Każdy użytkownik dronów z doświadczeniem wojskowym mógł się czasami zastanawiać, czy drony pojawiają się na radarze. Ale to trochę naładowane pytanie. Odpowiedź brzmi TAK i NIE. Ale prawdziwe pytanie powinno brzmieć, jeśli system radarowy odbierze sygnał, czy rozpozna drona/UAV, gdy radar wykryje powrót lub błysk?
Tak, drony mogą i pojawiają się w Radarze. Radar wykryje drona, ale może nie być w stanie zidentyfikować tego obiektu. Jednak w niektórych przypadkach obiekt może się nawet nie pojawić, w zależności od czułości systemu i zaprogramowanego bałaganu radarowego.
Aby zrozumieć, jak to działa, musimy przyjrzeć się kilku rzeczom.
Co to jest Radar?
Najpierw przyjrzyjmy się, czym jest RADAR. RADAR to właściwie skrót od RA dio D ectionA i R wściekłość. RADAR to system złożony z wielu elementów, a ponadto istnieją różne typy radarów i różne zastosowania. Na przykład Lidar to rodzaj radaru, który wykorzystuje światło podczerwone i lasery.
Większość radarów wykorzystuje jednak elektromagnetyczne fale radiowe i na tym właśnie skupiamy się rodzaj radaru, na który patrzymy. Systemy radarowe zazwyczaj składają się z następujących elementów:
- Nadajnik
- Antena nadawcza
- Antena odbiorcza
- Odbiornik
- Procesor
Nadajnik wytwarza fale radiowe lub tak zwane sygnały radarowe. To właśnie te fale radiowe/sygnały radarowe są następnie wysyłane z anteny nadawczej (można ją również nazywać anteną nadawczą – antena to inny termin na antenę).
Te fale radiowe/sygnały radarowe są wysyłane w określonych kierunkach. Kiedy te fale radiowe/sygnały radarowe zetkną się z obiektem, czy to samolotem, dronem, ptakiem, pogodą – fale radiowe/sygnały radarowe zwykle odbijają się z powrotem do anteny odbiorczej/anteny, lub mogą się rozproszyć.
Czasami fala radiowa jest pochłaniana i przenika przez obiekt, z którym się styka, nie powodując żadnego czytelnego powrotu i czyniąc ten obiekt bardzo trudnym do wykrycia, podobnie jak zaprojektowano do tego samolot Stealth.
To, co dzieje się z sygnałem fal radiowych/radarowych, gdy styka się z obiektem, może się różnić. Może to zależeć od tego, z czego wykonany jest obiekt, a nawet od warunków atmosferycznych, takich jak mgła czy deszcz. Na przykład samolot Stealth został zaprojektowany tak, aby był trudny do wykrycia przez radar, pochłaniając lub przekierowując sygnał fal radiowych/radarowych.
Zasadą jest to, że fala radiowa/sygnał radarowy nie odbija się bezpośrednio do anteny/anteny odbiorczej. Ulewny deszcz lub gęsta mgła mogą spowodować ogromne zakłócenia radarowe, blokujące i rozpraszające powroty z bardziej solidnych obiektów, prawie tak, jakby je maskowały.
Fale radiowe, które odbijają się z powrotem, mogą zostać odebrane przez antenę/antenę odbiorczą i odbiornik. To właśnie te odbite fale radiowe/sygnały radarowe są odbijane z powrotem od obiektu, z którym się styka. Procesor jest w stanie odczytać i przetworzyć dane zwrotne w niektórych przypadkach w możliwy do zidentyfikowania obiekt w oparciu o bazę danych informacji, z którą musi pracować i inne czynniki.
Ograniczenia radaru
Obszar, do którego może dotrzeć antena nadawcza/antena, jest ograniczony. Ilość mocy wykorzystywanej przez antenę/antenę ma również znaczenie dla jej zasięgu i głębi ostrości.
To z powodu tych ograniczeń otrzymujemy terminy takie jak „latanie pod radarem”. Większość zestawów antenowych wysyła sygnał ścieżki liniowej, w zależności od zasięgu i głębokości sygnału falowego. Może być możliwe latanie poniżej fal radiowych/sygnałów radarowych.
RADAR może nie być ustawiony na wykrywanie czegokolwiek poniżej, powiedzmy 400 stóp, lub może być ustawiony tak, aby nie wykrywał małych obiektów, które mogą być również znane jako bałagan. Procesor można ustawić w ten sposób, aby ograniczyć ilość odbieranego lub odbijanego bałaganu.
Bałagan radarowy jest definiowany jako niepożądane sygnały rozproszone wstecznie z obiektów fizycznych w środowisku naturalnym, takich jak ziemia, morze, ptaki itp.
To właśnie tego typu ustawienia mogą uniemożliwić zauważenie lub wyświetlenie drona na radarze.
Ponadto anteny RADAR występują w wielu różnych kształtach i rozmiarach. Mają dwa główne typy w oparciu o ich strukturę fizyczną. Rodzaj użytej anteny/anteny może mieć bardzo duży wpływ na zasięg i głębokość obszaru, który są w stanie objąć.
Dwa typy to paraboliczne anteny reflektorowe i anteny soczewkowe.
Antena/antena reflektorowa jest dostępna w różnych podstylach, takich jak gregoriański, paraboliczny, Cassegrain, Splash Plate, Offset Feed itp. Anteny/anteny reflektorowe są najczęściej spotykane i są tego typu, które można zobaczyć na lotnisku lub używany przez lokalnego meteorologa do prognozowania pogody, a nawet na pokładzie żaglowca. Zasięg i wykrywanie różnią się w zależności od typu.
Innym czynnikiem decydującym o zdolności systemu RADAR do sięgania i wykrywania obiektów jest siła wysyłanego sygnału fal radiowych/radaru oraz siła odbiornika do odebrania sygnału. Niektóre z najpotężniejszych systemów RADAR są używane przez potęgi wojskowe na całym świecie.
Rodzaje radarów
Istnieją różne rodzaje radarów.
Po pierwsze, istnieje Radar pulsacyjny . Ten typ radaru służy do wykrywania obiektów nieruchomych. Istnieje również rodzaj radaru impulsowego o nazwie MTI Radar (Moving Target Indication Radar). Radar MTI służy do śledzenia celów niestacjonarnych lub ruchomych.
Radar impulsowy przesyła sygnał impulsowy przy każdym impulsie zegarowym, a obiekt jest odczytywany lub widziany między impulsami. Radar impulsowy może wykorzystywać pojedynczą antenę/antenę do nadawania i odbierania.
Następnym typem radaru jest Radar o fali ciągłej . Ten typ radaru wykorzystuje efekt Dopplera do wykrywania obiektów nieruchomych i niestacjonarnych. Tego typu radary są znane jako niemodulowany radar fali ciągłej i radar fali ciągłej lub po prostu radar CW lub radar UCW.
Radary tego typu wymagają dwóch anten/anten, jednej do nadawania, a drugiej do odbioru. Jeśli radar dopplerowski CW wykorzystuje modulację częstotliwości, będzie on znany jako FMCW (Radar o fali ciągłej z modulacją częstotliwości), czasami określany jako CWFM (Modulacja częstotliwości fali ciągłej). Ten rodzaj radaru jest najczęściej używany do prognozowania pogody.
Ostatnim typem radaru byłby Radar MTI (wskaźnik ruchomego celu) ). Ten typ radaru wykorzystuje również efekt Dopplera do odróżniania obiektów niestacjonarnych od nieruchomych. Zazwyczaj są wyposażone we wzmacniacz lub oscylator.
Radary tego typu mogą wykorzystywać pojedynczą antenę/antenę zarówno jako nadajnik, jak i odbiornik z wykorzystaniem dupleksera. Lub radary MTI mogą nadal wykorzystywać dwie anteny/anteny. Duplekser umożliwia nadawanie i odbieranie sygnału przez tę samą antenę/antenę. Takie radary są najczęściej spotykane.
Czy Radar może zidentyfikować drona?
Omówiliśmy, czym jest Radar, co robi i jak to robi. Do tego momentu wiemy, że jeśli obiekt znajduje się w zasięgu fali radiowej/sygnału radarowego, zostanie wykryty, o ile odbija falę z powrotem do odbiornika.
Jednak tak naprawdę nie omówiliśmy tego, czy procesor rozpozna obiekt (powiedzmy, dron). Przejdźmy teraz do tego.
Co tak naprawdę wykrywa radar? Oto sedno dyskusji. Radar może wykrywać tylko pozycję i prędkość obiektów. Teraz, jeśli to tam zostawimy, odpowiedź na nasze pytanie zmieni się z tak na nie. Czy to prawda?
Niezależnie od tego, czy radar zidentyfikuje drona, wszystko wraca do procesora i jego bazy danych oraz ustawień . Czy radar byłby w stanie wykryć mały obiekt wielkości ptaka lub drona? Tak, tak.
Wiemy, że jeśli ten mały obiekt odbije sygnał fal radiowych/radaru z powrotem do odbiornika, odbierze go jako obiekt, podając jego pozycję i prędkość. Ale wiemy też, że radary są zaprogramowane tak, aby zmniejszać bałagan na radarach. W końcu za każdym razem, gdy ptak wlatuje w sygnał fal radiowych/radarowych, to pokaże. To może być dużo bałaganu.
Tak więc dron można łatwo wyciąć jako kolejny bałagan. Oznaczałoby to, że ten dron w ogóle nie pojawia się na radarze.
Inną informacją, która powraca w odbitej fali radiowej lub sygnale, jest wielkość odbicia. Bardziej wyrafinowane radary mogą na podstawie tych informacji i bazy danych przechowywanych profili radarowych określić do pewnego stopnia charakter obiektu.
Skąd więc operator radaru wie, co widzi? Zależałoby to od tego, jakiego systemu radarowego używają.
Kontrolerzy ruchu lotniczego używają na przykład dwóch radarów.
Pierwszym z nich jest radar pierwotny. Ten radar służy do podstawowego wykrywania i określania odległości i dostarcza tylko tych informacji. Radar wtórny używany przez Kontrolę Ruchu Lotniczego to radar wtórny dozorowania (SSR). Ten radar współpracuje z transponderem samolotu i dostarcza więcej informacji do kontrolera niż radar główny.
Transponder jest jednym z głównych sposobów identyfikacji samolotu. Innym jest komunikacja radiowa z samolotem. Podając swoją pozycję operatorowi radaru, pilot jest w stanie zidentyfikować i ustawić samolot na swoim radarze.
Tak więc jednym z głównych sposobów identyfikacji obiektu na radarze jest bezpośredni kontakt z pojazdem. Innym sposobem identyfikacji obiektu jest zaznaczenie przez operatora radaru startu i śledzenie stamtąd statku.
Inną metodą jest sam samolot i urządzenie zwane transponderem. Transpondery wysyłają kod, który identyfikuje samolot. Ten kod pozwala kontrolerowi ruchu lotniczego m.in. dowiedzieć się, który samolot jest którym.
Jak widać, identyfikacja obiektu na radarze nie jest tak łatwa, jak samo zobaczenie, że tam jest. Więc tak, radar wykryje drona/UAV, ale może nie być w stanie zidentyfikować tego obiektu. Obiekt może się nawet nie pokazać, w zależności od czułości systemu i zaprogramowanego bałaganu radarowego.