Detección de señales de micro-Doppler de drones utilizando sistemas de radar con diferentes tiempos de permanencia del radar
Autores: Gong, Jiangkun; Yan, Jun; Li, Deren; Kong, Deyong
Idioma: Inglés
Editor: MDPI
Año: 2022
Acceso abierto
Artículo científico
2022
Detección de señales de micro-Doppler de drones utilizando sistemas de radar con diferentes tiempos de permanencia del radar
Categoría
Ingeniería y Tecnología
Subcategoría
Ingeniería Robótica
Palabras clave
Radar de drones
Micro-Doppler
Señales JEM
Tiempo de permanencia del radar
Probabilidad de detección
Radar cognitivo
Licencia
CC BY-SA – Atribución – Compartir Igual
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Citaciones: Sin citaciones
No hay ningún tiempo de permanencia de radar de un radar de dron que sea adecuado para detectar micro-Doppler (o modulación de motor a reacción, JEM) producido por las hélices rotativas en las señales de radar de los drones. Teóricamente, cualquier sistema de radar de dron en banda X debería detectar el micro-Doppler de las hélices debido al efecto micro-Doppler y al efecto de resonancia parcial. Sin embargo, analizamos datos de radar detectados por tres sistemas de radar con diferentes tiempos de permanencia pero con resolución de frecuencia y velocidad similares, incluyendo Radar-alpha, Radar-beta y Radar- con tiempos de permanencia de radar de 2.7 ms, 20 ms y 89 ms, respectivamente. Los resultados indican que Radar-beta es el mejor radar para detectar micro-Doppler (es decir, señales JEM) producidas por las hélices rotativas de un dron quadrotor, DJI Phantom 4, porque la probabilidad de detección de señales JEM es casi del 100%, con aproximadamente 2 picos, cuyas magnitudes son similares a las del Doppler del cuerpo. En contraste, Radar-alpha apenas puede detectar micro-Doppler, y Radar- detecta señales de micro-Doppler débiles, cuya magnitud es solo el 10% del Doppler del cuerpo. Un tiempo de permanencia de radar adecuado es la clave para la detección de micro-Doppler. Esta investigación proporciona una idea para diseñar un radar cognitivo de micro-Doppler cambiando el tiempo de permanencia del radar para detectar y rastrear señales de micro-Doppler de drones.
Descripción
No hay ningún tiempo de permanencia de radar de un radar de dron que sea adecuado para detectar micro-Doppler (o modulación de motor a reacción, JEM) producido por las hélices rotativas en las señales de radar de los drones. Teóricamente, cualquier sistema de radar de dron en banda X debería detectar el micro-Doppler de las hélices debido al efecto micro-Doppler y al efecto de resonancia parcial. Sin embargo, analizamos datos de radar detectados por tres sistemas de radar con diferentes tiempos de permanencia pero con resolución de frecuencia y velocidad similares, incluyendo Radar-alpha, Radar-beta y Radar- con tiempos de permanencia de radar de 2.7 ms, 20 ms y 89 ms, respectivamente. Los resultados indican que Radar-beta es el mejor radar para detectar micro-Doppler (es decir, señales JEM) producidas por las hélices rotativas de un dron quadrotor, DJI Phantom 4, porque la probabilidad de detección de señales JEM es casi del 100%, con aproximadamente 2 picos, cuyas magnitudes son similares a las del Doppler del cuerpo. En contraste, Radar-alpha apenas puede detectar micro-Doppler, y Radar- detecta señales de micro-Doppler débiles, cuya magnitud es solo el 10% del Doppler del cuerpo. Un tiempo de permanencia de radar adecuado es la clave para la detección de micro-Doppler. Esta investigación proporciona una idea para diseñar un radar cognitivo de micro-Doppler cambiando el tiempo de permanencia del radar para detectar y rastrear señales de micro-Doppler de drones.