×
Ngày nay, các thiết bị bay không người lái (drone) chuyển đổi linh hoạt giữa các dải tần số vô tuyến khác nhau nhằm tránh bị phát hiện; các nghiên cứu cho thấy khoảng ba trên bốn vụ vi phạm an ninh liên quan đến hệ thống hàng không không người lái (UAS) tự động chuyển đổi giữa các tín hiệu như 2,4 GHz và 5,8 GHz trong khi đang bay. Các biện pháp phòng thủ truyền thống chỉ tập trung vào một dải tần số duy nhất giờ đây hoàn toàn bất lực trước những thiết bị thông minh này, bởi các đối tượng xấu nắm rõ cách khai thác những khe hở trong phổ tần để duy trì tín hiệu điều khiển và truyền video trực tiếp. Hiện nay, ngày càng nhiều drone tiêu dùng xuất hiện trên thị trường có khả năng tự động nhảy tần (frequency hopping), nghĩa là các hệ thống phòng thủ buộc phải bao phủ gần như toàn bộ các dải tần chính hiện có — bao gồm cả dải 915 MHz, dải khoảng 1,4 GHz, cũng như dải 845 MHz nếu chúng ta muốn ngăn chặn việc thay đổi giao thức giữa chừng trong quá trình bay. Hệ thống đa dải (multi-band) thực sự là lựa chọn duy nhất còn lại để đối phó với mọi loại mối đe dọa hiện nay, dù đó chỉ là một chiếc quadcopter đồ chơi do trẻ em điều khiển hay thiết bị quân sự cấp cao sử dụng công nghệ mã hóa tiên tiến. Thực tế là công nghệ drone không ngừng được cải tiến với tốc độ đáng kinh ngạc; do đó, bất kỳ hệ thống nào không bao phủ đầy đủ toàn bộ phổ tần đều sẽ để lại những lỗ hổng lớn — những lỗ hổng mà các hacker giàu kinh nghiệm chắc chắn sẽ tìm ra và khai thác chống lại chúng ta.
Ngày nay, các thiết bị bay không người lái (drone) hoạt động trên nhiều dải tần số vô tuyến (RF) khác nhau cả cho tín hiệu điều khiển lẫn việc truyền tải hình ảnh video, khiến việc phát hiện chúng trở nên khá phức tạp. Các dải tần chủ yếu mà chúng ta thường gặp là 2,4 GHz và 5,8 GHz, được sử dụng cho các hệ thống điều khiển kiểu Wi-Fi và luồng video độ nét cao (HD). Tiếp theo là dải tần 915 MHz, cho phép drone bay ở khoảng cách xa hơn tại Bắc Mỹ. Ở châu Á, các nhà khai thác thường dựa vào dải tần 845 MHz để phục vụ các mục đích tương tự. Cuối cùng, dải tần 1,4 GHz chủ yếu dành riêng cho các ứng dụng công nghiệp và các dự án của chính phủ. Tất cả những tần số này đều thuộc nhóm dải tần ISM (Industrial, Scientific and Medical), tức là các dải tần mà bất kỳ ai cũng có thể truy cập mà không cần giấy phép đặc biệt. Sự mở cửa này gây ra vấn đề vì rất nhiều thiết bị cùng sử dụng chung một không gian tần số đồng thời. Để phòng thủ hiệu quả chống drone, hệ thống cần giám sát đồng thời tất cả các dải tần số này. Nếu không, các phi công drone thông minh chỉ cần chuyển đổi giữa các dải tần khi một dải bị chặn, từ đó duy trì quyền kiểm soát ngay cả trong các sự cố xâm nhập an ninh hoặc các mối đe dọa khác.
Thế hệ máy bay không người lái mới nhất có khả năng né tránh các hệ thống phòng thủ bằng cách sử dụng công nghệ phổ rộng nhảy tần (frequency-hopping spread spectrum), cho phép chúng chuyển đổi liên tục giữa các dải tần vô tuyến khác nhau trong quá trình bay, ví dụ từ 2,4 GHz xuống 915 MHz. Để đối phó với thủ thuật này, các hệ thống chống drone đa dải đã được phát triển nhằm gây nhiễu đồng thời nhiều tần số vô tuyến. Các hệ thống này về cơ bản sẽ phát tín hiệu gây nhiễu vào nhiều kênh quan trọng, bao gồm cả dải 2,4 GHz, 5,8 GHz, 915 MHz, cũng như các dải khác trong khoảng 1,4 GHz và thậm chí cả 845 MHz. Kết quả là khá rõ ràng: không còn kênh truyền nào sạch để drone duy trì liên lạc, do đó nó hoặc đáp xuống ngay lập tức hoặc tự động quay về điểm xuất phát theo các quy tắc an toàn được tích hợp sẵn. Các thiết bị gây nhiễu băng hẹp thông thường không thể đáp ứng yêu cầu ở đây, bởi vì những chiếc drone hiện đại chuyển đổi giao thức truyền thông cực kỳ nhanh — đôi khi chỉ trong một phần nhỏ của một giây.
Các hệ thống chống máy bay không người lái chỉ dựa trên tần số vô tuyến (RF) có những hạn chế nghiêm trọng, dù chúng sở hữu khả năng hoạt động trên nhiều dải tần. Những hệ thống này thường phát ra cảnh báo sai khi nhầm các tín hiệu thông thường từ các thiết bị như bộ định tuyến WiFi hoặc thiết bị Bluetooth với các mối đe dọa thực sự từ máy bay không người lái — vấn đề đặc biệt nghiêm trọng tại các thành phố, nơi nhiễu điện tử xung quanh rất dày đặc. Vấn đề trở nên trầm trọng hơn khi các tòa nhà cản trở tín hiệu hoặc các ngọn đồi tạo ra vùng chết mà những chiếc máy bay không người lái độc hại có thể lọt qua mà không bị phát hiện. Điều khiến tình huống này thực sự nan giải là các máy quét RF tiêu chuẩn hoàn toàn không xác định được vị trí của đối tượng, độ cao bay, tốc độ di chuyển hay hướng di chuyển tiếp theo — tất cả đều là những thông tin thiết yếu mà nhân viên an ninh cần để quyết định mối đe dọa nào đòi hỏi hành động khẩn cấp. Khi nhân viên an ninh không thể quan sát những chi tiết này trên bản đồ, họ sẽ không thể dự báo chính xác hướng di chuyển tiếp theo của máy bay không người lái hay phản ứng kịp thời bằng thiết bị gây nhiễu, bất kể những thiết bị gây nhiễu đó tiên tiến đến đâu.
Khi nói đến việc khắc phục những hạn chế của các hệ thống tần số vô tuyến (RF), việc kết hợp cảm biến (sensor fusion) tích hợp ba công nghệ khác nhau nhưng bổ trợ lẫn nhau. Radar cung cấp khả năng theo dõi vị trí đáng tin cậy ngay cả trong điều kiện thời tiết xấu, đồng thời cung cấp thông tin về vận tốc. Tiếp theo là các cảm biến quang học như cảm biến điện-quang hoặc hồng ngoại, mang lại xác nhận hình ảnh thực tế và hỗ trợ nhận diện mục tiêu. Cuối cùng, các máy quét RF kiểm tra các giao thức truyền thông đang được sử dụng. Cả ba thành phần này kết hợp với nhau tạo thành một tổ hợp mạnh mẽ nhằm xác thực mối đe dọa trong thời gian thực. Radar phát hiện các vật thể bay trên cao, cảm biến quang học xác minh hình dạng trực quan của chúng, trong khi thành phần RF kiểm tra các tín hiệu điều khiển tương ứng. Bằng cách đối chiếu chéo dữ liệu từ các cảm biến khác nhau này, chúng ta loại bỏ được các cảnh báo sai, lấp đầy những khoảng trống mà một cảm biến đơn lẻ có thể bỏ sót, và duy trì việc theo dõi liên tục các mục tiêu — từ thời điểm phát hiện đầu tiên cho đến khi cần triển khai các biện pháp đối kháng. Điều này tạo nên một hệ thống phòng thủ toàn diện, hoạt động hiệu quả không chỉ chống lại các thiết bị bay không người (drone) thông thường mà còn cả những nền tảng tàng hình RF khó đối phó, vốn cố gắng che giấu sự hiện diện của mình.
Các hệ thống chống máy bay không người lái đa dải mới nhất hiện nay đã tích hợp các thuật toán học máy, có khả năng phân tích tín hiệu RF trên nhiều dải tần số quan trọng như 2,4 GHz, 5,8 GHz, khoảng 900 MHz và các dải khác chỉ trong khoảng nửa giây. Những hệ thống này có thể phân biệt rõ ràng giữa tín hiệu thực tế từ máy bay không người lái và mọi loại nhiễu nền với độ chính xác khá cao — khoảng chín trên mười lần là đúng. Điều này đồng nghĩa với việc số cảnh báo sai do các bộ định tuyến Wi-Fi lân cận, thiết bị Bluetooth hoặc các yếu tố môi trường khác gây ra sẽ giảm đáng kể. Trong khi các máy phân tích phổ truyền thống về cơ bản chỉ hoạt động ở một chế độ cố định, thì những hệ thống được trang bị trí tuệ nhân tạo (AI) này liên tục cải thiện khả năng nhận diện các loại tín hiệu mới khi chúng xuất hiện — điều đặc biệt quan trọng bởi vì bản thân các máy bay không người lái cũng luôn thay đổi firmware và kỹ thuật mã hóa của chúng. Yếu tố làm nên sự nổi bật của các hệ thống hiện đại này còn nằm ở tốc độ phản hồi nhanh hơn rất nhiều, giúp giảm thời gian chờ đợi khoảng 40% so với các phương pháp dựa trên quy tắc truyền thống.
Các cuộc tập trận TALON gần đây của NATO cho thấy việc kết hợp dữ liệu cảm biến (sensor fusion) đã cải thiện đáng kể hiệu quả của các hệ thống phòng thủ đa dải tần. Khi tích hợp dữ liệu gây nhiễu RF từ năm dải tần số khác nhau cùng với dữ liệu theo dõi radar và kiểm tra điện-quang học, toàn bộ hệ thống đạt độ chính xác nhận diện mục tiêu khoảng 98,7%, ngay cả trong môi trường đô thị đầy các tín hiệu gây nhiễu phức tạp. Loại hình kiểm tra chéo này về cơ bản loại bỏ những điểm mù khó chịu vốn xuất hiện khi chỉ dựa vào một loại cảm biến duy nhất. Các điều khiển viên giờ đây có thể phát hiện và xử lý các mối đe dọa vốn từng dễ dàng lẩn tránh các thiết bị dò RF thông thường trước đây. Thành phần trí tuệ nhân tạo (AI) cũng liên tục điều chỉnh thứ tự ưu tiên giữa các cảm biến. Chẳng hạn, khi môi trường xung quanh có nhiều nhiễu RF, hệ thống sẽ ưu tiên xác nhận bằng cảm biến quang học. Nhìn vào những kết quả này, rõ ràng việc kết hợp nhiều cảm biến không còn chỉ đơn thuần là hữu ích mà thực sự trở thành yêu cầu bắt buộc nếu chúng ta muốn có những giải pháp đáng tin cậy để ngăn chặn máy bay không người lái quy mô lớn.
