無源DVB-T雷達元件對抗非法無人機飛行的潛力
前言
介紹由于近年來無人機的擴散，它們已成為一種關鍵威脅，而且是一種不對稱的威脅。在第一次無人機入侵或攻擊幾年後，一些解決方案開始存在。然而，由于威脅的多樣性及其不斷演變，通常難以評估不同概念的實際效率。此外，反無人機系統的不同強制性功能通常被配置設定給專用傳感器或傳感器類型，這種方法在實踐中可能面臨效率不足的問題。在第一部分，将簡要介紹不同的強制性功能。這些定義是必需的，因為它們可能因一種傳感器而異。由于傳感器專業之間的多樣性，這些定義不可能是通用的，但将在本文檔中使用。将提到可能對每個功能做出貢獻的主要傳感器類型。
測角元件：這些傳感器估計其測量帶寬内電磁源的到達方向。他們通常會尋找無人機與其飛行員之間的一些視訊通量或典型連結。然後，不同非并置測角元件的關聯将允許無人機的定位。最後，這種傳感器有助于傳輸特征信号的無人機的檢測、定位和提取（甚至可以直接使用信号識别等在檢測階段之前實作）。
雷達元件：這些傳感器估計其環境中緩慢移動目标的參數。這些參數通常是距離、徑向速度和到達角（二維陣列天線的方位角和仰角）。
然後這些參數可用于定位和跟蹤。聲學元件：這些聲學傳感器能夠檢測噪聲源并估計其方位角和仰角方向。光學元件：即使開始研究一些新興的解決方案進行檢測，通常也會考慮将此類元件用于目辨別别。大多數現有的或正在開發的系統結合了不同技術的優點（和缺點），以便在中和之前達到最終目标：檢測、定位、跟蹤、提取和識别感興趣的區域内所有其他潛在“目标”中的無人機。
然而，值得注意的是，就成本和效率而言，增加傳感器的數量并不是最佳解決方案。例如，一個簡單的基于雷達的檢測、定位和跟蹤系統與用于無人機識别和提取的光學元件相結合，在反應性方面可能無法完全有效。假設雷達具有高靈敏度但無法限制不感興趣的軌道數量，則該雷達将系統地要求對光學裝置進行确認/識别，并且根據反應性标準，這種系統性請求效率不高。
這個簡單的例子概述了主要緻力于檢測和定位但具有一些分類功能的傳感器的興趣。 雷達物鏡和潛在解決方案. 雷達物鏡在這種反無人機環境中，雷達傳感器的主要任務如下：檢測和監視雷達應確定對寬角扇區進行連續監視，目标參數的資料更新率很高。應該檢測的目标更具體地說是低空和低速的小目标。雷達在面對多個同時攻擊時也應該是有效的。本地化和跟蹤雷達應恢複目标相對于感興趣區域的笛卡爾坐标。鑒定/提取如上一段末尾所述，在雷達一級進行識别的第一步将導緻全球警報系統的實質性收益。
是以，理想情況下，高效的雷達應具有一定的識别能力，或者至少應避免系統地要求識别元件的所有檢測到的目标。從占地面積和部署的角度來看，雷達元件應該與大多數感興趣區域的快速安裝相容。這些标準是情景敏感的，例如，對于特定的長期計劃事件，一天内的安裝可以被認為是足夠快的。但是，由于其廣泛的占用空間和随之而來的重量，需要龐大的主機基礎結構的系統部署起來會更加複雜。
戰場雷達在潛在的雷達解決方案中，戰場雷達專用于地面目标檢測和跟蹤從行人到坦克的目标。是以，這些雷達傳感器已針對無人機進行了評估。此類系統通常是載波頻率接近10 GHz的X波段雷達，監測扇區的角度接近120°。
作者觀點
每個目标/方向的資料更新速率通常接近1.5 s。所有這些有源系統都通過以接近 120.1° 的典型角步長聚焦能量來掃描 5° 扇區。這種聚焦可以通過機械（旋轉天線）、電子或數字（通過在發射陣列的天線之間應用專用差分相位）來實作。這些參數意味着每個掃描方向的照明持續時間接近資料更新率（此處為1.5 s）和方向數（此處為20）之間的比率，是以接近每個方向或每個預期目标6000 ms。然而，正如稍後将解釋的那樣，對于雷達系統，有時在某些假設下可以檢測葉片旋轉引起的調制周期。由于典型的葉片轉速在每分鐘 9000 到 100 轉之間，對應于 150 到 20 Hz 之間的頻率。50 ms的相幹積分時間導緻<> Hz的頻率分辨率。是以，這樣的頻率分辨率通常不足以檢測葉片調制，而葉片調制僅為分辨率的兩倍或三倍（此外，無人機機身貢獻比葉片調制影響更高）。
