Se espera que el mercado de sistemas de aeronaves no tripuladas (UAS) crezca a más de $ 60 mil millones para 2025, y con cada año que pasa, el potencial de amenazas debido a estas naves, a menudo difíciles de detectar, solo aumentará.Las soluciones exitosas de contra-UAS (c-UAS) enfocadas en el ejército pueden neutralizar estas amenazas hoy, pero estas amenazas continúan evolucionando.La radio definida por software (SDR) seguirá desempeñando un papel clave en las soluciones de c-UAS en el futuro previsible.Los sistemas de aviones no tripulados (también conocidos como UAS o drones) son cada vez más pequeños y más sofisticados, sin mencionar que son mucho más asequibles para un mayor número de usuarios.Se están volviendo más rápidos con mayores capacidades operativas y, sin embargo, son fáciles de operar con un entrenamiento mínimo requerido.Agregue a eso su capacidad para acceder a cualquier área mientras está bajo control remoto y más allá de la línea de visión y es fácil ver por qué los UAS se están convirtiendo en un activo preferido tanto para usuarios comerciales como de defensa.Al igual que con muchos otros dispositivos habilitadores de tecnología, los mismos beneficios que hacen que los drones sean atractivos también atraen a los malos que los usarían para cometer delitos.En las manos equivocadas, un UAS es una amenaza asimétrica porque el costo y el esfuerzo de una persona para generar una gran cantidad de destrucción son bajos.Su capacidad para acceder a áreas que de otro modo serían difíciles de alcanzar, y hacerlo con un riesgo relativamente bajo de detección, ya se ha destacado en algunas violaciones de seguridad de alto perfil: una notable fue un aterrizaje no autorizado en el césped de la Casa Blanca en 2015 , que dio como resultado que la Administración de Seguridad del Transporte (TSA) estableciera una "zona de exclusión de drones" de siete millas alrededor de Washington;otro fue un intento de asesinato del primer ministro iraquí Mustafa al-Kadhimi en noviembre de 2021, durante el cual un UAS cargado de explosivos atacó su residencia en Bagdad, mientras que otros dos fueron derribados.La proliferación y el aumento de la complejidad de los UAS claramente da como resultado una creciente necesidad de tecnologías y enfoques contra-UAS (c-UAS).Hay múltiples escenarios de despliegue que son críticos cuando se habla de la necesidad de c-UAS, incluidos aeropuertos donde la interferencia con aeronaves podría ser catastrófica, prisiones donde los drones pueden entregar contrabando y, por supuesto, instalaciones militares/de defensa y campos de batalla donde el personal tiene la intención de usar la fuerza y protección civil.Los gobiernos y municipios han estado trabajando en cómo responder, y se han redactado reglamentos federales para brindar orientación sobre la operación recreativa de drones.Además de las “zonas de exclusión aérea”, ciertas clases de drones deben registrarse con la FAA y cumplir con diferentes requisitos operativos según la clase de drones.Por ejemplo, la Parte 107 del Código de Regulaciones Federales de la FAA, comúnmente conocida como la Regla de UAS pequeños, describe los requisitos para los drones que pesan menos de 55 libras.Esto cubre la mayoría de los aficionados, así como muchas aplicaciones comerciales.A nivel del Departamento de Defensa (DoD), existen más de mil programas individuales de I+D que tienen como objetivo las aplicaciones de UAS.En 2019, el Secretario del Ejército fue designado Agente Ejecutivo del Departamento de Defensa para Sistemas de Aeronaves No Tripuladas Contra Pequeñas, que se encarga de coordinar todas las actividades de c-UAS.El desafío central establecido en la “Estrategia de sistemas de aeronaves no tripuladas pequeñas (C-sUAS) del Departamento de Defensa de EE. UU.” establece: “El crecimiento exponencial de sUAS crea nuevos riesgos para el Departamento.Las tendencias tecnológicas están transformando drásticamente las aplicaciones legítimas de sUAS y, al mismo tiempo, las convierten en armas cada vez más capaces en manos de actores estatales, actores no estatales y delincuentes.Los UAS pequeños también pueden representar peligros para las operaciones del Departamento de Defensa en los dominios aéreo, terrestre y marítimo cuando están controlados por operadores negligentes o imprudentes.El Departamento debe proteger y defender al personal, las instalaciones y los activos en un entorno en el que un número cada vez mayor de sUAS compartirá los cielos con las aeronaves del Departamento de Defensa, operará en el espacio aéreo sobre las instalaciones del Departamento de Defensa y será empleado por los adversarios de nuestra Nación”.Al centralizar esta actividad, el Departamento de Defensa reconoce la importancia de una respuesta uniforme y rápida a una amenaza que evoluciona muy rápidamente.A pesar de que las regulaciones que supervisan el uso de UAS continúan evolucionando, no se puede confiar en ellas como primera línea de defensa contra el daño potencial que pueden causar los drones.Las soluciones C-UAS deben desarrollarse y estar listas para abordar las amenazas aéreas actuales y futuras.Para el panorama de amenazas inalámbricas en rápida evolución de c-UAS, la radio definida por software (SDR) proporciona una solución ideal de conocimiento de la situación de RF.El software en un SDR se puede reconfigurar y actualizar de forma remota, lo que ayuda a preparar la solución c-UAS para el futuro.Los SDR también suelen cubrir un amplio rango de frecuencias de RF, lo cual es fundamental ya que los diferentes fabricantes de UAS tienden a utilizar diferentes frecuencias de RF.Los beneficios de los SDR para su uso en c-UAS son abundantes, pero hay factores críticos que se deben tener en cuenta al seleccionar qué SDR es apropiado para la tarea en cuestión.Detección de UAS a través de la detección de RFLas soluciones típicas de c-UAS implican, como mínimo, un medio para detectar la presencia de un UAS en un espacio aéreo de interés.Una vez detectadas, las soluciones c-UAS más avanzadas actúan para desactivar o tomar el control de la nave para limitar el daño que puede causar.Las soluciones actuales de c-UAS pueden aprovechar una variedad de entradas de sensores para detectar la presencia de un UAS cercano, incluida la detección de audio, visual y RF.Tanto la detección de audio como la visual tienen una distancia de separación limitada para una operación exitosa, lo que puede limitar la utilidad;cuando un dron es visible o audible, ya está lo suficientemente cerca como para causar un daño significativo.Además, normalmente hay opciones limitadas para derrotar una amenaza UAS si solo se consideran los medios de audio y visuales.Aprovechar la RF para detectar y/o derrotar una amenaza UAS inminente tiene ventajas significativas: por diseño, la mayoría de los drones están controlados de forma inalámbrica por un operador remoto que generalmente se encuentra a varias millas de distancia de la ubicación del dron, como se muestra en la Figura 1. Puede haber múltiples RF enlaces de datos en uso entre el controlador y el UAS para entregar mensajes de mando/control, así como la transmisión de datos de la nave (normalmente una señal de vídeo del UAS que se mostrará en el terminal de control del operador remoto).Estas transmisiones de RF tanto del propio UAS como del terminal de control del operador remoto tienen una intensidad de señal suficiente para permitir la operación en un rango de varias millas (o más) normalmente.Por lo tanto, también es posible realizar la detección y/o derrota del UAS en una distancia de separación similar, que es significativamente mayor de lo que se puede lograr solo con la detección de audio o visual.[Figura 1 |Un diagrama ilustra un escenario típico de UAS – c-UAS.]Los fabricantes de UAS utilizan una variedad de diferentes frecuencias de RF y anchos de banda para brindar transmisión de su comando/control más fuentes de datos entre la nave y el operador, que incluyen:En algunos casos, estos enlaces de datos de comando/control de RF más utilizan saltos de frecuencia para pasar rápidamente de una frecuencia de RF a la siguiente con una cadencia conocida acordada entre el dron y el terminal de control del operador remoto.Esta estructura ayuda a minimizar la interferencia con otras señales de RF que operan en las mismas bandas sin licencia (o con licencia).El protocolo de transporte de datos que se utiliza para el comando/control más los enlaces de datos también varía de un fabricante de drones a otro.Algunos fabricantes utilizan los mismos conjuntos de chips Wi-Fi de bajo costo que admiten la capa física y el protocolo estándar 802.11 que se encuentran comúnmente en los equipos electrónicos básicos de la actualidad.Otros, como DJI, utilizan una capa física patentada y un protocolo de transporte de datos para sus drones (Lightbridge o Lightbridge 2 en algunos sistemas, u OcuSync en otras variantes de sus sistemas).Una solución c-UAS que aproveche la RF debe ser capaz de detectar e identificar con precisión las señales de RF reveladoras de los diversos enlaces de datos de comando/control UAS más de una nave que opera cerca.Una vez que se detecta un UAS y se proporciona una alerta adecuada, la siguiente pregunta es si se tomarán medidas contra la nave.Para las soluciones basadas en RF, la "derrota" o las contramedidas pueden ser tan simples como la interferencia de RF: al generar suficiente energía de RF en las bandas de radio apropiadas, el UAS puede volverse inútil.Otras acciones aplican técnicas más elegantes, como emular y anular los comandos enviados por el operador remoto de la nave sospechosa, posiblemente incapacitando al UAS al ordenarle que aterrice de inmediato.Tenga en cuenta que la transmisión de señales de RF, especialmente en los niveles de potencia más altos que pueden ser necesarios para las operaciones de desactivación, generalmente se rige por regulaciones que varían según el país donde se implementa el sistema.Aprovechamiento de SDR para plataformas c-UASCuando el tiempo de comercialización y la reducción de riesgos son factores importantes, un SDR COTS [comercial listo para usar] puede ser un acelerador significativo para llevar una solución c-UAS al campo que funcione como se espera (Figura 2).En general, hay una serie de factores diferentes a considerar cuando se explora la solución SDR adecuada para c-UAS, especialmente cuando se exploran soluciones c-UAS que necesitan escalar desde pequeñas soluciones c-UAS portátiles de baja potencia hasta soluciones fijas. sitio de soluciones c-UAS de mayor escala.[Figura 2 |Un diagrama ilustra la función de SDR dentro de un escenario de c-UAS.]Características clave de SDR para c-UASAl evaluar las opciones de SDR para su uso potencial en una solución de c-UAS, es posible que no sea evidente de inmediato qué características son las más importantes para garantizar que la solución sea efectiva para las amenazas de UAS actuales y futuras.La siguiente sección describe las características clave de SDR que son importantes para una operación exitosa de c-UAS.Por supuesto, la eficacia de una solución final de c-UAS también depende en gran medida del software de nivel superior que realiza la detección y/o el procesamiento de desactivación.Fundamentalmente, las capacidades del SDR ayudan a establecer la base funcional de la solución c-UAS.Tamaño, peso y potencia (SWaP): el factor de forma física de la solución c-UAS ayuda a proporcionar un cuadro delimitador inicial alrededor del conjunto potencial de soluciones SDR que podrían ser viables.Una solución de c-UAS portátil que funciona con batería se centrará en el tamaño físico pequeño y el bajo consumo de energía.Del mismo modo, las soluciones manpack c-UAS que están destinadas a ser transportadas por soldados o elementos de patrulla darán una gran importancia al tamaño y peso finales de la solución.Para soluciones montadas en vehículos o estáticas en sitios fijos, la energía suele ser abundante, y el tamaño y el peso son una preocupación significativamente menor.En general, con más potencia y tamaño disponibles para la solución, se puede lograr un aumento en la funcionalidad y la capacidad.En última instancia, diferentes escenarios de implementación requerirán una solución SDR diferente, por lo que esta selección inicial es fundamental para hacerlo bien.Rango de sintonización de RF y salto de frecuencia: como se mencionó anteriormente, los UAS pueden aprovechar una amplia gama de diferentes frecuencias de RF para sus enlaces de comando/control más datos.Para que una solución de c-UAS sea capaz de detectar las firmas de RF de estas naves, debe ser capaz de sintonizar las mismas frecuencias de RF que se utilizan para los enlaces de datos de comando/control más.En general, la mayoría de los UAS actuales utilizan frecuencias de RF que oscilan entre 600 MHz y 6 GHz.Por lo tanto, un SDR debería ser capaz de recibir señales de RF dentro de estas bandas de frecuencia para su detección.Si el objeto es derrotado, el mismo SDR deberá poder transmitir señales de RF en estas mismas bandas de frecuencia de RF.Es casi seguro que los futuros UAS continuarán expandiendo las bandas de frecuencia de RF que se utilizan, lo que hará que la detección sea más desafiante.La capacidad de escanear rápidamente a través de grandes rangos de espectro de RF para buscar las firmas de RF reveladoras de un UAS es fundamental.De manera similar, para los UAS que emplean saltos de frecuencia rápidos para moverse rápidamente de un canal de RF al siguiente, es imperativo que un SDR también sea capaz de realizar la misma operación de salto de frecuencia o consumir todo el canal de RF a través del cual un Es posible que UAS esté optando por el posprocesamiento digital.Esta acción permite que el SDR siga el ritmo de las transmisiones de RF que envía el dron.Múltiples receptores: existen múltiples escenarios de implementación en los que tener más de un receptor de RF puede ayudar a mejorar el rendimiento de una solución c-UAS.En algunos casos de uso, aprovechar varios receptores de RF sintonizables de forma independiente permite que un receptor de RF se concentre en recibir/procesar las señales de RF de un UAS detectado, mientras que un segundo receptor de RF barre el espectro de RF en busca de amenazas adicionales.Además, normalmente es beneficioso poder determinar la dirección de origen de la señal de RF que se transmite desde el UAS.El método más común para determinar el ángulo de llegada de una señal de RF es usar múltiples receptores de RF en una configuración de fase coherente.Con dos o más receptores de RF funcionando con coherencia de fase, se puede calcular una estimación razonable de la dirección de una señal de RF que emana de un dron.Ampliar a cuatro o más receptores puede mejorar aún más la precisión de esta estimación de dirección.Potencia de transmisión de RF: los escenarios en los que se anticipa una operación de anulación de UAS generalmente requerirán un amplificador de potencia de RF para aumentar la potencia de transmisión proveniente del SDR.La señal de RF debe tener la fuerza suficiente no solo para alcanzar el UAS a la distancia de separación deseada, sino que, en el caso de interferencia o anulación de la señal real de comando/control que proviene de la terminal del operador remoto, es posible que la potencia deba ser significativamente menor. nivel más alto que el terminal del operador.La mayoría de los SDR que incluyen un transmisor de RF emiten una señal de RF a un nivel bastante bajo, normalmente entre 0 dBm y +10 dBm (1 mW y 10 mW, respectivamente).Por lo tanto, se necesita un amplificador de potencia de RF externo para aumentar este nivel a un nivel adecuado (normalmente en el rango de 0,5 W a 5 W según el caso de uso).Los módulos SDR apropiados para c-UAS están disponibles hoy, lo que permite tanto el hardware de RF flexible como la capa de interfaz de software/FPGA [matriz de compuerta programable en campo] necesaria para mantener el ritmo y c-UAS preparado para el futuro para las amenazas aéreas del mañana.John Orlando es director ejecutivo y cofundador de Epiq Solutions, una empresa de ingeniería centrada en ofrecer productos de radio definidos por software (SDR) y soluciones de detección de RF llave en mano.Es autor y presentador de todo lo relacionado con SDR, y recientemente presentó en GRCon 2021 sobre "Rompiendo la barrera de 6 GHz".Soluciones Epiq https://epiqsolutions.com/