חדשנות בספקטרום האלקטרו-מגנטי – המימד החמישי של הלוחמה

This post is also available in: English (אנגלית)

בשנים האחרונות, תופס תחום הספקטרום האלקטרו-מגנטי תאוצה משמעותית בכל רחבי העולם. מתחום טכנו-מבצעי, שעניין זמינותו בשדה הקרב לא היווה אילוץ, למשאב הכרחי להשגת יעדים טקטיים ומערכתיים בשדה הקרב המודרני.
עד כדי כך חדרה המודעות לצורך בזמינות ואמינות הספקטרום למערכות מבצעיות אצל כל דרגי הפיקוד והניהול הביטחוניים, שכיום רוב צבאות העולם כורכים את ניהול הספקטרום המבצעי יחד עם ניהול ותכנון מבצעי של מערכות הלוחמה האלקטרונית וה-Cyber over RF (סייבר בתווך האלקטרו-מגנטי).
כיום המושג המתכלל "לוחמת ספקטרום" מבטא יותר מכל מימד לחימה הדורש התייחסות עמוקה בהיבטי בניין הכוח, הפעלת הכוח והיכולת להסתגל במהירות למצבים מבצעיים בהם הספקטרום אינו זמין כפי שהמתכנן רצה וכפי שהמפקד בשטח ציפה. הספקטרום הוא למעשה המימד החמישי של הלוחמה.
האתגרים העיקריים בניהול מבצעי של הספקטרום נובעים מתוך מספר תובנות עולמיות היוצרות מצוקה אמיתית של דרישות גבוהות מול היצע נמוך:
– הדרישה לספקטרום מצד השימושים האזרחיים (בעיקר על רקע יישום עולמי של ה-IoT באמצעות טכנולוגיית 5G) המשליך על העברת ספקטרום משימושים צבאיים לשימושים אזרחיים.
– הבשלה וכניסה למבצעיות של טכנולוגיות צבאיות רחבות סרט כגון מערכות מכ"מ ורשתות תקשורת.
– זירות לחימה שחלק מהמשתתפים בהן אינו מכיר ברגולציית הספקטרום הבינלאומית ומיישם מערכות קורנות (שמשדרות בספקטרום האלקטרו-מגנטי) ללא תיאום.
– הספקטרום האלקטרו-מגנטי הנמצא בשימוש כיום הינו משאב מוגבל.

נדרשות יכולות חדשניות, שיאפשרו לנהל את הספקטרום הצבאי מתוך הבנת המגמות שרק תלכנה ותתגברנה, באמצעות:
– הצבת סטנדרטים חדשים בפיתוח מערכות חדשות הלוקחות בחשבון את מצוקת הספקטרום.
– יכולת תכנון מבצעי של הספקטרום בזמן רגיעה ובעיקר לזמן חירום.
– פיתוח כלים לשימוש מתוחכם, מהיר תגובה ומסתגל בזמן אמת של מערכות צורכות ספקטרום.
– יכולת הפקת לקחים ותובנות בזמן לחימה בקבועי זמן קצרים על מנת לטייב את השימוש המבצעי בספקטרום בזמנים ריאליים.
בשל מורכבות אתגר הספקטרום, ניתן לתת לו מענה הוליסטי רק בעזרת פתרון רב-שכבתי, אשר כל השכבות בו פועלות באופן מתואם וסינרגטי.
השכבה הראשונה הינה בניית תמונת מצב ספקטראלית, המתארת את מידת ההפרעות שחווה כל אחת ממערכות ה-RF כתלות בתדר.
השכבה השנייה הינה ניהול הספקטרום בזמן אמת, כולל הקצאה אוטומטית של תדרים, קיטובים, צורות גל (Waveforms) וכו' למערכות ה-RF השונות. ניהול הספקטרום מתבסס על תהליכי אופטימיזציה למול תמונת המצב הספקטראלית הרגעית, שערוך תמונת המצב הספקטראלית בחלון מוגדר קדימה בזמן, וכן מידול מתמטי-הנדסי מפורט של התנהגות מערכות ה-RF ושל השפעת התווך.
השכבה השלישית הינה תכנון וניהול כלל המשימות המבצעיות במהלך הלחימה. ניהול המשימות מושתת על אלגוריתמי אופטימיזציה וכלי AI מתקדמים. תהליך זה חייב להתבצע תוך התחשבות בשיקולי הפרעות הדדיות, שכן חלק גדול מהמשימות עושות שימוש במערכות RF.
במקביל, כדי להוריד את מורכבות האתגר ולהגדיל רובוסטיות יש מקום לשדרג את מערכות ה-RF עצמן, באופן שיצמצם את רגישותן להפרעות ממערכות אחרות וכן את הפרעתן למערכות אחרות.
חברת Omnisys עוסקת בכלל ההיבטים של הפיתרון הרב-שכבתי בצורות שונות, על ידי מערכות BRO, , שיתופי פעולה עם תעשיות ועוד. לדברי גיל צבירן, ה-CTO של החברה, "בעתיד החשיבות של אתגרי הספקטרום רק תלך ותגבר. בעולם הביטחוני, יותר ויותר צרכנים מתחרים על הספקטרום, והוא לא נהיה רחב יותר. חשוב לתת מענה לאתגרים שלפנינו, ורק טכנולוגיה גמישה ומסתגלת כמו זו המפותחת על ידי Omnisys יכולה לתת מענה לזירה הדינמית המודרנית".
Omnisys היא חברה ישראלית, המציעה בין היתר טכנולוגיות מתקדמות ופורצות דרך בתחומי האופטימיזציה וה-AI לגישור על פערים אלה, במטרה לסייע במיצוי המשאבים הספקטראליים בצורה האפקטיבית ביותר. החברה מפתחת ומספקת בארץ ובעולם מוצרים ומערכות חדשניות לאופטימיזציה למשימות צבאיות ו-HLS. מוצריה לאופטימיזציית משאבי קרב – מערכות BRO (Battle Resource Optimization) מאפשרים תכנון, ניהול בזמן אמת ותחקור קצה-לקצה של משימות צבאיות. מוצרים אלה מיועדים למשימות אינטגרטיביות באוויר, בים ועל הקרקע. במסגרת קווי המוצר העסקיים שלה פתרונות לאיסוף מודיעין, ניהול ספקטרום, הגנה אווירית, הגנה אקטיבית, אבטחת גבולות ולוחמה אלקטרונית. "Omnisys מציעה מערכות מתוחכמות תוך הבנה מבצעית של תורת הלחימה של צה"ל", אומר איתיאל הר-חן, מהנדס מערכת המופקד על אנליזת הצרכים המבצעיים בחברה. בהסתכלות על הזירות בהן צה"ל פועל – האתגרים רק מחריפים. למעשה, צה"ל פועל כנראה בזירה האלקטרו מגנטית המאתגרת ביותר בעולם. לדברי איתיאל, "בניגוד לארה"ב, שכל הפעילות הצבאית שלה מעבר לים, הרי שצה"ל נלחם בטריטוריה מקומית: מערכות אזרחיות, צבאיות, מיליציות, מעצמות, כוחות נאטו, כוחות או"מ, כולם פועלים בקרבה גיאוגרפית כמעט בלתי אפשרית. כמעט אין בנמצא בעולם פתרונות כוללים לבעיה זו".
בשלוש השנים האחרונות זכתה החברה במספר מכרזים ופרויקטים של משרד הביטחון ואגף התקשוב בצה"ל, שעיקרם ניהול ואופטימיזציה של משאבי הספקטרום. בין לקוחותיה גופים צבאיים, מערכות ביטחון ותעשיות ביטחוניות מובילות בארץ ובעולם.