Người bảo vệ nền kinh tế tầm thấp: Các loại, ứng dụng và tính năng của radar an ninh

Sự tăng trưởng bùng nổ của nền kinh tế ở độ cao thấp, bao gồm hậu cần bằng máy bay không người lái, Vận tải hàng không đô thị (UAM) và ứng phó khẩn cấp, đã làm cho bầu trời tràn ngập những cơ hội mới và những thách thức an ninh đáng kể. Chúng bao gồm máy bay không người lái (drone) bất hợp pháp, rủi ro va chạm và các hoạt động độc hại. Việc thiết lập một mạng lưới giám sát ở độ cao thấp đáng tin cậy là tối quan trọng và radar đóng vai trò là nền tảng của hệ thống này. Dưới đây là các loại radar chính được thiết kế để bảo mật ở độ cao thấp, cùng với các ứng dụng và đặc điểm chính của chúng.

Để giải quyết những khó khăn trong việc phát hiện do các mục tiêu "thấp, chậm và nhỏ" (LSS) gây ra, các radar chuyên dụng đã nổi lên như tuyến phòng thủ chính, vượt xa khả năng của các hệ thống truyền thống.

1. Radar mảng pha (Phát hiện chủ động)
   Ứng dụng:
   • Bảo vệ các khu vực quan trọng của đô thị:An ninh cốt lõi cho các tòa nhà chính phủ, nhà máy điện hạt nhân và các khu vực thông quan sân bay.
   • An ninh cho các sự kiện lớn:Cung cấp khả năng giám sát máy bay không người lái liên tục, diện rộng cho các sự kiện thể thao, hội nghị thượng đỉnh quốc tế, v.v.
   • Xương sống cho Quản lý giao thông UAS (UTM):Hoạt động như một cảm biến chính để theo dõi máy bay không người lái trên các tuyến đường chính.
   Các tính năng chính:
   • Chùm tia linh hoạt, Theo dõi đa mục tiêu:Quét điện tử cho phép giám sát và theo dõi đồng thời hàng trăm mục tiêu, chống lại hiệu quả các chiến thuật bầy đàn máy bay không người lái.
   • Tốc độ làm mới dữ liệu cao:Ghi lại các thao tác rất năng động của máy bay không người lái, cung cấp các bản cập nhật quỹ đạo nhanh chóng và thời gian phản hồi đủ.
   • Tích hợp đa chức năng:Có khả năng thực hiện các tác vụ tìm kiếm, theo dõi và nhận dạng đồng thời trong một hệ thống tích hợp cao duy nhất.
2. Radar sóng liên tục điều tần (FMCW) (Phát hiện chủ động)
   Ứng dụng:
   • Tự nhận biết và tránh chướng ngại vật của máy bay không người lái:Tích hợp vào máy bay không người lái để điều hướng tự động.
   • An ninh chu vi cho cơ sở hạ tầng quan trọng:Giám sát tầm gần, liền mạch cho các cơ sở như nhà tù và trạm biến áp.
   • Phối hợp phương tiện-UAV:Được sử dụng để hướng dẫn hạ cánh máy bay không người lái và phát hiện vùng lân cận của phương tiện.
   Các tính năng chính:
   • Không có vùng mù tầm xa, Đo lường tầm xa & vận tốc chính xác:Lý tưởng để phát hiện tầm ngắn có độ chính xác cao, giải quyết hiệu quả nhiều mục tiêu nằm gần nhau.
   • Tiêu thụ điện năng thấp, Kích thước nhỏ gọn, Tiết kiệm chi phí:Thích hợp để triển khai quy mô lớn và tích hợp lên các nền tảng di động hoặc máy bay không người lái nhỏ.
   • Độ phân giải cao:Đạt được độ phân giải tầm xa tốt thông qua các tín hiệu băng rộng, hỗ trợ nhận dạng mục tiêu chi tiết.
3. Radar khẩu độ phân tán (Phát hiện chủ động)
   Ứng dụng:
   • Giám sát trong địa hình phức tạp và hẻm núi đô thị:Nhiều nút loại bỏ các điểm mù do các tòa nhà chọc trời và núi gây ra.
   • Phủ sóng diện rộng tiết kiệm chi phí:Sử dụng nhiều radar nhỏ, chi phí thấp để thay thế một radar lớn, đắt tiền duy nhất.
   Các tính năng chính:
   • Giảm thiểu điểm mù:Cảm biến cung cấp nhiều góc nhìn, cho phép phát hiện 3D cộng tác.
   • Khả năng phục hồi nâng cao:Hệ thống vẫn hoạt động một phần ngay cả khi các nút riêng lẻ bị nhiễu hoặc bị phá hủy.
   • Cải thiện độ chính xác thông qua hợp nhất dữ liệu:Hợp nhất dữ liệu từ nhiều nút mang lại vị trí mục tiêu chính xác hơn.
4. Radar phát hiện phổ (Nghe thụ động)
   Ứng dụng:
   • Nhận dạng máy bay không người lái tiêu dùng:Phát hiện và xác định vị trí các mục tiêu bằng cách chặn các tín hiệu liên lạc giữa máy bay không người lái và bộ điều khiển của nó.
   • Phát hiện các mối đe dọa im lặng vô tuyến:Bổ sung cho radar chủ động bằng cách phát hiện các hệ thống không phát ra tín hiệu.
   Các tính năng chính:
   • Độ che giấu cao:Là một cảm biến thụ động, nó không thể bị phát hiện, lý tưởng để giám sát bí mật.
   • Nhận dạng kiểu máy bay không người lái:Có thể xác định thương hiệu và kiểu máy cụ thể của máy bay không người lái bằng cách phân tích dấu vân tay tín hiệu độc đáo của nó so với cơ sở dữ liệu.
   • Chi phí thấp hơn:Nói chung, hiệu quả về chi phí hơn để triển khai so với radar chủ động hiệu suất cao.
5.                      

Bất kể loại nào, radar an ninh ở độ cao thấp chuyên nghiệp đều có những đặc điểm công nghệ chung để vượt qua những thách thức cốt lõi:

• Phát hiện mục tiêu LSS vượt trộiSử dụng các dải tần số cao (ví dụ: Ku, Ka, W-band) và các thuật toán xử lý tín hiệu tiên tiến để trích xuất các tín hiệu máy bay không người lái mờ nhạt từ sự lộn xộn đô thị mạnh mẽ.
• Phân loại và nhận dạng chính xácSử dụng Phân tích chữ ký Micro-Doppler để phân biệt máy bay không người lái với chim và xác định các loại máy bay không người lái (ví dụ: quadcopter, hexacopter) bằng cách phân tích các điều chế định kỳ trong tín hiệu radar phản hồi do cánh quạt gây ra.
• Hợp nhất đa cảm biến Radar hiếm khi hoạt động một mình. Nó thường hoạt động như trung tâm cảm biến, được tích hợp với Hệ thống điện quang/hồng ngoại (EO/IR) và cảm biến RF. Điều này tạo ra một chu kỳ "radar-phát hiện, EO/IR-xác nhận" hiệu quả để xác minh và bằng chứng pháp y.
• Độ phân giải cao và khả năng chống lộn xộnĐược thiết kế để hoạt động đáng tin cậy trong môi trường đô thị phức tạp với khả năng chống nhiễu lộn xộn mạnh mẽ, tận dụng các kỹ thuật tạo chùm tia thích ứng và lọc thông minh.

Bảo vệ nền kinh tế ở độ cao thấp không dựa vào một loại radar duy nhất mà đòi hỏi một mạng lưới cảm biến cộng tác, theo lớp:

• Lớp diện rộng: Một mạng lưới giám sát xương sống được hình thành bởi Radar mảng pha và Mạng lưới radar phân tán để cảnh báo sớm và nhận thức tình huống.
• Lớp khu vực quan trọng: Triển khai Radar FMCW hiệu suất cao và Hệ thống phát hiện phổ tại các địa điểm quan trọng như sân bay và cơ sở hạ tầng quan trọng để giám sát liền mạch, có độ chính xác cao.
• Lớp nền tảng: Radar FMCW được tích hợp vào chính máy bay không người lái để tránh chướng ngại vật tự động, ngăn ngừa va chạm tại nguồn.

Bằng cách kết hợp một cách thông minh các loại radar khác nhau với các cảm biến khác, chúng ta có thể dệt nên một mạng lưới an toàn vô hình, thông minh và đáng tin cậy cho nền kinh tế ở độ cao thấp đang phát triển, đảm bảo tiềm năng kinh tế xã hội to lớn của nó được hiện thực hóa một cách an toàn và bền vững.