា អារេដំណាក់កាលដែលបំពាក់ GaN អាចផ្លាស់ប្តូរទិសដៅកាំរស្មីក្នុងរយៈពេលតិចជាង 200 microseconds—លឿនជាង quadcopters ដែលអាចគ្រប់គ្រងបាន។
ក្បួនដោះស្រាយបញ្ជាក់សញ្ញា បំលែងទិន្នផលរបស់កម្លាំងបន្តសញ្ញា RF ទៅជាវិសាលភាពសញ្ញាដែលអាចតាមដានបាន ដោយប្រើរ៉ាដារឬការបញ្ចូលសញ្ញាមើលឃើញដើម្បីតាមដានយន្តហោះគ្មានមនុស្សបើកដែលមិនបានអនុញ្ញាត។ ក្នុងការសាកល្បង NATO ឆ្នាំ 2023 ចំពោះការប្រឆាំងនឹង UAS ការប្រើប្រាស់បន្ទះសញ្ញា RF 64 បានសម្រេចបាននូវអត្រាបំបាត់សញ្ញា 92% ចំពោះការហោះហើរជាក្រុមរបស់យន្តហោះគ្មានមនុស្សដោយ៖
វិធីសាស្រ្តនេះបានកាត់បន្ថយការពឹងផ្អែកលើការបញ្ជាក់សញ្ញាពីរ៉ាដារដែលមានទិសដៅច្រើន ដែលអនុញ្ញាតឱ្យមានការការពារដែលអាចបន្ថែមបានសម្រាប់ហេដ្ឋារចនាសម្ព័ន្ធសំខាន់ៗ។ គំរូដើមដែលប្រើកម្លាំងបន្តសញ្ញា GaN បានសម្រេចបាននូវការកើនឡើង 8:1 នៃផលធៀបថាមពលលើទម្ងន់ បើធៀបនឹងប្រព័ន្ធប្រើបំពង់ ដែលអនុញ្ញាតឱ្យបញ្ចូលគ្នាបានលើយានយន្តសមរភូមិ។