Руководство по радиолокационным технологиям

Радар обнаружения дронов: принцип работы, дальность обнаружения & как выбрать систему

Радар обнаружения дронов — основной датчик для контроля обстановки при противодействии БАС 24/7: он работает в темноте и тумане и обнаруживает дроны, не излучающие радиосигналов. Рассказываем, как он работает, какова дальность обнаружения на практике и чем различаются радиолокационные системы Midradar.

Посмотреть радиолокационные системы
Кратко: Радар обнаружения дронов использует радиоволны для обнаружения, сопровождения и классификации беспилотных летательных аппаратов, измеряя их эффективную площадь рассеяния (ЭПР), скорость и траекторию полёта. Фактическая дальность обнаружения во многом зависит от размера дрона: согласно техническим характеристикам, портативный радар Midradar MR-RDV05K Ku-диапазона обнаруживает небольшой потребительский дрон класса 0.01 m² (например, класса DJI Phantom 4) на расстоянии ≥3 km, а дальнодействующие радары MR-RDT18K и MR-RDT20K X-диапазона обнаруживают небольшие дроны того же класса на расстоянии ≥8 km и ≥10 km соответственно. Заявленные максимальные дальности 15 km и 20 km относятся к более крупным целям, таким как транспортные средства и вертолёты. Фактические характеристики зависят от ЭПР цели, высоты, наличия прямой видимости, помех от местности или морской поверхности, погоды, электромагнитной обстановки и геометрии развёртывания. В отличие от радиочастотного обнаружения, радар продолжает обнаруживать дроны, летящие в «режиме радиомолчания» без активной радиопередачи, что делает его основным датчиком систем противодействия БПЛА в аэропортах, на границах и объектах критической инфраструктуры.

Как работает радар обнаружения дронов?

Четыре принципа объясняют практически всё о том, как радар обнаруживает, измеряет параметры и идентифицирует дрон.

1. Излучение Радар излучает радиоволны 2. Отражение Волны отражаются от дрона (ЭПР) 3. Измерение Доплеровский сдвиг позволяет определить скорость & траекторию 4. Классификация Алгоритм выделяет дрон на фоне помех
Четырёхэтапный процесс каждого радиолокационного обнаружения — от излучения волн до классификации цели.
Почему эффективная площадь рассеяния (ЭПР) — действительно важный показатель

ЭПР дрона — приблизительно, мера того, какую часть сигнала радара он отражает обратно, — влияет на дальность обнаружения сильнее любого другого фактора, включая физический размер дрона. ЭПР типичного потребительского квадрокоптера составляет около 0.01 m² (в технических характеристиках Midradar в качестве эталона для 0.01 m² используется дрон класса DJI Phantom 4), тогда как ЭПР легкового автомобиля составляет около 5 m² — в 500 раз больше. Именно поэтому стандартный радар управления воздушным движением, настроенный на ЭПР целей размером с воздушное судно, не может надёжно обнаруживать небольшие дроны: отражённый сигнал слишком слаб на фоне помех. Специализированный радар обнаружения дронов решает эту задачу за счёт более высокой чувствительности передающей части, более узких лучей и обработки сигналов с подавлением помех, настроенной специально для небольших, медленных и низколетящих целей.

Как частотный диапазон (X или Ku) влияет на выбор оборудования

Продуктовая линейка Midradar не случайно охватывает два диапазона. Ku-диапазон (используется в портативном MR-RDV05K) отличается меньшей длиной волны, что позволяет использовать более компактную и лёгкую антенну. Компромисс — сравнительно меньшая максимальная дальность, поэтому эта модель предназначена для переносного применения и быстрого развёртывания. X-диапазон (используется в MR-RDT18K и MR-RDT20K) обеспечивает большую дальность и лучшее прохождение сигнала через слабые осадки за счёт некоторого снижения мобильности. Поэтому Midradar использует его в своих дальнодействующих стационарных и полустaционарных системах. Ни один из диапазонов не является универсально «лучшим»: выбор зависит от того, что важнее при развёртывании — мобильность или максимальный охват.

Радары Midradar для наблюдения за маловысотным воздушным пространством используют механическое сканирование по азимуту в сочетании с цифровым формированием луча (DBF) по углу места и работают в режиме непрерывного излучения. Это снижает заметность электромагнитного излучения радара и риск его перехвата по сравнению с обычными импульсными радиолокационными системами, сохраняя при этом полный круговой обзор на 360°.

Дальность обнаружения дронов радаром: реальные характеристики систем Midradar

Дальность обнаружения нельзя выразить одним числом: она зависит от размера цели (ЭПР). Ниже приведены опубликованные производителем значения дальности для различных типов целей для каждого радара Midradar, предназначенного для наблюдения на малых высотах.

5 км 15 км 20 км (Технические обозначения: значения спецификации: 20 km). MR-RDV05K 5 km максимум · ≥3 km для малого БПЛА MR-RDT18K 15 km максимум · ≥8 km для малого БПЛА MR-RDT20K 20 km максимум · ≥10 km для малого БПЛА
Максимальная дальность обнаружения для каждой модели показана в виде симметричного сектора покрытия. Схема носит иллюстративный характер и не соответствует точному географическому масштабу. Дальность обнаружения малых БПЛА обычно составляет 50–60% от максимального значения (см. таблицу ниже).
Модель Диапазон / архитектура Максимальная дальность обнаружения Малый БПЛА
(ЭПР 0.01 m², например, класса DJI Phantom 4)
Средний БПЛА
(RCS 1 m²)
Транспортное средство / вертолёт
(RCS 5 m²)
Оптимальное применение
MR-RDV05KKu-диапазон, механическое сканирование + DBF5 км≥3 км≥5 км≥5 кмПортативный, 12kg, быстрое развёртывание
MR-RDT18KX-диапазон, механическое сканирование + DBF15 км≥8 км≥15 км≥15 кмСтационарные / полустaционарные объекты среднего размера
MR-RDT20KX-диапазон, механическое сканирование + DBF20 км (Технические обозначения: значения спецификации: 20 km).≥10 км≥20 км≥20 кмДальнодействующие системы для условий высокой плотности целей (сопровождение ≥500 целей)
Не ориентируйтесь только на одно значение «максимальной дальности». Для всех трёх перечисленных радаров дальность указывается по типам целей, а не одним максимальным значением: при обнаружении небольшого потребительского дрона и транспортного средства или вертолёта дальность одного и того же радара может различаться в 3–4x. Всегда проверяйте значения для разных типов целей, а не только наибольшую цифру в технических характеристиках.
Подтверждённое внедрение

Результат реального применения: MR-RDT20K на прибрежном нефтехимическом резервуарном парке

На крупном прибрежном нефтеперерабатывающем заводе и комплексе резервуарного хранения в Восточной Азии установили три радара MR-RDT20K для охраны открытого периметра протяжённостью 8+ km, где прежде вообще не было средств обнаружения БПЛА. Радары сканируют пространство по азимуту на полные 360° и по высоте до 3,000 m, одновременно сопровождая наземные и воздушные цели в трёх перекрывающихся секторах покрытия.

8+ km
охват периметра
3 × MR-RDT20K
установленных радаров
500
одновременно сопровождаемых целей
3
сектора покрытия, без разрывов

Документально подтверждённый результат: объект получил впервые возможность обнаружения БПЛА над закрытой для полётов производственной зоной. Кроме того, согласно внутреннему эксплуатационному отчёту объекта, в течение трёх месяцев после завершения настройки отмечено сокращение числа ложных тревог.

Читать полный обзор проекта →

Радарное, радиочастотное, оптико-электронное / ИК и акустическое обнаружение: что выбрать?

В большинстве профессиональных систем противодействия БПЛА используется более одного типа датчиков.

Радар Всепогодная работа, 24/7 RF Идентифицирует сигнал дрона Оптика / ИК Визуальное подтверждение Акустическое обнаружение Низкая стоимость, малая дальность
МетодСильные стороныОграниченияТипичное применение
РадарВсепогодная работа, 24/7; обнаруживает «молчащие» дроны без активной передачи; измеряет дальность и скоростьМеньшая дальность обнаружения целей с очень малой ЭПР (например, FPV-дронов) по сравнению с более крупными БПЛАОсновной уровень обнаружения
Обнаружение RFМожет определять марку и модель дрона и канал управления; более низкая стоимостьНеэффективно против дронов в режиме радиомолчания, автономных дронов или дронов с зашифрованным каналом связиУровень идентификации
EO/IRВизуальное подтверждение и сбор доказательствЗависит от погоды и освещённости; дальность действия обычно меньше, чем у радараПодтверждение & сопровождение
Акустическое обнаружениеНизкая стоимостьНаименьшая дальность; чувствительность к окружающему шумуВспомогательный датчик

В большинстве профессиональных систем противодействия БАС радар сочетается с радиочастотными и оптико-электронными/инфракрасными датчиками вместо того чтобы полагаться только на один из них. Именно такой подход использован в описанном выше проекте на нефтехимическом объекте, где радар MR-RDT20K наводил тепловизионные камеры MR-HTVC12035-2132 для визуальной проверки каждой обнаруженной цели. Серия систем противодействия БПЛА MR-AUS компании Midradar объединяет радиолокационное и радиочастотное обнаружение с возможностью реагирования на единой платформе для объектов, где такое реагирование разрешено.

Как на практике работает комплексирование данных: пошаговое описание

Ниже представлен реальный шестиступенчатый процесс объединения радиолокационных и видеоданных, применяемый в описанном выше проекте Midradar на нефтехимическом объекте. Это не обобщённая схема, а фактическая последовательность действий платформы для каждой обнаруженной цели:

1

Обнаружение

Радар непрерывно сканирует пространство в секторе 360° по азимуту и по высоте, одновременно контролируя наземное пространство и воздушное пространство на малых высотах.

2

Расчёт

Платформа в реальном времени рассчитывает положение, скорость, высоту и прогнозируемую траекторию каждой цели.

3

Срабатывание при входе в зону

Если траектория цели пересекает настроенную зону оповещения, автоматически срабатывает правило тревоги для этой зоны.

4

Связь с EO/IR

Ближайшая тепловизионная или поворотная PTZ-камера автоматически наводится на координаты цели и начинает её сопровождение.

5

Верификация

Операторы видят радиолокационную трассу и тепловизионное или видеоизображение в видимом диапазоне на одном экране, что позволяет немедленно подтвердить обнаружение.

6

Обработка тревоги

Для каждого события сохраняется полный комплект доказательств: снимок, видео, радиолокационная трасса, координаты, классификация и оценка угрозы.

Кто использует радары обнаружения дронов?

Сценарии применения, основанные на реальных проектах внедрения радаров Midradar.

Авиация

Обнаружение птиц & дронов в аэропортах

Непрерывный контроль пространства на малых высотах вокруг взлётно-посадочных полос и на траекториях захода на посадку с использованием оптико-электронного сопровождения для верификации.

Граница и периметр

Охрана периметра & границы

Обзор обширной территории на 360° для критически важных объектов и пограничных контрольно-пропускных пунктов с радиолокационным наведением оптико-электронных средств для сокращения числа ложных тревог.

Нефтехимия

Нефтехимия & критически важная инфраструктура

Проверено в реальной эксплуатации: периметр резервуарного парка протяжённостью 8+ km теперь контролируется тремя радарами MR-RDT20K, обеспечивая обнаружение БПЛА там, где раньше такой возможности не было.

Морская сфера

Согласованное радиолокационное и оптико-электронное сопровождение БПЛА в морской зоне

Наблюдение за надводными и низколетящими целями в портах и на прибрежных объектах, включая обнаружение маломерных судов.

Мобильность

Развертывание транспортных средств

Лёгкие модульные радары для быстрого, мобильного или временного развёртывания.

Реагирование

Интегрированная система противодействияUAV

Там, где реагирование разрешено, данные радиолокационного обнаружения передаются непосредственно в комплексную систему обнаружения, сопровождения и реагирования.

Как выбрать радарную систему обнаружения дронов

Практический контрольный список перед запросом коммерческого предложения.

  • Радиус защиты & рельеф местности — условия на открытой местности существенно отличаются от городской застройки или горного рельефа с их отражающими объектами.
  • Минимальный размер цели — для обнаружения потребительских дронов, промышленных БПЛА и малых FPV-дронов требуются разные уровни чувствительности.
  • Требования к всепогодности & мобильности — стационарная установка либо установка на транспортном средстве или переносные устройства быстрого развёртывания.
  • Требования к частоте обновления данных — наблюдение за медленными целями или сопровождение с высокой частотой обновления для наведения средств перехвата.
  • Открытые интерфейсы — возможность целеуказания радиочастотным, оптико-электронным/инфракрасным системам и системам реагирования по стандартным протоколам связи.
  • Требования для взрывоопасных зон / требования к сертификации — для объектов со взрывоопасными зонами, как в приведённом выше примере нефтехимического предприятия, перед закупкой необходимо проверить соответствие оборудования классификации взрывоопасных зон объекта.
  • Реалистичные сроки развёртывания — описанный выше проект на нефтехимическом объекте с периметром 8+ km занял в общей сложности 18 месяцев (10 месяцев на строительство, 8 месяцев на эксплуатационную настройку) — это полезный ориентир для планирования на объектах сопоставимой сложности.
  • Послепродажная поддержка — Midradar предоставляет на каждое изделие гарантию от производственных дефектов с возможностью продления, установку и ввод в эксплуатацию выездным инженером, структурированное обучение операторов, гибкие договоры на обслуживание и пожизненную техническую поддержку после окончания гарантийного срока.

Радарные решения Midradar для обнаружения дронов

От автономного радара обнаружения до полностью интегрированной системы противодействия БПЛА.

MR-RDV05K Радар низкой высоты наблюдения
Автономный радар · Переносной

MR-RDV05K

Максимальная дальность 5 km · переносной, 12 kg

Переносной радар Ku-диапазона для быстрого развёртывания — оптимальное решение для временных задач, охраны периметра с одной позиции и объектов малого и среднего размера.

Посмотреть полные технические характеристики →
Радар наблюдения за воздушным пространством на малых высотах MR-RDT20K
Автономный радар · Дальнего действия

MR-RDT20K

Максимальная дальность 20 km · сопровождаемых целей ≥500

Радар дальнего действия X-диапазона для аэропортов, границ и крупных объектов критической инфраструктуры — модель, использованная в описанном выше проекте на нефтехимическом объекте.

Посмотреть полные технические характеристики →
система противодействия БПЛА MR-AUS70-RD05-RF10
Интегрированная система · Обнаружение + воздействие

MR-AUS70-RD05-RF10

Радар, радиочастотное обнаружение и средства реагирования в единой системе

Интегрированная система обнаружения, сопровождения, идентификации и реагирования с применением помех для защиты объектов, на которых такое реагирование разрешено.

Посмотреть полные технические характеристики →

Часто задаваемые вопросы

Основы обнаружения
Может ли радар обнаруживать небольшие потребительские дроны, например модели DJI?
Да. Например, радар Midradar MR-RDV05K Ku-диапазона рассчитан на обнаружение дрона класса DJI Phantom 4 с эффективной площадью рассеяния 0.01 м² на расстоянии до 3 км, а системы X-диапазона с большей дальностью обнаруживают цели того же класса на расстоянии 8–10 км.
Какова типичная дальность обнаружения радара для обнаружения дронов?
Это зависит от радара и размеров цели. Максимальная дальность обнаружения моделей Midradar составляет от 5 км у портативного MR-RDV05K до 20 км у MR-RDT20K. Дальность обнаружения небольших дронов обычно составляет 50–60% от заявленной максимальной дальности. Например, MR-RDT20K обнаруживает небольшой дрон на расстоянии ≥10 км, а цель размером с автомобиль — на расстоянии 20 км.
Работает ли радар обнаружения дронов ночью или в плохую погоду?
Радар работает днём и ночью и не зависит от видимого света, поэтому его используют в качестве основного средства наблюдения за периметром и воздушным пространством в режиме 24/7. Однако на фактическую эффективность обнаружения могут влиять сильные осадки, отражения от местности или морской поверхности, электромагнитные помехи, препятствия на линии прямой видимости, высота установки и характеристики цели. Для подтверждения реальных характеристик на конкретном объекте необходимо провести обследование площадки и приёмочные испытания.
Может ли радар обнаружения дронов отличить дрон от птицы?
Современные системы используют алгоритмы подавления помех и сопровождения в сочетании с анализом эффективной площади рассеяния и профиля скорости, чтобы отличать дроны от птиц, автомобилей и других движущихся объектов. Это позволяет снизить число ложных тревог по сравнению с устаревшими системами, использующими только радар.
Приобретение & внедрение (на примере реального проекта)
Могут ли одни только камеры заменить радар для охраны протяжённого периметра?
Для протяжённого периметра это ненадёжно. Как показывает проект Midradar на нефтехимическом резервуарном парке, для охраны периметра протяжённостью 8 км с помощью одних только камер потребовалось бы либо очень большое число стационарных камер, либо непрерывное ручное управление PTZ-камерами. Ни один из этих вариантов не обеспечивает автономного раннего оповещения. Один радар, сканирующий все 360° по азимуту, обнаруживает и сопровождает множество целей по всему периметру, а камеры обеспечивают визуальное подтверждение целей, местоположение которых уже определено радаром.
Достаточно ли одного радара или нужны также радиочастотные и оптико-электронные/ИК-датчики?
В большинстве профессиональных комплексов противодействия БАС радар для всепогодного обнаружения сочетается с радиочастотными и оптико-электронными/ИК-датчиками для идентификации и визуального подтверждения. Серия Midradar MR-AUS объединяет радарное и радиочастотное обнаружение со средствами реагирования в единой системе для объектов, на которых такое реагирование разрешено.
Сколько времени обычно занимает ввод в эксплуатацию системы радарной охраны периметра?
Это зависит от сложности объекта. Проект Midradar на нефтехимическом резервуарном парке с периметром 8+ км занял в общей сложности 18 месяцев: 10 месяцев на строительство и монтаж и ещё 8 месяцев на эксплуатационную настройку порогов тревоги с учётом реальных условий перед официальной передачей. На небольших объектах или объектах с одним радаром работы обычно выполняются значительно быстрее.
Сколько стоит радарная система обнаружения дронов?
Стоимость зависит от дальности обнаружения, площади покрытия и того, требуется ли вам автономный радар обнаружения или полноценная интегрированная система противодействия БПЛА. Свяжитесь с Midradar, чтобы подобрать конфигурацию с учётом угроз для вашего объекта и бюджета.

Готовы обсудить ваши требования к обнаружению дронов?

Расскажите нам о вашем объекте, и наши инженеры порекомендуют подходящий радар или полноценную систему обнаружения и реагирования.

Запросить коммерческое предложение

    Мы ответим вам в течение 24 часов. В срочных случаях добавьте нас в WhatsApp/WeChat: +86 15954290051. Также можно напрямую позвонить по номеру +86 15954290051.

    *Мы соблюдаем конфиденциальность и обеспечиваем защиту всей предоставленной информации.

    Мы используем ваши данные только для ответа на запрос и не рассылаем нежелательные электронные письма или рекламные сообщения.

    Запросить коммерческое предложение

      Мы ответим вам в течение 24 часов. В случае срочного вопроса, пожалуйста, добавьте WhatsApp/WeChat: 86 86 13361376820, или звоните напрямую по номеру 86 86 13361376820.

      *Мы соблюдаем конфиденциальность и обеспечиваем защиту всей предоставленной информации.

      Мы используем ваши данные только для ответа на запрос и не рассылаем нежелательные электронные письма или рекламные сообщения.