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À l’ère actuelle de progrès technologiques rapides, les drones ont été largement utilisés dans les domaines militaires et civils. Dans l'armée, les drones peuvent effectuer des reconnaissances, surveillance, et missions d'attaque, fournir un soutien crucial aux opérations de combat. Et dans le secteur civil, les drones ont démontré une valeur incommensurable dans la photographie aérienne, livraison logistique, et protection des plantes agricoles, stimuler le développement industriel et améliorer l’efficacité.
Cependant, l'utilisation généralisée des drones a également eu des impacts négatifs. Incontrôlé “vols noirs” et “vols imprudents” sont de plus en plus endémiques, représentant de nombreuses menaces potentielles pour la sécurité publique. Alors que les drones ordinaires peuvent jouer un rôle positif sous une gestion réglementée, basse altitude, vitesse lente, et petits drones, en raison de leurs caractéristiques inhérentes, présentent de plus grands défis en matière de sécurité et de prévention.
Face à cette situation de plus en plus complexe, dispersé, et menace aérienne à faible coût, les méthodes de défense traditionnelles s’avèrent insuffisantes. Donc, développer un système de défense anti-UAV capable de fournir une réponse efficace et une couverture complète est devenu une priorité urgente pour protéger les infrastructures critiques et les actifs importants.
Caractéristiques de basse altitude, Vitesse lente, Petits drones
Basse altitude, vitesse lente, de petits drones volent à très basse altitude, principalement ci-dessous 1000 mètres, ce qui les rend très sensibles aux interférences du terrain, bâtiments, arbres, et d'autres objets. Ces objets bloquent les signaux, augmentant la difficulté de détection.
Leurs sections efficaces radar sont très petites; les drones multirotors courants sont minuscules, avec des sections efficaces radar de seulement quelques centimètres carrés ou même plus petites, ce qui les rend difficiles à détecter par les radars traditionnels sur de longues distances.
Leurs systèmes de signalisation sont diversifiés, utiliser des méthodes de communication telles que le Wi-Fi, Bluetooth, radio de données, ainsi que GPS et BDS (Système de navigation par satellite BeiDou). Certains utilisent même des signaux cryptés, augmentant la difficulté d’identification et de brouillage du signal.
La vitesse de montée rapide des petits drones multi-rotors leur permet de s'élever du sol jusqu'à plusieurs dizaines de mètres en quelques secondes, atteindre rapidement la zone cible et raccourcir le temps de réaction des systèmes de défense.
Leur grande maniabilité leur permet d'effectuer des manœuvres complexes comme le vol stationnaire, tournant, et plongée, leur permettant de se déplacer librement dans des espaces confinés et d’échapper à la détection et aux attaques.
En outre, leur coût relativement faible, y compris la fabrication, R.&D, opération, entretien, et frais de formation, les rend accessibles à un plus large éventail d’utilisateurs, augmentant ainsi la complexité de la gestion.
Petit appareil drone
Menaces de sécurité dans les zones critiques
Dans les secteurs militaire et de la défense, basse altitude, vitesse lente, petits drones, avec leur furtivité, maniabilité, et à faible coût, sont devenus une menace importante pour la sécurité.
Ils peuvent s'approcher silencieusement de lieux stratégiques tels que des bases militaires et des centres de commandement pour mener des missions de reconnaissance et de surveillance., acquérir des informations classifiées telles que la disposition des installations militaires, l'emplacement des armes et du matériel, et les modèles d'activité du personnel.
Plus sérieusement, les drones peuvent être modifiés en armes offensives, transportant des engins explosifs improvisés ou de petits missiles, voler à basse altitude et à basse vitesse pour échapper aux systèmes de défense aérienne traditionnels et lancer des attaques surprises sur des cibles militaires, causant des dégâts importants et posant un défi majeur à la défense militaire.
Dans les zones de sécurité civile de grande valeur, l'intrusion illégale de basse altitude, vitesse lente, les petits drones constituent une menace importante. Par exemple, des drones ont pénétré dans les zones de protection de l'espace aérien des aéroports, provoquant des retards et des annulations de plusieurs vols et entraînant des pertes économiques substantielles; des drones se sont également approchés illégalement des installations nucléaires, présentant un risque potentiel pour la sûreté nucléaire. Donc, il est urgent de construire un système de défense anti-drone efficace pour les emplacements clés.
Incidents typiques de drones causant des problèmes de sécurité publique mondiale
Deux drones transportant des explosifs ont explosé lors d'un discours du président vénézuélien Maduro, blessant sept personnes. Il s’agit du premier signalement au monde “assassinat politique” utiliser des drones.
Attaques contre des installations nucléaires iraniennes: Israël a été accusé d’avoir utilisé des drones suicides pour détruire le système électrique de la centrale nucléaire iranienne de Natanz.;
Attaques contre les installations pétrolières de Saudi Aramco: Les rebelles Houthis du Yémen ont utilisé 18 des drones et sept missiles de croisière pour attaquer les installations pétrolières saoudiennes, provoquant une flambée des prix mondiaux du pétrole.
Des intrusions illégales de drones ont eu lieu à la Maison Blanche aux États-Unis, la résidence officielle du Premier ministre au Japon, la résidence présidentielle en France, la Maison Bleue en Corée du Sud, le Kremlin en Russie, et la mer de Chine méridionale.
Sur la base de ces incidents de sécurité, pour résoudre le problème de la basse vitesse, de petits drones s'introduisent illégalement dans des zones de défense et de sécurité civile de grande valeur, il est impératif de prendre des mesures fortes, améliorer les moyens technologiques, et utiliser des technologies telles que le radar, détection photoélectrique, et l'intelligence artificielle pour construire une, système multicouche de surveillance et de contre-mesure des drones pour réaliser une surveillance en temps réel et une intervention efficace des activités des drones.
Analyse multidimensionnelle de la technologie anti-drone
Dans l'environnement de sécurité moderne à basse altitude, la miniaturisation, réduction des coûts, et l'intelligence des drones rendent les méthodes traditionnelles de contre-mesure uniques insuffisantes pour couvrir divers scénarios de menaces.. Donc, le système technologique de lutte contre les drones évolue de “réponse en un seul point” à “collaboration multidimensionnelle,” former un modèle d'application complet englobant plusieurs voies techniques telles que la reconnaissance et la détection, suppression des communications, et tromperie de navigation.
Ces technologies sont à la fois indépendantes et complémentaires dans les missions réelles, construire conjointement un système de défense à basse altitude stable et fiable. Et le contenu suivant analysera ses principes, avantages, et scénarios applicables élément par élément à partir de la dimension technologique de base.
Technologie de reconnaissance et de détection
La reconnaissance et la détection sont des éléments essentiels des opérations de lutte contre les drones. Surmonter des défis tels que l'encombrement à basse altitude, signaux faibles, et la détection de petites cibles est cruciale. Actuellement, les principales technologies de détection incluent la détection radar, détection électro-optique, détection acoustique, et détection radio.
Détection radar
Les radars traditionnels ont des capacités de détection limitées à basse altitude, petits drones lents. Haute résolution, radars à lobes latéraux bas, tel que radars multiéléments et radars à ondes millimétriques, sont avantageux. La mise en réseau multi-radar peut également améliorer la probabilité de détection et la précision du positionnement. Dans les systèmes radar modernes, petits véhicules aériens sans pilote (drones) sont typiques “profil bas, lent, et petit” cibles. Dans des environnements de combat complexes, les systèmes radar doivent non seulement assurer une détection et un suivi stables, mais il faut également identifier efficacement les petites cibles de drones.
Détection optoélectronique
L'équipement de détection optoélectronique comprend des imageurs thermiques infrarouges et des caméras à lumière visible. Son principe de fonctionnement est de détecter le rayonnement infrarouge ou les signaux lumineux visibles d'une cible.. L'équipement de détection optoélectronique offre une résolution et une précision élevées, permettant le suivi et la surveillance en temps réel des drones.
Le système infrarouge double bande Spotter de Hensoldt intègre l'imagerie thermique et une caméra à lumière visible, avec une portée de détection allant jusqu'à 5 kilomètres. Guide Infrared a présenté ses nombreuses réalisations technologiques et applications de produits dans le domaine de l'imagerie thermique infrarouge lors de la 20e exposition optoélectronique internationale de China Optics Valley.
Détection acoustique
La technologie de détection acoustique utilise les caractéristiques du bruit généré pendant le vol des drones pour identifier et localiser les cibles. Il présente des avantages tels que la détection passive, forte dissimulation, et résistance aux interférences électromagnétiques, ce qui le rend adapté aux environnements électromagnétiques complexes ou aux zones urbaines sensibles.
Le “radar acoustique” développé par le laboratoire MIT Lincoln sur la base d'un réseau de microphones à 64 canaux peut détecter de petits drones quadricoptères dans un rayon de 1 kilomètre avec un taux de fausses alarmes inférieur à 0.1 fois/heure. La technologie de détection acoustique peut être utilisée pour localiser les drones et prévenir les attaques malveillantes de ces derniers..
Détection radio
L'équipement de détection radio détecte les cibles en détectant les signaux de communication et de navigation des drones, et a une sensibilité élevée et une grande précision. Le système AUDS de Blighter Surveillance Systems au Royaume-Uni scanne les 2.4 Bande de fréquence GHz/5,8 GHz pour localiser les signaux de télécommande des drones.
Technologie de suppression des communications
La suppression des communications vise à perturber la communication entre le drone et son poste de contrôle et son système de navigation.. Les méthodes courantes incluent la radiofréquence (RF) brouillage et brouillage GPS. Le brouillage RF supprime la liaison de communication du drone en transmettant des signaux de brouillage à des fréquences identiques ou similaires à celles des signaux de communication du drone.. Le brouillage GPS interfère avec le système de navigation par satellite du drone, l'empêchant d'obtenir des informations de position précises et lui faisant perdre le contrôle.
Raytheon “Tempête” La technologie de stockage RF numérique peut améliorer les signaux de brouillage et améliorer l'efficacité de la suppression en 6 fois.
La Chine “Skynet” une série de systèmes de brouillage montés sur véhicule prend en charge le brouillage par saut de fréquence et propose une méthode de protection de la sécurité des communications d'UAV combinant une technologie de saut de fréquence et une cartographie chaotique pour remédier aux lacunes des mécanismes d'authentification légers existants pour résister efficacement aux attaques de brouillage.
Technologie d'usurpation de navigation
La technologie d'usurpation de la navigation fait dévier les drones de leur trajectoire de vol prévue en envoyant de faux signaux de navigation. Les dispositifs d'usurpation de navigation simulent les signaux du système de navigation par satellite, envoi de fausses informations de position et de vitesse.
Par exemple, le système américain HENSOLDT Nav Guard peut générer de faux signaux GPS.
La technologie chinoise de déception BeiDou peut réaliser une déception coordonnée des points bi-fréquence BeiDou-3 B1C/B2a et est mieux adaptable à plusieurs systèmes de navigation par satellite, atteindre un taux de réussite de tromperie de plus de 95%.
Petits véhicules aériens sans pilote (drones) dépendent fortement du GPS pour la navigation, mais sont vulnérables aux attaques d'usurpation du GPS : les simulateurs commerciaux utilisent de faux signaux pour faire dévier les drones de leur trajectoire de vol. Bien qu'il existe de nombreuses méthodes de détection anti-spoofing, la plupart nécessitent du matériel supplémentaire et ne conviennent pas aux petits drones avec des charges utiles limitées. Donc, la technologie de déception de navigation est une stratégie efficace de lutte contre les drones.
Technologie des dommages physiques
Les dégâts physiques font référence au fait d'infliger directement des dégâts importants aux drones., les rendant incapables de voler. Les méthodes courantes incluent les armes laser, armes à micro-ondes, et des fusils à filet. Les armes laser tirent des faisceaux laser à haute énergie pour chauffer et faire fondre la structure du drone; les armes à micro-ondes tirent des micro-ondes de grande puissance pour endommager l'équipement électronique du drone; les fusils à filet tirent des filets pour capturer le drone.
Lockheed Martin Système Athéna, équipé d'un laser à fibre de 30 kilowatts, peut abattre un drone 1.6 des kilomètres dans 5 secondes. Les États-Unis sont à la pointe de la technologie anti-drone à micro-ondes de haute puissance en raison de leurs avantages en matière d'attaques à micro-ondes de haute puissance à la vitesse de la lumière et de dégâts par effet de zone.. Cependant, les armes à micro-ondes souffrent de problèmes pratiques tels que la grande taille du système, mobilité limitée, portée limitée, forte atténuation de puissance, meurtre aveugle, et le risque de dégâts causés par des tirs amis.
Contre-mesures intégrées aux drones
Intégré les contre-mesures combinent plusieurs méthodes anti-drones pour construire un réseau d'interception en couches. Les États-Unis. Le Joint Anti-Drone Systems Office a proposé une architecture à trois niveaux de “détection-identification-interception.” Le 2022 Les Jeux olympiques d'hiver de Pékin ont utilisé “Gardien de basse altitude” système laser, combiné à une plateforme de gestion de drones, pour atteindre tous les temps, surveillance complète de la zone de compétition, assurer la sécurité des Jeux.
Basé sur l’analyse des contre-mesures existantes, le concept de défense de “combinant matériel et logiciel, défense en couches, et interception et attrition à plusieurs niveaux” construit efficacement un système offensif et défensif intégré. Ce système résout efficacement les problèmes de contre-mesures uniques insuffisantes et de faible efficacité défensive., fournir une référence pour la construction des futurs systèmes de défense.
Conclusion
Avec l’innovation continue de la technologie des drones, la menace posée par la basse altitude, vitesse lente, et les petits drones pour assurer la sécurité des emplacements critiques devient de plus en plus complexe et sévère.
Grâce à des recherches approfondies sur diverses méthodes de lutte contre les drones, cet article construit un système de défense contre les drones pour les emplacements critiques, fournir une solution globale pour faire face à cette menace.
Dans les applications pratiques, il est nécessaire de sélectionner de manière flexible les méthodes de lutte contre les drones et les stratégies de défense en fonction des besoins de sécurité des différents emplacements critiques et des caractéristiques des menaces liées aux drones, et optimiser en permanence le système de défense.
Simultanément, il est essentiel d’augmenter continuellement les investissements dans la recherche et le développement des technologies de lutte contre les drones, encourager l'innovation, renforcer la coopération interdisciplinaire, et promouvoir le développement intelligent et efficace de systèmes de défense anti-UAV.
