מכ"מים צבאיים, רשתות תקשורת, מערכות לוחמה אלקטרונית ושירותים מסחריים נדרשים לפעול במרחב תדרים שהולך ונעשה צפוף. תוכנית Advanced Spectrum Coexistence האמריקאית מנסה להחליף הקצאות קשיחות במערכת שמזהה את הפעילות האלקטרומגנטית, מעריכה את הסיכון להפרעה ומשנה את פרמטרי השידור בתוך שניות. האתגר אינו רק למצוא תדר פנוי, אלא להבחין בין פעילות לגיטימית, תקלה וניסיון שיבוש, בלי לפגוע במכ"ם או לחשוף את המערכת לתקיפה
הפרעה אלקטרומגנטית אינה חייבת להתחיל במשבש עוין. היא יכולה להיווצר כאשר מכ"ם רב עוצמה, רשת תקשורת צבאית ומערכת סלולרית מסחרית פועלים באותו אזור ומשתמשים ברצועות תדר סמוכות או משותפות. כל מערכת יכולה לפעול בהתאם להגדרותיה ועדיין לפגוע בביצועי האחרות.
הבעיה נעשית מורכבת במיוחד כאשר מדובר במכ"ם. משדר מכ"ם עשוי להפיק הספק שיא גבוה מאוד ולרכז אותו באלומה צרה, בעוד המקלט שלו מתוכנן לזהות החזרים חלשים שהגיעו ממטרה מרוחקת. שילוב כזה, בין משדר חזק למקלט רגיש, מקשה על שילובו לצד רשתות תקשורת הפועלות ברציפות, עם מספר גדול של תחנות בסיס ויחידות קצה.
במשך שנים התשובה הייתה הפרדה. למערכות צבאיות, מסחריות ואזרחיות הוקצו רצועות תדר נפרדות, אזורי הגנה ומרווחי ביטחון. אלא שהביקוש לרוחב פס גדל, בעיקר ברצועות שמתחת ל-6GHz. אלה תדרים מבוקשים משום שהם מספקים שילוב שימושי של טווח, חדירה דרך מכשולים, רוחב פס ואפשרות להשתמש באנטנות שאינן גדולות מדי.
אותן רצועות משמשות גם מכ"מים, קישורי תקשורת, מערכות בלתי מאוישות ורשתות סלולריות. הקצאה סטטית, שבה כל משתמש מקבל תחום קבוע גם כאשר אינו משדר בפועל, משאירה חלקים מן הספקטרום בלתי מנוצלים בזמן ובמקום מסוימים, בעוד מערכות אחרות סובלות ממחסור ברוחב פס. התשובה שמתגבשת אינה תדר חדש, אלא שינוי באופן שבו מנהלים את הספקטרום.
מהקצאת תדרים לניהול בזמן אמת
משרד ההגנה האמריקאי הגדיר כבר באסטרטגיית הספקטרום האלקטרומגנטי שלו כי המודל המסורתי של הקצאת תדרים סטטית אינו מספיק עוד. האסטרטגיה מחברת בין ניהול ספקטרום לבין לוחמה אלקטרונית תחת המונח Electromagnetic Spectrum Operations, או EMSO.
החיבור הזה חשוב. ניהול ספקטרום נתפס בעבר בעיקר כפעולה תכנונית: הקצאת תדרים, מניעת הפרעות ותיאום בין משתמשים. לוחמה אלקטרונית עסקה בזיהוי אותות, שיבוש, הטעיה והגנה על מערכות ידידותיות. בשדה הקרב המודרני ההפרדה ביניהן הולכת ומצטמצמת. אותה מערכת צריכה לדעת אילו משדרים פועלים בסביבה, מי מהם ידידותי, מי מסחרי ומי חשוד, ולאחר מכן להתאים את פעולתה.
משרד ההגנה מגדיר את הסביבה האלקטרומגנטית באמצעות שלושה מאפיינים: צפופה, contested ומוגבלת. הצפיפות נוצרת מריבוי מערכות צבאיות ואזרחיות. המאבק נובע מפעילות אויב שמנסה לגלות, לשבש, להטעות או לנצל שידורים. ההגבלה נובעת מתקנים ומהקצאות תדרים מקומיות ובינלאומיות.
שלושת המצבים יכולים להיראות דומים במקלט. ירידה ביחס האות לרעש יכולה לנבוע מתחנת בסיס סמוכה, מתקלה במגבר, מפליטה מחוץ לתחום או ממשבש עוין. לפני שמערכת משנה תדר או מפעילה אמצעי נגד, היא צריכה להבין מה היא רואה.
הניסוי ברצועת 3.1 עד 3.45GHz
אחד הניסיונות העדכניים לעבור לניהול כזה הוא Advanced Spectrum Coexistence, או ASC. התוכנית נקראה בתחילה Advanced Dynamic Spectrum Sharing Demonstration ונועדה לבחון שיתוף ספקטרום בין מערכות ביטחוניות לבין רשתות מסחריות.
אזור הניסוי המרכזי הוא רצועת 3.1 עד 3.45GHz. מדובר בחלק מ-S-band, תחום המתאים למכ"מי גילוי ומעקב אך מבוקש גם עבור רשתות תקשורת רחבות פס. השאלה שמאחורי התוכנית אינה אם לפנות את המכ"מים או לחסום את התקשורת המסחרית, אלא האם אפשר לאפשר לשניהם לפעול תוך התאמה מתמשכת של המערכת.
בסוף 2025 נבחרו כמה קבוצות לפיתוח ולהדגמה במסגרת ASC, ובמהלך 2026 נכנסו הפרויקטים לשלב פיתוח אבות-הטיפוס. אחת הקבוצות מובלת בידי BBN Technologies של RTX ומשלבת מומחיות במכ"ם, 5G, חישה ספקטרלית, ביטול הפרעות, איתור מקורות שידור ולמידת מכונה. קבוצה אחרת, בהובלת Nokia Federal Solutions, משלבת חישה, מנגנון קבלת החלטות דינמי וטכנולוגיות להפחתת הפרעות.
לפי BBN, מנגנוני תיאום קיימים עלולים להזדקק לעשרות דקות כדי לזהות הפרעה, לנהל הקצאה חדשה ולשנות את הגדרות הרשת. היעד של המערכת המוצעת הוא לצמצם את התהליך לשניות. זהו יעד תוכנית, ולא תוצאה שכבר הודגמה במערכת מבצעית.
דו-קיום אינו תמרון אלקטרומגנטי
חשוב להבחין בין spectrum coexistence לבין electromagnetic maneuver. דו-קיום ספקטרלי נועד לאפשר למערכות שונות לפעול באותה רצועה בלי לגרום זו לזו הפרעה מזיקה. הוא מבוסס על כללים מוסכמים, תיאום והסתגלות של תדר, הספק, זמן שידור או כיוון האלומה.
תמרון אלקטרומגנטי הוא פעולה צבאית רחבה יותר: שינוי יזום של פרמטרי השידור כדי לשמור על גישה לספקטרום, להקטין את הסיכוי לגילוי ולהתגבר על ניסיונות חסימה והטעיה. מערכת לשיתוף ספקטרום מנסה להגן על כל המשתמשים הלגיטימיים; מערכת צבאית נדרשת במקביל לאפשר פעולה לכוחות הידידותיים ולצמצם את חופש הפעולה של היריב.
ASC אינה תוכנית לוחמה אלקטרונית התקפית. היא מפתחת חלק מן התשתית הטכנולוגית, ובה חישה, סיווג, חיזוי ושינוי פרמטרים, שעליה יכולות להתבסס גם מערכות צבאיות לתמרון בספקטרום.
מה מנהל הספקטרום צריך לדעת
מנהל ספקטרום חכם אינו סורק תדרים שמחפש שטח ריק. הוא נדרש להרכיב תמונת מצב מארבעה ממדים לפחות: תדר, זמן, מיקום ומאפייני האות.
השלב הראשון הוא חישה. מקלטים הפרוסים באזור מודדים הספק, רוחב פס, משך שידור, מחזוריות, כיוון הגעה ומאפייני אפנון. מערך חיישנים יכול גם לנסות לאתר את מקור השידור באמצעות הפרשי זמן הגעה, הפרשי מופע או מדידות כיוון.
לאחר מכן מגיע שלב הסיווג. המערכת צריכה להבחין, למשל, בין פולסים של מכ"ם לבין תעבורת תקשורת רציפה. גם זו אינה תמיד הבחנה פשוטה. מכ"מים מודרניים משנים תדר, רוחב פולס וקצב חזרה, וחלקם משתמשים בצורות גל מורכבות. במקביל, רשתות תקשורת יכולות לשנות עומס, רוחב פס והספק לאורך זמן.
השלב השלישי הוא הערכת ההפרעה. עצם העובדה ששתי מערכות משתמשות באותו תדר אינה מוכיחה שאחת מהן תפגע באחרת. צריך להביא בחשבון מרחק, הספק, כיווניות האנטנה, תוואי השטח, תנאי ההתפשטות, פליטות מחוץ לערוץ ורגישות המקלט.
מערכת ניהול טובה אינה מסתפקת בתמונת המצב הנוכחית. היא צריכה לחזות מה יקרה אם תחנת בסיס תגביר הספק, אם אלומת המכ"ם תופנה לכיוון אחר או אם פלטפורמה ניידת תיכנס לאזור. לשם כך נדרשים מודלים של התפשטות רדיו, מידע על מיקום המערכות ועדכונים מהציוד עצמו.
רק לאחר מכן אפשר לקבל החלטה: לשנות תדר, לצמצם רוחב פס, להנמיך הספק, להזיז חלון שידור בזמן או להפנות אלומה לכיוון אחר. במקרים אחרים ניתן להפעיל סינון, ביטול הפרעות או notch צר בתוך תחום הפעולה. השלב האחרון הוא אימות. לאחר השינוי צריך למדוד שוב את הסביבה ולוודא שההפרעה אכן פחתה ושהמערכת לא יצרה בעיה במקום אחר.
למה אי אפשר להסתפק בזיהוי מכ"ם
רעיון של detect and avoid כבר מיושם ברשתות אלחוטיות. בתחום 5GHz, למשל, ציוד Wi-Fi מסוים נדרש לזהות פעילות מכ"ם ולעבור לערוץ אחר. מנגנון זה מכונה Dynamic Frequency Selection.
הניסיון שנצבר בשימוש בו ממחיש גם את המגבלות. דו"ח טכני של NTIA תיאר מקרים שבהם ציוד שפעל ברצועת 5GHz גרם להפרעות למכ"מי מזג אוויר ולמכ"מי ניסוי, למרות מנגנוני הזיהוי. בין הבעיות האפשריות נמצאות הגדרה לא נכונה של ציוד, קושי לזהות צורות גל מסוימות, פליטות לא רצויות ושימוש במכשירים שאינם עומדים בדרישות.
מערכת צבאית אינה יכולה להניח שכל אות מכ"ם יהיה מוכר מראש. היא גם אינה יכולה תמיד לפנות את הערוץ מיד עם גילויו. ייתכן שהמערכת הצבאית עצמה היא זו שחייבת להמשיך לפעול, בעוד הרשת המסחרית נדרשת לצמצם זמנית את השימוש בתחום.
לכן ASC מנסה להתקדם ממקלט שמזהה תבנית קבועה למנגנון תיאום רחב יותר, שבו מערכות משתפות מידע ומקבלות החלטות בהתאם למדיניות שנקבעה מראש. במקום תגובה בינארית של מכ"ם זוהה, יש לפנות את הערוץ, המערכת אמורה להעריך את רמת הסיכון ולבחור פעולה מתאימה.
מכ"ם ותקשורת אינם משתמשים בספקטרום באותה צורה
רשת סלולרית מתוכננת לשרת משתמשים רבים ולנצל את המשאבים לאורך זמן. היא יכולה להקצות ערוצי משנה, להתאים הספק ולשנות את חלוקת המשאבים בין משתמשים.
מכ"ם פועל באופן אחר. הוא עשוי לשדר פולסים קצרים בעוצמה גבוהה, לשתוק בין הפולסים ולשנות את כיוון האלומה. המידע המבצעי נמצא גם בתזמון, בצורה ובמופע של האות. הפרעה קצרה יכולה להסתיר מטרה בחלק מסוים של הסריקה, אך לא בהכרח לשבש את כל פעולת המכ"ם.
ההבדלים האלה יוצרים הזדמנות לשיתוף. אם מנהל הספקטרום יודע מתי ולאן המכ"ם משדר, הוא יכול לצמצם תעבורת תקשורת באזור או בזמן הרלוונטיים בלבד. מערכות בעלות אנטנות כיווניות יכולות גם ליצור הפרדה מרחבית: להמשיך להשתמש באותו תדר, אך להפנות את האנרגיה לכיוונים שונים.
מנגד, שיתוף מידע מפורט על פעילות המכ"ם יוצר בעיה ביטחונית. זמני שידור, מיקום, כיוון אלומה וצורת גל יכולים לחשוף מידע על יכולות המערכת ועל דפוסי הפעולה שלה. מערכת התיאום צריכה לכן למסור לרשת המסחרית מספיק מידע כדי למנוע הפרעה, אך לא מידע שיאפשר להסיק כיצד המכ"ם פועל.
שכבת הניהול הופכת ליעד תקיפה
ברגע שמחשבים מקבלים החלטות על הקצאת תדרים, מערכת ניהול הספקטרום עצמה הופכת לחלק קריטי מן הארכיטקטורה. תקיפה אינה חייבת לשבש את ערוץ הרדיו ישירות. היא יכולה לנסות להטעות את מנגנון הניהול.
תוקף עשוי לשדר אות שנראה כמו מכ"ם ולהכריח רשתות ידידותיות לפנות תחום תדרים. הוא יכול להזין מיקום שגוי, לחקות חתימה של מערכת מאושרת או לנסות להשתלט על ממשק התיאום. במערכת המשתמשת בלמידת מכונה ניתן גם לנסות לייצר אותות שיובילו לסיווג שגוי.
לכן נדרשים אימות זהויות, הצפנת התעבורה, חתימה על הודעות, מנגנוני הרשאה ורישום של החלטות. החלטה על שינוי תדר צריכה להתבסס על יותר ממדידה יחידה. אפשר לשלב חיישנים ממספר מקומות, מידע מן הרשת ונתונים שהתקבלו ישירות ממערכת המכ"ם.
גם השימוש ב-AI אינו מבטל את הצורך בכללים הנדסיים. מודל יכול לסייע בזיהוי ובחיזוי, אך הוא אינו יודע מעצמו מהי רמת הסיכון המותרת למכ"ם בטיחותי או מבצעי. גבולות ההפעלה, העדיפויות והתגובות למצבי אי ודאות צריכים להיקבע מראש.
מהשוק האזרחי לשדה הקרב
ASC עוסקת בעיקר בדו-קיום בין מכ"מים לבין רשתות מסחריות, אך הארכיטקטורה רלוונטית גם למרחב הצבאי. כוח פרוס מפעיל בו זמנית מכ"מים, קישורי נתונים, מערכות ניווט, רחפנים, חיישנים, משבשים ומערכות תקשורת לוויינית. ללא תיאום, מערכת ידידותית יכולה להפריע לאחרת.
בשדה קרב נוסף גם איום הגילוי. מעבר תדר אינו נעשה רק כדי להימנע מהפרעה, אלא גם כדי להקטין את הסיכוי שהאויב יאתר ויסווג את המשדר. שינוי תדר, הספק, אפנון, רוחב פס וכיוון אלומה נעשה חלק מתמרון אלקטרומגנטי.
המשמעות היא שמנהל הספקטרום אינו יכול לפעול כמערכת מרכזית בלבד. קישור למפקדה עלול להיחסם, ופלטפורמות יצטרכו להמשיך לפעול באופן מקומי. חלק מן ההחלטות יעברו לקצה הרשת, בתוך כלי טיס, רכב קרבי, ספינה או מערכת בלתי מאוישת.
ארכיטקטורה כזו תצטרך לחלק את הסמכות. רמה מרכזית תגדיר מדיניות ועדיפויות, ומערכות מקומיות יתאימו את עצמן למציאות המשתנה. כאשר הקישור יתחדש, יהיה עליהן לשתף את תמונת הספקטרום ולעדכן את התוכנית המשותפת.
בפעילות רב-לאומית מתווספת בעיית התאימות. לכל צבא ציוד, הקצאות תדרים, סיווגי מידע ומדיניות שונים. שיתוף ספקטרום מחייב שפה משותפת לתיאור אותות, הפרעות, אזורים מוגנים ורמות עדיפות, בלי לחשוף פרטים שאסור להעביר בין המדינות.
המשמעות לישראל ולמזרח התיכון
האתגר מקבל משמעות מיוחדת גם בישראל ובמזרח התיכון. במרחב גיאוגרפי מצומצם פועלות רשתות תקשורת אזרחיות לצד מכ"מים, מערכות הגנה אווירית, קישורי נתונים, כלי טיס בלתי מאוישים ומערכות לוחמה אלקטרונית. במהלך עימות מתווספים אליהם עומס חריג, ניסיונות חסימה ופעילות של כוחות רבים באותו תא שטח.
בתנאים כאלה, הפרעה אינה חייבת להגיע מן האויב. גם שתי מערכות ידידותיות עלולות לפגוע זו בזו אם אינן מתואמות. היכולת לזהות את מקור ההפרעה, להבחין בין עומס, תקלה ופעולה עוינת, ולהתאים במהירות את פרמטרי השידור היא לכן צורך מבצעי ולא רק שאלה רגולטורית.
החשיבות המערכתית של הנושא משתקפת גם בבדיקת מבקר המדינה שעסקה במוכנות צה"ל ללוחמה במרחב הספקטרום. הבדיקה כללה גופים באגף התקשוב, זרועות האוויר, הים והיבשה, אמ"ן, מפא"ת, משרד התקשורת, מערך הסייבר הלאומי, רשות שדות התעופה ורפאל. הדו"ח המלא לא פורסם מטעמי ביטחון, ולכן אין להסיק ממנו ממצאים טכניים; אולם היקף הגופים שנכללו בבדיקה ממחיש שמדובר באתגר רב-מערכתי החוצה את הגבול שבין תשתיות אזרחיות לפעילות צבאית.
המבחן אינו למצוא תדר פנוי
היעדים שפרסמה BBN עבור אב-הטיפוס כוללים הגדלה של 50% בקיבולת ה-5G השימושית, הפחתה של 20dB בהפרעה המגיעה למכ"ם ושיפור של פי אלף באיכות קישור ה-5G כאשר שתי המערכות פועלות זו לצד זו. אלה יעדי פיתוח של החברה, ועדיין לא תוצאות של ניסוי מבצעי עצמאי.
גם אם יושגו, הם לא יפתרו לבדם את כל בעיית הספקטרום. מערכת הפועלת באתר ניסוי מכירה את המשתתפים, את מיקומם ואת כללי ההפעלה. בזירה מבצעית חלק מן המשדרים נעים, חלקם אינם משתפים פעולה ואחרים מנסים במכוון להטעות את החיישנים.
המעבר לשיתוף דינמי תלוי גם בציוד הקיים. מכ"ם ותיק או מערכת קשר סגורה אינם בהכרח מסוגלים לשנות פרמטרים במהירות או למסור נתונים למנהל חיצוני. שילובם ידרוש ממשקים, שערי תקשורת ולעיתים שינויים בחומרה.
לכן השאלה המרכזית אינה אם האלגוריתם יודע למצוא ערוץ פנוי. המבחן הוא אם מערכת שלמה יכולה לחוש, לסווג, לחזות, לקבל החלטה ולשנות את התנהגותה בתוך פרק זמן קצר, בלי לפגוע במשימה ובלי לאפשר ליריב לנצל את מנגנון התיאום.
אם תוכניות כמו ASC יצליחו, הספקטרום לא ינוהל עוד כרשימה קשיחה של תדרים. הוא יהפוך למשאב שמתעדכן בהתאם למקום, לזמן, למשימה ולרמת הסיכון. בשדה הקרב, היכולת הזאת עשויה להיות ההבדל בין מערכת שממשיכה לפעול תחת הפרעה לבין מערכת שיש לה אנטנה, משדר ומעבד, אך אין לה דרך להשתמש בהם.
בתמונת שער: חיילי הדיוויזיה המשוריינת הראשונה של צבא ארה״ב מקימים מערכת אנטנה ללוחמה אלקטרונית במהלך תרגיל Spectrum Blitz 26 בגרמניה. בזירה הצבאית, ניהול הספקטרום אינו מסתכם במניעת הפרעות, אלא כולל זיהוי, התאמה ותמרון רציף בסביבה אלקטרומגנטית משתנה. קרדיט: צילום: Pfc. Kaleb Lampkin, U.S. Arm
מקורות מרכזיים:
- U.S. Department of Defense, Electromagnetic Spectrum Superiority Strategy, 2020.
- National Telecommunications and Information Administration, Advanced Dynamic Spectrum Sharing Demonstration in the National Spectrum Strategy.
- National Spectrum Consortium, Advanced Spectrum Coexistence, Nokia Federal Solutions, 2026.
- RTX BBN Technologies, Secure Real-Time Spectrum Coexistence for 5G and Defense Radar, 10 February 2026.
- DARPA, Shared Spectrum Access for Radar and Communications, SSPARC.
- NTIA Institute for Telecommunication Sciences, Adventures in Radar Spectrum and Radar Coexistence in Today’s World, November 2024.
- NTIA Institute for Telecommunication Sciences, Lessons Learned from the Development and Deployment of 5GHz Dynamic Frequency Selection Devices, December 2019.
- מבקר המדינה, ההיערכות והמוכנות של צה"ל ללוחמה במרחב הספקטרום האלקטרומגנטי, ינואר 2025.
