Inhibidor de drones y sistema de detección de drones

El sistema de interferencia y detección de drones es un dispositivo antídron multifuncional que consta de dos partes: una que detecta el dron y otra que lo bloquea, interfiriendo con su señal y forzando su aterrizaje. Los drones tienen amplias perspectivas de mercado. Las aeronaves no tripuladas (UAV) pequeñas pueden utilizarse ampliamente en fotografía aérea, fumigación agrícola, prevención y mitigación de desastres, búsquedas y rescates, supervisión del tráfico, exploración de recursos, cartografía aérea, patrullaje fronterizo, detección meteorológica y otros campos. Sin embargo, la obsolescencia de los métodos de control de UAV ha provocado numerosos incidentes de “vuelo ilegal” que no pueden ser supervisados ni atribuidos a responsables, por lo que la demanda de sistemas de detección e interferencia de drones es urgente. Existe una fuerte demanda de productos antídrones en ámbitos como aeropuertos militares y civiles, apoyo logístico para grandes eventos, infraestructuras críticas, recintos de gran tamaño, prisiones y defensa fronteriza. No obstante, persisten numerosos desafíos en la gestión y el control de drones, y surgirán más problemas que requerirán estudios adicionales y soluciones futuras.

1. Dificultad técnica en la detección y contramedidas contra drones.

1. Dificultad en la tecnología de detección de UAV.

El radar de detección de drones constituye el método principal para detectar objetivos aéreos; sin embargo, los drones son típicos ejemplos de objetivos aéreos pequeños, lentos y de baja altitud (denominados genéricamente “bajos, lentos y pequeños”). El término “bajo, lento y pequeño” se refiere de forma general a aeronaves y objetos volantes pequeños que presentan las características de vuelo a baja altitud, velocidad reducida y dificultad para ser detectados y localizados. Estos UAV “bajos, lentos y pequeños” son de bajo costo, fáciles de controlar, ligeros y de fácil adquisición. Además, poseen una excelente capacidad de despegue y resultan difíciles de detectar y neutralizar, lo que facilita su uso como vehículos para transportar explosivos, dispersar agentes bioquímicos o lanzar folletos.

Las características de los objetivos “bajos, lentos y pequeños” determinan las siguientes dificultades en la detección de drones: primero, la característica “baja” provoca una interferencia grave debida a la congestión del entorno, como la congestión del suelo; segundo, la característica “lenta” exige que el radar posea un buen rendimiento en la detección de objetos a baja velocidad; finalmente, la característica “pequeña” requiere una mayor sensibilidad y estabilidad en la detección por radar. Por lo tanto, los radares tradicionales no funcionan bien frente a los drones e incluso pueden resultar insuficientes para cumplir con los requisitos operativos. Es necesario desarrollar radares específicos para la detección de drones.

La monitorización de señales de radio, el seguimiento y la identificación optoelectrónicos, así como la monitorización acústica, constituyen también métodos complementarios para la detección y el seguimiento de drones. Por consiguiente, estos métodos de detección también enfrentan enormes desafíos.

1.2 Dificultades técnicas de los inhibidores de drones

Tras detectar e identificar un dron, persisten numerosas dificultades técnicas en su contramedida. Si se emplea interferencia electromagnética, los requisitos ambientales son relativamente exigentes y puede causar interferencia conjunta en el entorno electromagnético circundante; si se utilizan métodos destructivos como los láseres, se generan riesgos secundarios para la seguridad en tierra, lo que los hace inadecuados para su uso en entornos urbanos; si se recurre al secuestro mediante señales de radio u otros métodos similares, solo resultan aplicables a ciertos drones cuyos protocolos ya han sido descifrados. Por lo tanto, la neutralización de drones tras su detección constituye asimismo un reto considerable.

2 Tecnologías clave y análisis de la detección de drones.

2.1 Tecnologías clave para la detección de UAV
La detección e identificación de UAV es una tecnología aplicada integral y multidisciplinar, es decir, mediante una o varias tecnologías —como la detección por radar, la vigilancia de señales de radio, el seguimiento e identificación fotoeléctricos, la vigilancia acústica, etc.— se logra detectar, rastrear e identificar los UAV. Actualmente existen diversas tecnologías capaces de realizar la detección e identificación de UAV. A continuación se enumeran los métodos técnicos conocidos tanto en el ámbito nacional como internacional.

2.1.1 Detección por radar
La detección por radar consiste en la detección y medición de la posición del UAV mediante un sistema de radar que emite ondas electromagnéticas y aprovecha el principio de reflexión de dichas ondas por el cuerpo del UAV [4]. Al recibir y analizar las ondas de radar reflejadas, se pueden obtener información sobre la distancia, altitud, acimut y velocidad del objetivo. Debido a las características “bajas, lentas y pequeñas” de los UAV, los radares tradicionales presentan un rendimiento deficiente en su detección. En los últimos años, algunos radares nuevos desarrollados específicamente para la detección de UAV han logrado avances significativos en el diseño de señales de radar, en los algoritmos de procesamiento de señales y en la supresión de interferencias procedentes del entorno terrestre, lo que ha mejorado, hasta cierto punto, el rendimiento de los radares para la detección de UAV, otorgándoles un valor práctico.

2.1.2 Vigilancia de señales de radio
Normalmente, tanto el sistema de control de vuelo como el sistema de transmisión de video y datos del dron emiten señales de radio durante el vuelo. La vigilancia de señales de radio consiste en analizar las características espectrales de las señales de control de vuelo y de transmisión de video para lograr la detección e identificación de drones. Entre estas técnicas, la tecnología de localización direccional de una sola estación permite monitorear y calcular la información de acimut del dron, además de utilizar la intensidad de la señal recibida para estimar aproximadamente la distancia al dron; por su parte, la tecnología de posicionamiento por diferencia de tiempos entre múltiples estaciones resuelve el retardo de la señal del objetivo respecto a varias estaciones receptoras, calculando así la ubicación del objetivo. Además, mediante el uso de la “información de huella digital” de radiofrecuencia de los drones, se puede elaborar una lista blanca y una lista negra de drones para gestionarlos y controlarlos, así como para lograr su identificación precisa y la emisión de alertas tempranas.

2.1.3 Identificación y seguimiento optoelectrónicos
Existen dos tipos principales de tecnologías de identificación y seguimiento optoelectrónicos: identificación y seguimiento en luz visible, e identificación y seguimiento infrarrojo.

La identificación y el seguimiento en luz visible emplean cámaras de luz visible para detectar la imagen en video del dron objetivo, con el fin de identificarlo, confirmarlo y seguirlo. Esta tecnología es adecuada para su uso durante el día, tiene un bajo costo de equipamiento y su aplicación es más común.

La identificación y el seguimiento infrarrojos utilizan cámaras infrarrojas para detectar la imagen infrarroja del dron objetivo y, posteriormente, identificarlo y seguirlo. En realidad, todos los objetos cuya temperatura supere el cero absoluto emiten radiación infrarroja, y tanto la batería como el motor del dron generan calor durante el vuelo, lo que brinda una oportunidad para aplicar esta tecnología. Puede utilizarse las 24 horas del día, aunque su aplicación está limitada debido al elevado costo del equipamiento.

El seguimiento mediante identificación fotoeléctrica generalmente requiere la orientación de métodos de detección y descubrimiento. Como método de confirmación de seguimiento, permite seguir visualmente el objetivo y posibilita a los usuarios observarlo de forma intuitiva. Además, la identificación y el seguimiento fotoeléctricos pueden identificar automáticamente el objetivo mediante técnicas de imagen, lo que permite llevar a cabo una investigación forense de vídeo.

2.1.4 Monitoreo acústico
Cuando un dron está en vuelo, la rotación a alta velocidad de sus hélices genera cierto nivel de ruido, y distintos drones presentan características acústicas («huellas acústicas») diferentes. El monitoreo acústico consiste en recibir, recopilar y analizar dicho ruido, logrando así la detección y el descubrimiento del dron, así como su identificación por modelo, mediante una comparación inteligente con la información contenida en una base de datos existente de características acústicas. Al tratarse de un método de monitoreo pasivo, esta tecnología ofrece una buena capacidad de ocultamiento. Asimismo, los medios técnicos implicados tienen un bajo costo de equipamiento y presentan cierta competitividad.

2.2 Análisis de la tecnología de detección de drones

2.2.1 Comparación de las tecnologías de detección

Los principios tecnológicos de detección descritos anteriormente son distintos, y también existen diferencias en cuanto a madurez tecnológica, eficacia de detección, escenarios de aplicación y costo. La Tabla 1 ofrece un análisis integral de las ventajas y desventajas de las principales tecnologías de detección de UAV.

2.2.2 Aplicación de la tecnología de detección
La detección por radar y la vigilancia de señales de radio son los métodos de detección más ampliamente utilizados y más maduros disponibles en el mercado. La madurez de otros métodos de detección (por ejemplo, la vigilancia acústica, entre otros) requiere aún mejoras.

Desde la perspectiva de las características técnicas, los métodos tradicionales de detección individual no pueden abordar de forma completamente independiente todas las situaciones ni detectar objetivos de manera eficiente y precisa. Actualmente, el método predominante consiste en combinar múltiples métodos de detección, y algunos sistemas comerciales ya integran distintas tecnologías de detección para mejorar su capacidad de detección. Por ejemplo, un sistema emplea el radar como método principal de detección; al identificar un objetivo sospechoso de UAV, activa automáticamente equipos optoelectrónicos para realizar una búsqueda y confirmación adicionales, integrando simultáneamente la información proveniente del radar y de los equipos optoelectrónicos, lo que permite al sistema realizar una localización en tiempo real con alta precisión del objetivo. Según el informe de análisis sobre fabricantes de sistemas antiaéreos contra UAV elaborado por el Centro de Investigación de UAV del Bard College en Estados Unidos [5], se realizó un análisis estadístico de los medios técnicos empleados en 323 sistemas con función de detección de UAV (véase la Figura 2). Los resultados indican que tanto la detección por radar como la vigilancia de señales de radio presentan tasas de utilización relativamente altas; la identificación y seguimiento optoelectrónicos se emplean generalmente como medio auxiliar de la detección por radar y de la vigilancia de señales de radio; mientras que la vigilancia acústica presenta una tasa de utilización baja debido a sus propias limitaciones. En los casos de detección integral mediante dos métodos, la combinación de detección por radar e identificación y seguimiento optoelectrónicos constituye la aplicación predominante; asimismo, la combinación de detección por radar, vigilancia de señales de radio e identificación y seguimiento optoelectrónicos también representa una opción técnica ampliamente considerada.

Para los tres tipos de detectores y inhibidores de drones, recomendamos la detección de señales de radio, ya que su costo es bajo y su rendimiento es bueno. Contamos con un modelo de este producto disponible; consulte a continuación. ;