Vilken drönare som helst med militär bakgrund kan ibland ha undrat om drönare dyker upp på radarn. Men det är en lite laddad fråga. Svaret är JA och NEJ. Men den verkliga frågan borde vara, om radarsystemet fångar upp en signal, känner det igen en drönare/UAV när radarn fångar en retur eller blip?
Ja, drönare kan och visas på radar. Radar kommer att plocka upp en drönare, men den kanske inte kan identifiera objektet för vad det är. Men i vissa fall kanske objektet inte ens dyker upp, beroende på hur känsligt systemet är och hur mycket radarklotter som har programmerats ut.
För att förstå hur detta fungerar måste vi titta på några saker.
Vad är Radar?
Låt oss först ta en titt på vad RADAR är. RADAR är faktiskt en akronym för RA dio D etektionA och R ångest. RADAR är ett flerkomponentsystem, och det finns också olika typer av radar och olika applikationer. Lidar är till exempel en typ av radar som använder infrarött ljus och laser.
De flesta radarer använder dock elektromagnetiska radiovågor och detta är fokus för den typ av RADAR vi tittar på. Radarsystem kommer vanligtvis att bestå av följande komponenter:
- Sändare
- Sändningsantenn
- Mottagningsantenn
- Mottagare
- Processor
Sändaren producerar radiovågor eller vad som kallas radarsignaler. Det är dessa radiovågor/radarsignaler som sedan skickas ut från Sändarantennen (kan även kallas Sändantenn – antenn är en annan term för antenn).
Dessa radiovågor/radarsignaler sänds ut i förutbestämda riktningar. När dessa radiovågor/radarsignaler kommer i kontakt med ett föremål, vare sig det är ett plan, drönare, fågel, väder – kommer radiovågorna/radarsignalerna vanligtvis att reflekteras tillbaka till mottagningsantennen/antennen, eller så kan de sprida sig.
Ibland absorberas radiovågen och penetrerar föremålet den kommer i kontakt med, producerar ingen läsbar retur och gör det föremålet mycket svårt att upptäcka, ungefär som Stealth-flygplanet är designat för att göra.
Vad som händer med radiovågen/radarsignalen när den kommer i kontakt med ett föremål kan variera. Detta kan bero på vad föremålet är gjort av eller till och med atmosfäriska förhållanden som dimma eller regn. Till exempel var Stealth-flygplanet designat för att vara svårt att upptäcka med radar genom att absorbera eller omdirigera radiovågen/radarsignalen.
Principen bakom detta är att radiovågs-/radarsignalen inte reflekteras direkt till den mottagande antennen/antennen. Kraftigt regn eller tjock dimma kan orsaka massiv radarklotterblockering och spridning av returer från fastare föremål, nästan som om de döljer dem.
Radiovågorna som reflekteras tillbaka kan dock fångas upp av mottagarantennen/antennen och mottagaren. Det är dessa reflekterade radiovågor/radarsignaler som reflekteras tillbaka från föremålet det kommer i kontakt med. Processorn kan läsa och bearbeta returdata i vissa fall till ett identifierbart objekt baserat på databasen med information som den har att arbeta med och andra faktorer.
Begränsningar för radar
Det finns gränser för det område en sändarantenn/antenn kan nå. Mängden ström som antennen/antennen använder är också viktig för dess räckvidd och skärpedjup.
Det är på grund av dessa begränsningar som vi får termer som "Flying under the Radar." De flesta antennuppsättningar skickar ut en linjär signal, beroende på vågsignalens räckvidd och djup. Det kan vara möjligt att flyga under radiovågorna/radarsignalerna.
En RADAR kanske inte är inställd för att upptäcka något under t.ex. 400 fot, eller så kan den vara inställd för att inte upptäcka små föremål som också kan kallas clutter. Processorn kan ställas in på detta sätt för att begränsa mängden skräp som plockas upp eller reflekteras tillbaka.
Radarklotter definieras som oönskade bakåtspridda signaler från fysiska föremål i den naturliga miljön som mark, hav, fåglar, etc.
Det är dessa typer av inställningar som kan hindra en drönare från att ses eller dyka upp på radar.
Dessutom finns RADAR-antenner i många olika former och storlekar. De har två huvudtyper baserat på deras fysiska struktur. Typen av antenn/antenn som används kan göra en mycket stor skillnad vad gäller räckvidden och djupet på det område de kan täcka.
De två typerna är paraboliska reflektorantenner och linsantenner.
Reflektorliknande antenn/antenn finns i en mängd olika understilar som Gregorian, Parabolic, Cassegrain, Splash Plate, Offset Feed, etc. Reflektorantenn/-antenn är de vanligaste och är den typ du kan se på en flygplats eller används av din lokala meteorolog för att förutsäga vädret, eller till och med ombord på ett segelfartyg. Räckvidd och detektion varierar från typ till typ.
En annan avgörande faktor för ett RADAR-systems förmåga att nå ut och upptäcka föremål bestäms av styrkan på radiovågen/radarsignalen som sänds ut och styrkan hos mottagaren för att fånga upp signalen. Några av de mest kraftfulla RADAR-systemen används av militära makter runt om i världen.
Typer av radar
Det finns olika typer av RADAR.
Först finns det Pulse Radar . Denna typ av radar används för att detektera stationära föremål. Det finns också en typ av pulsradar som kallas MTI Radar (Moving Target Indication Radar). MTI Radar används för att spåra icke-stationära eller rörliga mål.
Pulsradar sänder en pulssignal vid varje klockpuls med objektet som läses eller ses mellan pulserna. Pulsradar kan använda en enda antenn/antenn för att sända och ta emot.
Nästa typ av radar är Kontinuerlig vågradar . Den här typen av radar använder dopplereffekten för att detektera stationära och icke-stationära objekt. Dessa typer av radar är kända som omodulerad kontinuerlig vågradar och kontinuerlig vågradar, eller mer enkelt CW-radar eller UCW-radar.
Dessa radartyper kräver två antenner/antenner, en för att sända och en annan för att ta emot. Om CW Doppler-radarn använder frekvensmodulering skulle den vara känd som FMCW (Frequency Modulation Continuous Wave Radar) som ibland kallas CWFM (Continuous Wave Frequency Modulation). Denna radarstil används oftast för väderprognoser.
Den sista typen av radar skulle vara MTI Radar (Moving Target Indicator ). Den här typen av radar använder också dopplereffekten för att skilja icke-stationära objekt från stationära objekt. De är vanligtvis utrustade med en förstärkare eller oscillator.
Dessa typer av radar kan använda en enda antenn/antenn som både sändare och mottagare med hjälp av en duplexer. Eller MTI Radars kan använda två antenner/antenner fortfarande. En duplexer gör att signalen kan sändas och tas emot av samma antenn/antenn. Dessa stilradarer är de vanligast förekommande.
Kan Radar identifiera en drönare?
Vi har täckt vad Radar är, vad det gör och hur det gör det. Hittills vet vi att om ett objekt är inom radiovågs-/radarsignalen, kommer det att detekteras, så länge det reflekterar vågen tillbaka till mottagaren.
Vad vi dock inte riktigt har täckt är om processorn kommer att känna igen objektet (säg en drönare). Så låt oss gå in på det nu.
Vad upptäcker radar egentligen? Här är kärnan i diskussionen. Radar kan bara detektera objekts position och hastighet. Om vi nu lämnar det där, ändras svaret på vår fråga från ja till nej. Eller gör det?
Om radarn kommer att identifiera en drönare kommer allt tillbaka till processorn och dess databas och inställningarna . Skulle radarn kunna upptäcka ett litet föremål som är lika stort som en fågel eller drönare? Ja, det skulle det.
Vi vet att om det lilla föremålet reflekterar radiovågs-/radarsignalen tillbaka till mottagaren, kommer det att plocka upp det som ett föremål, vilket ger sin position och hastighet. Men vi vet också att radar är programmerade för att minska radartrassel. När allt kommer omkring, varje gång en fågel flyger in i radiovågen/radarsignalen kommer den att visas. Det kan vara en hel del stök.
Så drönaren kunde lätt skäras ut som bara ett stycke skräp till. Detta skulle innebära att den där drönaren inte alls dyker upp på radarn.
En annan del av information som kommer tillbaka i den reflekterade radiovågen eller signalen är storleken på reflektionen. Mer sofistikerade radarer kan, baserat på denna information och en databas med lagrade radarprofiler, i viss mån bestämma objektets natur.
Så hur vet en radaroperatör vad han/hon ser? Det beror på vilket radarsystem de använder.
Flygledare använder till exempel två radarer.
Den första är den primära radarn. Den här radarn är till för grundläggande detektering och avståndsavstånd och ger bara den informationen. Den sekundära radarn som används av flygledningen är Secondary Surveillance Radar (SSR). Denna radar fungerar med flygplanets transponder och ger mer information till flygledaren än vad den primära radarn gör.
Transpondern är ett av de viktigaste sätten för ett flygplan att identifieras. En annan är via radiokommunikation med flygplanet. Genom att ge sin position till radaroperatören kan piloten identifiera och positionera flygplanet på sin radarpositionering.
Så ett av de viktigaste sätten att identifiera ett föremål på radar är genom direktkontakt med farkosten. Ett annat sätt att identifiera ett föremål är genom att Radaroperatören markerar starten och följer farkosten därifrån.
En annan metod är av själva flygplanet och en enhet som kallas en transponder. Transpondrar skickar ut en kod som identifierar flygplanet. Denna kod låter flygledaren veta vilket plan som är vilket, bland annat information om flygplanet.
Som du kan se är det inte så lätt att identifiera ett föremål på radar som att bara se att det finns ett föremål där. Så ja, en radar tar upp en drönare/UAV men den kanske inte kan identifiera det objektet för vad det är. Objektet kanske inte ens visas, beroende på hur känsligt systemet är och hur mycket radarklotter som har programmerats ut.