Investigación de la firma de sección transversal de radar de UAV de ala fija pequeña y detección y clasificación de estimación de distancia utilizando parámetros realistas de un sistema comercial anti-drones
Autores: Kapoulas, Ioannis K.; Hatziefremidis, Antonios; Baldoukas, A. K.; Valamontes, Evangelos S.; Statharas, J. C.
Idioma: Inglés
Editor: MDPI
Año: 2023
Acceso abierto
Artículo científico
2023
Investigación de la firma de sección transversal de radar de UAV de ala fija pequeña y detección y clasificación de estimación de distancia utilizando parámetros realistas de un sistema comercial anti-drones
Categoría
Ingeniería y Tecnología
Subcategoría
Ingeniería Robótica
Palabras clave
Drones pequeños
Firmas de radar
UAVs de ala fija
Sección Transversal de Radar
Euclides
Simulaciones de RCS
Licencia
CC BY-SA – Atribución – Compartir Igual
Consultas: 1
Citaciones: Sin citaciones
Varios tipos de drones pequeños constituyen una amenaza moderna para la infraestructura y el hardware, así como para los humanos; por lo tanto, se ha desarrollado un radar de propósito especial en los últimos años para identificar tales drones. Al estudiar las firmas de radar, observamos que la mayoría de los estudios científicos se refieren a vehículos aéreos multirrotor; hay una brecha significativa en cuanto a los vehículos aéreos no tripulados (VANT) de ala fija pequeños. Impulsados por el principio de seguridad, realizamos una serie de simulaciones de Sección de Radar (RCS) en el VANT de ala fija Euclid, que tiene una envergadura de 2 m y está siendo desarrollado por nuestra Universidad. El propósito de este estudio es llenar parcialmente la brecha que existe en cuanto a las firmas de RCS y las distancias de identificación de VANT de ala fija con la misma envergadura que el Euclid. El software utilizado para las simulaciones fue POFACETS (v.4.1). Se llevaron a cabo dos escenarios diferentes. En el escenario A, se estudió analíticamente el RCS del VANT de ala fija Euclid, con una envergadura de 2 m. El sistema de radar Elvira Anti Drone de Robin es el radar simulado, que opera entre 8.7 y 9.65 GHz; el ángulo se establece en 85 grados para este escenario. El escenario B estudia el RCS del Euclid dentro del espectro más amplio de 3 a 16 GHz en el mismo ángulo de 85 grados. Los resultados indicaron que el VANT Euclid presenta un valor medio de RCS (¯) de -17.62 dBsm para el escenario A, y un valor medio de RCS (¯) de -22.77 dBsm para el escenario B. Estos valores son mucho más pequeños que los valores de un cuadricóptero comercial típico, como el DJI Inspire 1, que presenta -9.75 dBsm y -13.92 dBsm para los mismos escenarios exactos, respectivamente. Según se calculó en el estudio, el VANT Euclid puede penetrar hasta una distancia de 1784 m cerca del sistema Elvira Anti Drone, mientras que el DJI Inspire 1 será detectado a 2768 m. Este hallazgo es de gran importancia, ya que el VANT de ala fija Euclid, evidentemente más grande, será detectado a aproximadamente un kilómetro más cerca del sistema anti-drones.
Descripción
Varios tipos de drones pequeños constituyen una amenaza moderna para la infraestructura y el hardware, así como para los humanos; por lo tanto, se ha desarrollado un radar de propósito especial en los últimos años para identificar tales drones. Al estudiar las firmas de radar, observamos que la mayoría de los estudios científicos se refieren a vehículos aéreos multirrotor; hay una brecha significativa en cuanto a los vehículos aéreos no tripulados (VANT) de ala fija pequeños. Impulsados por el principio de seguridad, realizamos una serie de simulaciones de Sección de Radar (RCS) en el VANT de ala fija Euclid, que tiene una envergadura de 2 m y está siendo desarrollado por nuestra Universidad. El propósito de este estudio es llenar parcialmente la brecha que existe en cuanto a las firmas de RCS y las distancias de identificación de VANT de ala fija con la misma envergadura que el Euclid. El software utilizado para las simulaciones fue POFACETS (v.4.1). Se llevaron a cabo dos escenarios diferentes. En el escenario A, se estudió analíticamente el RCS del VANT de ala fija Euclid, con una envergadura de 2 m. El sistema de radar Elvira Anti Drone de Robin es el radar simulado, que opera entre 8.7 y 9.65 GHz; el ángulo se establece en 85 grados para este escenario. El escenario B estudia el RCS del Euclid dentro del espectro más amplio de 3 a 16 GHz en el mismo ángulo de 85 grados. Los resultados indicaron que el VANT Euclid presenta un valor medio de RCS (¯) de -17.62 dBsm para el escenario A, y un valor medio de RCS (¯) de -22.77 dBsm para el escenario B. Estos valores son mucho más pequeños que los valores de un cuadricóptero comercial típico, como el DJI Inspire 1, que presenta -9.75 dBsm y -13.92 dBsm para los mismos escenarios exactos, respectivamente. Según se calculó en el estudio, el VANT Euclid puede penetrar hasta una distancia de 1784 m cerca del sistema Elvira Anti Drone, mientras que el DJI Inspire 1 será detectado a 2768 m. Este hallazgo es de gran importancia, ya que el VANT de ala fija Euclid, evidentemente más grande, será detectado a aproximadamente un kilómetro más cerca del sistema anti-drones.