Trong bối cảnh drone ngày càng phổ biến, hệ thống chống drone trở thành giải pháp quan trọng giúp phát hiện, ngăn chặn và vô hiệu hóa các thiết bị bay không người lái trái phép. Vậy công nghệ chống drone hoạt động như thế nào? Hãy cùng tìm hiểu chi tiết trong bài viết này!

Hệ thống chống drone giúp phát hiện, theo dõi và vô hiệu hóa các drone không mong muốn - Ảnh: droneinternationalexpo

Drone (hay còn gọi là thiết bị bay không người lái) là một loại robot bay có thể được điều khiển từ xa hoặc tự vận hành nhờ phần mềm lập trình sẵn. Các drone hiện đại sử dụng hệ thống cảm biến tiên tiến kết hợp với GPS để thực hiện các nhiệm vụ bay một cách chính xác và ổn định. Vì drone ngày càng phổ biến trên thị trường hiện nay cho các mục đích giải trí, thương mại và công nghiệp, nên những mối đe dọa tiềm ẩn liên quan đến việc sử dụng drone sai mục đích có thể xảy ra. Hệ thống chống drone hoạt động như một hàng rào bảo vệ, đảm bảo an toàn khỏi các mối e ngại tiềm tàng từ drone. 

1. Hệ thống chống drone là gì?

Về bản chất, Hệ thống chống drone (Counter-Unmanned Aircraft System - C-UAS) là tập hợp các công nghệ và phương pháp được thiết kế để phát hiện, theo dõi và vô hiệu hóa các drone không mong muốn. Mục tiêu chính của các hệ thống này là bảo vệ con người, tài sản và không phận khỏi hoạt động sử dụng drone trái phép, gây nguy hiểm đến an toàn, quyền riêng tư và an ninh khu vực. 

Hệ thống chống drone được thiết kế nhằm phát hiện và vô hiệu hóa vật thể bay không người lái trái phép - Ảnh: The Defense Post

Khi khả năng của drone ngày càng mở rộng, những mục đích khai thác và lợi dụng chúng cũng ngày càng tinh vi hơn. Một số mối đe dọa phổ biến mà việc sử dụng drone trái phép có thể gây ra bao gồm:

• Gián điệp (Espionage): Drone có thể bị lợi dụng để thu thập thông tin nhạy cảm, xâm phạm quyền riêng tư và gây nguy cơ rò rỉ dữ liệu hoặc đột nhập an ninh.

• Buôn lậu (Smuggling): Nhiều trường hợp drone được sử dụng để vận chuyển hàng hóa trái phép qua biên giới hoặc vào các khu vực bị hạn chế, vượt qua các biện pháp kiểm soát truyền thống.

• Gây gián đoạn hàng không (Air Traffic Disruption): Drone bay gần sân bay có thể gây nguy hiểm cho máy bay có người lái, làm tăng nguy cơ va chạm và ảnh hưởng đến hoạt động của ngành hàng không.

Đọc thêm bài viết: Drone là gì? Những điều cơ bản về thiết bị bay không người lái

Trước những nguy cơ trên, việc triển khai hệ thống chống drone trở thành giải pháp cần thiết để bảo vệ các khu vực không phận. Các hệ thống này thường ứng dụng phương pháp bảo vệ đa lớp, tích hợp nhiều lớp công nghệ chống drone bao gồm phát hiện và vô hiệu hóa để tạo nên một chiến lược phòng vệ toàn diện.

2. Nguyên lý hoạt động của hệ thống chống drone

Một hệ thống chống drone cơ bản thông thường bao gồm nhiều công nghệ chống drone quan trọng, liên kết chặt chẽ để phát hiện và phản ứng kịp thời đối với các loại drone hoạt động không được cấp phép. Cụ thể là: 

1. Công nghệ phát hiện drone

Bước đầu tiên trong việc vô hiệu hóa mối đe dọa từ drone đó là phát hiện chúng. Các hệ thống chống drone (C-UAS) thường ứng dụng nhiều công nghệ khác nhau để phát hiện drone trong khu vực giám sát. Các phương pháp phổ biến bao gồm:

• Phát hiện tần số vô tuyến (RF Detection): Drone thường liên lạc với người điều khiển thông qua sóng vô tuyến. Hệ thống chống drone trang bị bộ cảm biến RF giúp quét và xác định tín hiệu phát ra từ drone, cho phép cảnh báo sớm mà không cần can thiệp trực tiếp.

Hệ thống phát hiện drone ứng dụng công nghệ dò sóng vô tuyến giữa thiết bị bay drone và người điều khiển - Ảnh: MDPI

• Hệ thống radar: Công nghệ radar có thể phát hiện drone từ khoảng cách xa ngay cả trong môi trường có nhiều vật cản. Bằng cách phát ra sóng radar và phân tích tín hiệu phản xạ, hệ thống có thể xác định vị trí, tốc độ và quỹ đạo của drone. Tuy nhiên, radar vẫn cần có cơ chế lọc nhiễu để tránh nhầm lẫn giữa drone và các vật thể bay khác như chim.

• Cảm biến quang học và hồng ngoại: Camera quang học và cảm biến nhiệt giúp nhận diện drone trực quan. Trong điều kiện ánh sáng yếu hoặc ban đêm, cảm biến hồng ngoại sẽ phát hiện tín hiệu nhiệt của drone, hỗ trợ xác nhận mục tiêu đã được radar hoặc RF phát hiện.

• Cảm biến âm thanh: Hệ thống này sử dụng micro để ghi nhận âm thanh đặc trưng của cánh quạt drone. Cảm biến âm thanh hoạt động hiệu quả nhất trong môi trường yên tĩnh và thường được kết hợp với các phương pháp phát hiện khác.

2. Theo dõi và nhận diện drone

Sau khi phát hiện, hệ thống sẽ tiến hành theo dõi và xác định đặc điểm của drone để đánh giá mức độ nguy hiểm. Các phương pháp chính gồm:

• Định vị bằng phép đo tam giác: Sử dụng nhiều cảm biến đặt tại các vị trí khác nhau, hệ thống có thể xác định chính xác vị trí và đường bay của drone.

• Tích hợp với hệ thống giám sát: Các hệ thống chống drone hiện đại có thể kết nối với camera giám sát hoặc hệ thống kiểm soát không lưu để theo dõi drone theo thời gian thực.

3. Vô hiệu hóa drone

Sau khi xác định và theo dõi mục tiêu, hệ thống chống drone có thể triển khai nhiều biện pháp để vô hiệu hóa drone trái phép, bao gồm:

• Nhiễu sóng vô tuyến (RF Jamming): Phát tín hiệu gây nhiễu để làm gián đoạn liên lạc giữa drone và người điều khiển, buộc drone phải hạ cánh hoặc quay về điểm xuất phát.

• Giả mạo tín hiệu GPS (GPS Spoofing): Phát tín hiệu GPS giả để đánh lừa drone, làm chúng mất phương hướng và bay ra khỏi khu vực cấm.

Drone nhận tín hiệu GPS giả có thể di chuyển chệch hướng so với lộ tuyến ban đầu, bay khỏi khu vực cấm - Ảnh: ResearchGate

• Bắt giữ drone bằng thiết bị vật lý: Một số hệ thống sử dụng súng bắn lưới hoặc drone chuyên dụng để bắt giữ và vô hiệu hóa drone trái phép.

• Sử dụng tia laser: Công nghệ laser có thể được triển khai để vô hiệu hóa hoặc phá hủy drone ngay lập tức. Phương pháp này chủ yếu được sử dụng trong các ứng dụng quân sự.

Hệ thống chống drone đóng vai trò quan trọng trong việc bảo vệ không phận khỏi các mối đe dọa từ drone trái phép. Bằng cách kết hợp nhiều công nghệ phát hiện, theo dõi và vô hiệu hóa, các hệ thống này mang lại một giải pháp bảo vệ toàn diện cho các khu vực quan trọng như sân bay, căn cứ quân sự và các cơ sở hạ tầng nhạy cảm. Khi công nghệ drone tiếp tục phát triển, các biện pháp chống drone cũng cần được cải tiến để đảm bảo an ninh hiệu quả trong tương lai.

3. Các loại cơ bản hiện nay của hệ thống chống drone

Khi nhu cầu bảo vệ trước các hoạt động drone trái phép ngày càng tăng, nhiều giải pháp chống drone cơ bản đã xuất hiện trên thị trường. Các hệ thống này được thiết kế để đáp ứng nhu cầu của nhiều môi trường khác nhau, cho khu vực dân cư đến các mục đích thương mại và công nghiệp. Dưới đây là bốn ví dụ cụ thể về các hệ thống chống drone cơ bản:

• Hệ thống phát hiện tần số vô tuyến (RF) (Radio Frequency Detection System)

• Hệ thống phát hiện dựa trên radar (Radar-based Detection System)

• Hệ thống cảm biến quang học (Optical Sensor System)

• Hệ thống chống drone tích hợp (Integrated Anti-Drone System)

4. Cách chọn hệ thống chống drone phù hợp

Khi lựa chọn một hệ thống chống drone, cần xem xét nhiều yếu tố để đảm bảo hệ thống đáp ứng hiệu quả nhu cầu cụ thể của người dùng. Dưới đây là một số tiêu chí quan trọng cần cân nhắc:

Phạm vi phát hiện

Tùy thuộc vào môi trường và mức độ đe dọa tiềm ẩn, phạm vi phát hiện cần thiết sẽ khác nhau. Chẳng hạn, khu vực vành đai sân bay có thể yêu cầu hệ thống radar tầm xa, trong khi khu dân cư có thể chỉ cần hệ thống phát hiện bằng tần số vô tuyến (RF) là đủ.

Loại công nghệ

Công nghệ được sử dụng trong hệ thống chống drone thường đóng vai trò quan trọng. Cụ thể:

• Hệ thống sử dụng RF thường hoạt động bị động và kín đáo hơn.

• Hệ thống radar cung cấp khả năng phát hiện tầm xa tốt hơn.

• Hệ thống quang học giúp xác nhận mục tiêu trực quan.

• Hệ thống tích hợp kết hợp nhiều công nghệ để đảm bảo phạm vi bao phủ toàn diện.

Giám sát và cảnh báo theo thời gian thực

Một hệ thống có khả năng giám sát và cảnh báo tức thời giúp phản ứng nhanh chóng trước mối đe dọa từ drone. Tính năng này đặc biệt quan trọng trong các môi trường có tính chất linh hoạt cao, nơi drone có thể thay đổi hoạt động nhanh chóng.

Khả năng tích hợp với hệ thống an ninh hiện có

Xem xét khả năng tích hợp của hệ thống chống drone với các giao thức an ninh hiện hành. Các hệ thống này có thể hoạt động cùng với các biện pháp bảo mật khác như camera giám sát CCTV hoặc cảm biến mặt đất để tăng cường hiệu quả bảo vệ tổng thể.

Chi phí đầu tư

Giá của các hệ thống chống drone có sự chênh lệch đáng kể. Ví dụ, hệ thống phát hiện RF thường có chi phí thấp, trong khi, các hệ thống radar tiên tiến hoặc hệ thống tích hợp có thể đắt hơn nhưng mang lại khả năng phát hiện chính xác và giá trị lâu dài.

Việc này yêu cầu sự cân nhắc về ngân sách và so sánh chi phí với mức độ rủi ro từ drone trái phép để đưa ra quyết định tối ưu.

Dịch vụ hỗ trợ và bảo trì

Đảm bảo rằng hệ thống bạn chọn đi kèm với các dịch vụ hỗ trợ và bảo trì đầy đủ. Việc hỗ trợ liên tục sẽ giúp khắc phục sự cố kỹ thuật kịp thời và đảm bảo hệ thống luôn được cập nhật để đối phó với các công nghệ drone ngày càng tiên tiến.

Có thể nói rằng, việc lựa chọn một hệ thống chống drone phù hợp là một quyết định quan trọng, đòi hỏi sự cân nhắc kỹ lưỡng về nhiều yếu tố khác nhau. Bằng cách hiểu rõ các tính năng đặc biệt và ứng dụng tốt nhất của từng hệ thống, người dùng có thể đưa ra quyết định sáng suốt nhằm nâng cao các biện pháp bảo vệ trước những thiết bị drone trái phép.