Seleção da melhor antena para um sistema anti-drone

O rápido avanço da tecnologia e o aumento da utilização de drones revolucionaram completamente muitos sectores. No entanto, este aumento da procura de drones também trouxe novos desafios, principalmente em termos de segurança e proteção em vários sectores, como o militar, o comercial e o público em geral. Com a popularidade dos drones e o aumento das preocupações de proteção e segurança por eles impostas, há uma necessidade crescente de desenvolver novas tecnologias que possam implementar eficazmente contramedidas contra as ameaças e os riscos dos drones não autorizados. As antenas anti-drone, que são dispositivos concebidos para detetar, seguir e neutralizar drones, estão a liderar o caminho destas tecnologias anti-drone. Este artigo fornecerá uma orientação para os consumidores seleccionarem a antena anti-drone mais adequada para uma aplicação específica.

Compreender as antenas anti-drone

Um sistema anti-drone funciona começando por detetar, localizar e seguir o drone invasor. Em seguida, identifica se o drone é autorizado ou não autorizado. Após a identificação, executa então as suas contramedidas para neutralizar os drones não autorizados. Dependendo dos sistemas anti-drone e da natureza da ameaça, podem ser aplicadas diferentes contramedidas, tais como: jamming eletrónico, spoofing, sistemas de feixe laser elevado, interceção física, etc. Existem alguns componentes-chave de um sistema anti-drone.

• Sistema de deteção: Num sistema anti-drone, a deteção é feita por sistemas de radar, sensores RF, câmaras, etc. O sistema de radar ajudará a localizar os drones não autorizados, emitindo ondas electromagnéticas que fazem ricochete nos drones e analisando depois as ondas reflectidas para determinar o tamanho, a distância e a velocidade do drone. A unidade de radiofrequência analisa os canais de sinal e as transmissões de rádio para uma vasta gama de frequências normalmente utilizadas pelos drones e, quando detectada, monitoriza e estima a direção do drone e do avião de controlo terrestre. As câmaras ajudarão a identificar quaisquer objectos anexados, como bombas, armas ou drogas.

• Sistema de Jamming: Assim que o drone é identificado, um sistema anti-drone pode emitir sinais de rádio potentes para interferir com a ligação de comunicação entre o drone e o seu controlador, forçando-o a aterrar ou a regressar ao seu ponto de origem. Um sistema de jamming pode incluir 3-5 antenas que podem emitir bandas ISM, sinais GNSS, sinais móveis e quaisquer outras frequências interceptadas para desativar a ligação entre o drone não autorizado e o seu GCC.

• Sistema de neutralização: Quando são detectados sinais RF de um drone não autorizado, o sistema de neutralização emite sinais RF contrários. A neutralização pode ser efectuada de diferentes formas, como sequestro de drones, spoofing, geofencing, jamming, captura, etc.

As antenas anti-drone desempenham um papel crucial num sistema anti-drone. São construídas especificamente para trabalhar com as gamas de frequência tipicamente utilizadas pelos drones e podem detetar, seguir e neutralizar a atividade não autorizada dos drones numa determinada área. A antena é importante para fornecer dados precisos ao sistema anti-drone, para que a identificação dos drones invasores e as contramedidas possam ser executadas com sucesso. A eficiência e a precisão de um sistema anti-drone dependem em grande medida do desempenho e da qualidade da antena anti-drone.

Tipos de antenas anti-drone

Antenas omnidireccionais:

Estas antenas são utilizadas para receber e transmitir sinais em todas as direcções de forma igual e são úteis para aplicações em que drones não autorizados podem entrar numa região em várias direcções. No entanto, o ganho da antena será inferior ao de uma antena direcional.

Antenas direcionais:

Estas antenas focam os seus sinais numa direção específica e, por isso, têm mais ganho de antena para essa direção. As antenas direcionais são melhores para aplicações precisas de localização e seguimento.

Antenas de matriz faseada:

Essas antenas têm capacidade de deteção de alcance muito maior. Ao dispor de um conjunto de antenas, o alcance da communicação pode ser alargado e optimizado para reduzir outras interferências de communicação RF. Estas antenas podem alterar a forma e a direção do padrão de radiação sem mover fisicamente a antena, alterando a mudança de fase entre os sinais emitidos pelos elementos do conjunto.

Antenas especializadas

Para requisitos de aplicação únicos, as antenas anti-drone também podem ser concebidas noutras formas especiais, como antenas de corneta ou parabólicas, dependendo da gama de frequências, do ganho, etc.

Factores-chave na seleção da antena

É necessário ter em conta vários factores ao selecionar uma antena anti-drone.

Gama de frequências:

As antenas anti-drone podem funcionar numa vasta gama de frequências. A frequência de funcionamento dependerá do tipo de drone que está a ser visado e do tipo de contramedida que será implementada. Algumas das frequências de common para antenas anti-drone são 2.4 GHz, 5.8 GHz, 433 MHz, 915 MHZ, 1.2 GHz, etc. A frequência de funcionamento é importante para que os sinais de contramedida possam detetar e destruir eficazmente os drones não autorizados.

Ganho e directividade:

O ganho da antena anti-drone refere-se ao aumento da potência do sinal recebido ou transmitido por uma antena anti-drone em comparação com uma antena isotrópica. O ganho da antena terá um impacto na sensibilidade e no alcance do sistema anti-drone. Quanto maior for o ganho, melhor será a precisão e maior será a distância a que pode transmitir ou receber sinais. As antenas anti-drone são concebidas para funcionar em bandas de frequência específicas acima mencionadas, adaptadas à sua funcionalidade. As antenas de frequências mais elevadas têm geralmente ganhos mais baixos do que as antenas anti-drone construídas para bandas de frequências mais baixas. As antenas anti-drone podem ser omnidirecionais, o que significa que podem transmitir e receber sinais igualmente em todas as direções, ou podem ser direcionais, com os sinais focados numa direção. As antenas direcionais têm normalmente um melhor ganho de antena do que as antenas omnidireccionais.

Polarização:

A polarização da antena anti-drone refere-se à orientação do campo elétrico das ondas electromagnéticas por ela emitidas. A polarização pode ser linear ou circular. Nas antenas polarizadas linearmente, pode ser horizontal ou vertical. Na polarização circular, ela pode ser polarizada à esquerda ou à direita. A escolha de uma antena anti-drone com a orientação correta melhorará a eficácia do sistema anti-drone. Alguns sistemas anti-drone utilizam antenas com polarização diferente, de modo a poderem detetar e mitigar drones não autorizados de qualquer tipo de polarização.

Caraterísticas físicas

As antenas anti-drone estão disponíveis em diferentes formas, tamanhos, pesos e com diferentes opções de montagem. Com base na aplicação, a escolha da melhor combinação das caraterísticas físicas melhorará o desempenho do sistema anti-drone. Também é importante considerar a portabilidade da antena, uma vez que estão disponíveis em diferentes configurações, como portátil, montada num veículo, estacionária, etc. As condições ambientais como o vento, a chuva e a temperatura e a capacidade da antena para as suportar no ambiente de trabalho também devem ser consideradas.

Integração com sistemas existentes

Ao selecionar uma antena anti-drone, é importante otimizar também a sua instalação. É necessário ter em conta a facilidade com que pode ser instalada e integrada com os outros sistemas existentes. A facilidade de manutenção e a interdependência com outros sistemas também devem ser consideradas.

Considerações específicas da aplicação

Para além dos factores-chave acima referidos que devem ser tidos em conta na seleção de uma antena anti-drone para um sistema anti-drone, há também certos factores específicos da aplicação a considerar.

Aplicações militares

As antenas anti-drone para aplicações militares devem ser capazes de resistir a todas as condições climatéricas e devem ser revestidas de materiais como ligas de cobre. São construídas para serem robustas sem necessitarem de qualquer afinação ou ajuste no terreno. São normalmente omnidireccionais, o que as torna adequadas para receber, transmitir, fazer scanning, monitorizar, vigiar e jamming em todas as direcções. Algumas antenas anti-drone têm mesmo armas anti-drone integradas.

Co1TP8Aplicações comerciais

As antenas anti-drone são utilizadas para proteger infra-estruturas críticas como aeroportos, prisões, bases militares, etc. Para estas aplicações, é importante considerar factores como o equilíbrio dos custos e a eficácia da antena, uma vez que a maioria destas aplicações é financiada pelos governos. Além disso, é importante ter em conta a durabilidade da antena e quaisquer requisitos legais e de conformidade.

Segurança pública e aplicação da lei

As antenas anti-drone são utilizadas para vigiar e proteger locais e situações com muita gente, como reuniões políticas, concertos, eventos desportivos, etc. Para este tipo de aplicações, é importante ter em conta a fronteira entre a privacidade das pessoas e a garantia da sua segurança. É também crucial garantir que qualquer antena ou sistema anti-drone instalado para essas reuniões públicas não interfira com os sistemas de comunicação ou tarefas de vigilância regulares que possam ser instalados na região.

Estudos de caso

Implementações bem sucedidas

Os aeroportos são um dos principais locais onde as antenas e os sistemas anti-drone têm sido instalados atualmente. O Aeroporto Internacional de Gatwick tem um sistema anti-drone de nível militar instalado após um incidente com um drone. O Aeroporto Internacional de Northwest Florida Beaches, na zona costeira, tem um sistema anti-drone instalado para a deteção de aves e drones. Do mesmo modo, muitos aeroportos têm antenas anti-drone instaladas e a maior parte delas tem mecanismos de defesa escaláveis integrados. Para além dos aeroportos, os sistemas anti-drone também foram implementados com êxito em instalações como as prisões. A prisão de Suffolk tem um sistema anti-drone para monitorizar o contrabando ilegal de drogas para a prisão. O estádio Mets City, em Nova Iorque, tem um sistema anti-drone para impedir transmissões não autorizadas dos jogos. Os sistemas anti-drone temporários são normalmente instalados em locais de debates presidenciais, fóruns económicos, summits da ONU, etc.

Desafios e soluções

Um dos principais desafios enfrentados na implementação de sistemas anti-drone são as complicações legais. Diferentes regiões têm leis e regulamentos diferentes relativamente a antenas e sistemas anti-drone. É importante ter em consideração todas as leis e regulamentos relativos a interferências de radiofrequência, telecomunicações, direitos do espaço aéreo, privacidade, interferências não intencionais com operações de drones autorizadas e posse de armas específicas dessa região antes de implementar uma antena ou sistema anti-drone. Outro grande desafio é o aspeto ético. É importante ter em consideração a fronteira entre proporcionar segurança e proteção e violar a privacidade dos indivíduos. Como solução, é importante estar sempre atento às diretrizes legais e éticas relativas aos sistemas anti-drone.

Conclusão

Em summary, ao selecionar uma antena para um sistema anti-drone, é crucial ter em conta as principais especificações da antena, como a frequência, o ganho, a polaridade, as dimensões físicas, etc., e, para além disso, é importante ter também em conta vários factores específicos da aplicação para um desempenho ótimo. É também crucial cumprir os requisitos legais e éticos. Como se trata de uma tecnologia em rápida evolução, acompanhar os últimos avanços ajudará a selecionar a melhor antena. A consulta de especialistas em antenas e de fabricantes que oferecem personalizações nas suas antenas anti-drone ajudará ainda mais a selecionar a melhor antena para um sistema anti-drone.