雷达测试怎么测 雷达测速仪的测速范围

射频检测无源射频检测是有效对抗无人机系统的基础。射频传感器通过将无人机通信协议与已知的无人机射频特性相匹配来提供检测能力。和消费者UAS使用各种协议,其中一些是专有

本文最后更新时间:  2023-04-18 10:54:25

射频检测

无源射频检测是有效对抗无人机系统的基础。射频传感器通过将无人机通信协议与已知的无人机射频特性相匹配来提供检测能力。和消费者UAS使用各种协议,其中一些是专有的。基于射频的探测系统只需要扫描无人机常用的频段。例如,那些使用Wi-Fi扫描仪或“嗅探器”的系统有非常高的误报率。

射频传感器通常是“无源”的,不广播或传输信号。这使得射频对抗无人机系统能够在不干扰网络或作战区域其他通信的情况下工作。与被动射频系统不同,那些主动使用协议来操纵或试图“入侵”无人机的系统。

使用射频对抗无人机系统,除了射频系统的无源优势外,还有其他要求的特性。关键功能取决于工作场景和环境,但评估RF解决方案时需要考虑以下因素:

大型和可扩展的射频特征库或检测引擎,提供高检测概率和低误报率。

能够标记或过滤错误警报,从而随着时间的推移优化和提高性能。

无人机或无人机探测的方位角和俯仰角覆盖范围的优化

无人机控制器的射频测向能力

考虑到每个传感器的成本,射频传感器通常比雷达系统提供更长的检测范围。基于无线电频率的测向能力也可以提供类似于雷达系统的跟踪能力。

无线电频率可以是一种适合无人机探测的技术,创新的解决方案证明了这一点。例如,可穿戴、手持和车载产品提供了在野外环境和“移动”行动中对抗无人机的能力。

与所有方法一样,任何有效的系统都需要克服一些挑战。多径存在于大多数实际环境中,这将显著降低射频系统的精度。这是由于信号反射,系统同时接收来自多个方向的信号。任何有效的系统都应该能够高精度地确定这些信号的方向,尽管存在多径。

图6:无人机位置的射频三角测量

射频无人机的探测(及对抗)技术将如何发展?

随着LTE控制无人机的出现,射频传感器技术必须继续发展。

另一个常见的问题是“自主”无人机的射频传感器的性能。虽然许多所谓的自主无人机仍在传输遥测和视频数据,这些数据可以通过射频传感器检测到,但那些带有SD卡(或类似卡)并使用相机导航或惯性导航系统(INS)的无人机更难检测到,因此它们需要依赖其他传感器来接收射频。

无人机射频通信大致分为:

爱好者无人机的遥控频段,除了低波特率遥测控制,不能用于其他用途。

ISM(科学或工业)频段,发烧友基本没有执照,在应用、输出功率、频谱纯度等方面受到监管。

商用无人机(UAV)按照各自国家的民用监管机构分配的频段运行。

军用无人机不受使用传统军用通信频段的民用监管机构监管,其细节也不保密。

前三类以外的任何无线电频率管制操作均视为非法操作,违反各自国家的无线电通信法律。

某些国家提供的第三方收发器、调制解调器和上/下变频器可能会被非法进口和使用,当这些发展发生时,有能力的无人机制造商会及时了解最新情况。

对抗无人机的技术能力和创新能力呈指数级增长,必要时提供有效的无人机和遥控探测与对抗产品,以应对和挑战先进的无人机技术。

2.雷达

雷达可以有效跟踪目标的轨迹,除了跟踪无人机还有很多其他的应用。对于反无人机应用,关键是使用足够高分辨率的雷达来探测典型距离(通常为1公里或更远)的小型无人机,如DJI的无人机平台。许多雷达,如低频脉冲雷达,被设计用于探测大型金属物体,如飞机和直升机,但它们不适合探测RCS小和飞行低的物体,如1组和2组中的无人机。

评估反无人机雷达方案时的其他考虑因素包括:

杂波处理:杂波会干扰雷达探测,树木、建筑物等物体容易虚警,因为这些物体在雷达上看起来像无人机叶片。先进的雷达系统将应用各种技术来降低这种影响。

方位覆盖:方位是雷达的水平覆盖角度。该系统的典型范围是90度到360度。在小于360度的情况下,可以使用多个雷达提供大角度甚至全范围覆盖。

俯仰角:雷达的俯仰角很容易被忽略。市面上很多雷达的俯仰角都很窄,在10度到30度之间,导致俯仰覆盖区域存在巨大的盲区。虽然通常不需要90度的垂直覆盖,但是40-80度的检测范围被认为是理想的。

2D vs 3D:与2D雷达相比,3D雷达有几个优势,其中最显著的是可以提供无人机的高度信息。通过过滤特定高度以上的物体来减少混乱的能力有助于消除地面上的错误警报。

波段:反无人机雷达波段包括X波段(舰船上也常用)、K波段(最初用于自动驾驶汽车,但适用于反无人机)、Ku波段和S波段(军事部署常用)。这些波段的使用对雷达的尺寸也有影响。例如,K波段雷达的整体尺寸通常更小。

运动/固定面板:根据不同的使用情况,运动部件越少可能越好,因为这样可以降低磨损损坏的可能性。一些雷达可以同时用于“凝视”和旋转模式。凝视模式提供了更好的性能,但是覆盖角度减小了。

雷达模式

无人机探测雷达可以使用不同的技术方法。反无人机解决方案中使用的雷达使用以下三种技术之一:脉冲(主动)、连续波(主动)和被动模式。每种方法都有不同的特点,并且各有优缺点:

主动雷达-脉冲:发射一个短但高功率的脉冲,等待目标的反射回波。脉冲和回波接收的时间窗口的减小将影响性能。脉冲宽度越短,距离分辨率越高。所以脉冲雷达一般是为远距离设计的。

有源雷达-CW:雷达连续发射射频信号,接收反射回来的回波。由于多普勒效应,接收器可以通过测量频移来确定物体的速度和轨迹。如果发射信号中没有定时基准,连续波系统就无法测量距离。

图7:探测无人驾驶飞行器的微多普勒雷达

无源雷达:利用现有环境广播、通信或无线电导航发射的信号,探测接收区域内是否有物体。发射器和接收器位于不同的位置,因此用户只能控制接收器。可用于UAS检测的潜在传输信号包括FM、DVB、GSM、GNSS或WIFI。这种方法对于喜欢使用非发射设备的终端用户非常有吸引力,这样在操作过程中就不会产生明显的特征。

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