ویژگی های شناسایی و الزامات فنی رادارهای ضد هواپیماهای بدون سرنشین

رادارهای ضد هواپیماهای بدون سرنشینبه طور عمده برای نظارت دقیق بر فضای هوایی در ارتفاع پایین کمتر از 1000 متر از سطح زمین طراحی شده اند. با ادغام ماژول های پردازش سیگنال اختصاصی و آنتن های افزایش بالا،آنها به طور موثر سیگنال های آشفتگی تولید شده توسط اجسام زمینی را ضبط می کنند، اهداف هوایی و تداخلات مختلف محیطی، ارائه داده های پایه ای با کیفیت بالا برای شناسایی بعدی هدف، ردیابی مسیر و تصمیم گیری در مورد اقدامات مقابله ای.طبق استانداردهای کلی طبقه بندی فضای هوایی در بخش هوانوردی، فضای هوایی کمتر از ۱۰۰۰ متر به طور صریح به عنوان فضای هوایی در ارتفاع پایین تعریف می شود و منطقه ای کمتر از ۱۰۰ متر به عنوان فضای هوایی در ارتفاع بسیار پایین طبقه بندی می شود.تحت تاثیر عوامل مانند انسداد زمین و بازتاب ساختماناین منطقه پیچیده تر است. در عین حال این منطقه با مقاومت و الزامات عملیاتی هواپیماهای بدون سرنشین کوچک مطابقت دارد.که باعث می شود منطقه اصلی فعالیت برای هواپیماهای بدون سرنشین عکاسی هوایی مصرف کننده باشد.،درون های بازرسی صنعتی، و حتی برخی از درون های مخرب را به عنوان مثال رادار پالس دوپلر، به طور گسترده ای استفاده شده و از لحاظ تکنولوژیکی بالغ ترین رادار در زمینه ضد درون،سرعت پایین معمولی، ویژگی های کوچک (LSS) هواپیماهای بدون سرنشین به طور قابل توجهی دقت تشخیص، ثبات مداوم و قابلیت های ضد تداخل سیستم های رادار را در طول ابعاد متعدد محدود می کند.از جمله قدرت سیگنال، مسیر حرکت، قطع قطعی رادار (RCS) و ثبات حالت پرواز (همانطور که در شکل 3 نشان داده شده است) ، این یک چالش فنی اصلی است که باید در طراحی، توسعه، توسعه، توسعه، توسعه، توسعه، توسعه، توسعه، توسعه، توسعه، توسعه، توسعه، توسعه، توسعه، توسعه، توسعه، توسعه، توسعه، توسعه، توسعه، توسعه، توسعه، توسعه، توسعه، توسعه، توسعه، توسعه، توسعه،و بهینه سازی عملکرد رادارهای ضد هواپیماهای بدون سرنشین.

1- قابلیت سازگاری با چندین سناریو و الزامات شناسایی هدف

ویژگی اصلی هواپیماهای بدون سرنشین ٬ پرواز در ارتفاع پایین ٬ الزامات سختگیرانه ای را بر قابلیت سازگاری با چندین سناریو و قابلیت شناسایی هدف از رادارهای ضد هواپیماهای بدون سرنشین تحمیل می کند.اين رادارها بايد با دقت اهداف مختلف در حال حرکت در زمين را شناسایی کننددر مناطق کم ارتفاع و بسیار کم ارتفاع در زمین های مختلف و پیچیده و محیط هایی مانند ساختمان های شهری، مناطق کوهستانی و زمینه های باز.وسایل نقلیه زمینی، گله های پرندگان مهاجر، و هواپیماهای بدون سرنشین با اندازه های مختلف و حالت های پرواز (به عنوان مثال، چند روتور، بال ثابت، بلند شدن عمودی و فرود)انعکاسات دیواری ساختمان، اختلالات امواج زمین و پراکندگی گیاهان زمینی) ، برخی از رادارهای ضد هواپیماهای بدون سرنشین از یک استراتژی بهینه سازی تنظیم پویا زاویه ارتفاع استفاده می کنند.با تغییر جهت روشنایی در زمان واقعیاز این رو، آنها به طور فعال از مناطقی که دارای آشفتگی زمین متمرکز هستند، اجتناب می کنند و نسبت سیگنال به نویز سیگنال های هدف را بهبود می بخشند.این روش اجتناب منفعل محدودیت های فنی قابل توجهی دارد.، که اغلب منجر به افزایش "درصدی تشخیص از دست رفته" در تشخیص هواپیماهای بدون سرنشین می شود.از آنجا که فضای هوایی عملیاتی (معمولی) اکثر هواپیماهای بدون سرنشین کوچک مصرف کننده و صنعتی در زیر 100 متر متمرکز است (فوق ارتفاع بسیار پایین)، برای پرتو رادار به دست آوردن پوشش یکپارچه این منطقه پس از تنظیم زاویه ارتفاع چالش برانگیز است.مخصوصاً در زمین های پیچیده مانند ساختمان های شهری با تراکم بالا و دره های کوهستانی، نقاط کور ناشی از انسداد بیشتر گسترش می یابد و به طور قابل توجهی خطر تشخیص از دست رفته را افزایش می دهد.یک سیستم رادار ضد هواپیماهای بدون سرنشین کارآمد و قابل اعتماد باید دارای قابلیت های شناخته شدن هدف خودکار (ATR) باشد.با استفاده از الگوریتم های یادگیری عمیق برای استخراج، طبقه بندی و تأیید سیگنال های ضبط شده، می تواند اهداف هواپیماهای بدون سرنشین را با دقت از آشفتگی، پرندگان و سایر منابع تداخل تشخیص دهد،به طور اساسی کاهش خطرات تشخیص های از دست رفته و هشدار های غلط در حالی که اطمینان از قابلیت اطمینان نتایج تشخیص.

2الزامات حساسیت بالا برای تشخیص سیگنال ضعیف

ویژگی ذاتی هواپیماهای بدون سرنشین در اندازه­ای کوچک آن­ها باعث می­شود که قطعه­ی قطعی رادار­شان بسیار پایین باشد.مقدار RCS در محدوده 0 باشد..01 تا 0.1 متر مربع، به طور قابل توجهی کمتر از هواپیماهای سنتی مانند جنگنده ها و هلیکوپترها.سیگنال های رادار ضعیف که آن ها منعکس می کنند به راحتی توسط هرج و مرج محیطی و تداخل الکترومغناطیسی پنهان می شونداین ویژگی نیاز به حساسیت فوق العاده ای از آشکارسازان رادار دارد و نیاز به قابلیت های قوی برای استخراج سیگنال ضعیف دارد.تقویتدر حالی که به طور موثر تداخل الکترومغناطیسی و هرج و مرج محیطی را فیلتر می کندرادار همچنین باید طیف گسترده ای از تشخیص را پوشش دهد تا به اهداف عملکرد دوگانه "ابراز دور دراز و موقعیت دقیق کوتاه مدت" برسد.تحقق این هدف اصلی عملکرد باید بر روی قابلیت اطمینان بالا در تشخیص و شناسایی،نیاز به ساخت یک سیستم همکاری "هاردویر + الگوریتم" از طریق بهینه سازی چند بعدی فنیدر سطح سخت افزاری، اجزای اصلی مانند آنتن های حساسیت بالا و گیرنده های کم سر و صدا برای افزایش دریافت سیگنال و بهره وری تبدیل ارتقا می یابند. در سطح الگوریتمی،فن آوری های پیشرفته مانند فیلتر کردن سازگار، فشرده سازی نبض و تشخیص نرخ هشدار غلط ثابت (CFAR) برای تقویت قابلیت های شناسایی سیگنال های هدف ضعیف معرفی شده است.تشخیص ویژگی، و قفل پایدار سیگنال های هدف ضعیف، جلوگیری از سوء قضاوت سیگنال و قضاوت های اشتباه از تاثیر بر بهره وری و دقت عملیات بعدی مقابله،در نتیجه نیازهای سناریوهای کاربردی را برآورده می کند..

3الزامات پيگيري پايدار براي اهداف کم سرعت

ویژگی هواپیماهای بدون سرنشین پرواز با سرعت پایین نیز چالش های قابل توجهی را برای عملکرد ردیابی پایدار هواپیماهای بدون سرنشین ایجاد می کند.راداراکثر هواپیماهای بدون سرنشین کوچک با سرعت 10 تا 50 کیلومتر در ساعت پرواز می کنند، با برخی از هواپیماهای بدون سرنشین در ارتفاع بسیار پایین که به سرعت صفر نزدیک می شوند.ویژگی های حرکتی آن ها تقریباً از ویژگی های آشفتگی شناور قابل تشخیص نیست.، پرندگان پرواز آهسته، سقوط اشیاء و سایر اهداف تداخل. الگوریتم های ردیابی سنتی در تلاش برای تمایز موثر آنها بر اساس تفاوت سرعت هستند،عدم حفظ قفل پایدار در اهداف هواپیماهای بدون سرنشین و به طور بالقوه گمراه کننده قضاوت سنسورهای کمکی مانند سنسورهای نوری و مادون قرمزاین امر منجر به انحراف داده ها و اشتباهات تصمیم گیری در سیستم های فیوژن چند سنسور می شود.این انحرافات به واحدهای مقابله در راه حل سیستم هوایی ضد بدون سرنشین (C-UAS) منتقل می شوند.، مانند دستگاه های اختلال جهت دار، مکانیسم های اعتراض فیزیکی و سیستم های مقابله لیزری، که منجر به تاخیر و عدم دقت اقدامات مقابله ای می شود.آنها قادر به رد کردن هواپیماهای بدون سرنشین در زمان مناسب و موثر نیستند و حتی ممکن است باعث تداخل با اهداف بی گناه اطراف شوند.برای حل این مشکل، سیستم های رادار نیاز به نرخ های ارتقاء اسکن و قابلیت شناسایی سریع هدف دارند. با افزایش فرکانس اسکن پرتو، بهینه سازی الگوریتم های ردیابی پویا،و مدل های پیش بینی مسیر هدف، آنها می توانند پارامترهای حرکت هدف (سرعت، مسیر، حالت، روند پرواز) را در زمان واقعی به روز کنند و به سرعت هواپیماهای بدون سرعتی با سرعت پایین را از اهداف مختلف تداخل تشخیص دهند.و فراهم کردن واحدهای بعدی مقابله با زمان واقعی، پشتیبانی دقیق و مداوم از داده های هدف. این اطمینان از دقت و به موقع عملیات ردیابی و اقدامات مقابله ای را تضمین می کند،به طور کامل پاسخ به الزامات واکنش سریع در سناریوهای عملی مانند امنیت، حفاظت از ارتش و حوادث.

ما ارائه دهندهسیستم ضد هواپیماهای بدون سرنشین برای اطلاعات بیشتر، لطفاً با Susan@uav-ir.com تماس بگیرید.