Справочник
Радиолокация обнаружения БПЛА: дальность и ЭПР цели
Дальность радара в паспорте всегда указана для какой-то цели. Вопрос в том, для какой.
Дальность зависит от цели, а не только от радара
Мощность отражённого сигнала пропорциональна эффективной площади рассеяния цели и падает как четвёртая степень дальности. Поэтому дальность обнаружения растёт всего лишь как корень четвёртой степени из ЭПР.
Практическое следствие: если радар видит цель с ЭПР 0,01 м² на 3 км, то цель с ЭПР 0,001 м² он увидит примерно на 1,7 км. ЭПР в десять раз меньше уменьшает дальность не вдесятеро, а в 1,8 раза.
Поэтому паспортная дальность без указания ЭПР цели бессмысленна. Корректная запись выглядит как «3 км по цели с ЭПР 0,01 м²».
| Цель | Типовая ЭПР | Дальность относительно цели 0,01 м² |
|---|---|---|
| Птица малая | 0,001–0,01 м² | ×0,6–1,0 |
| Мультиротор малый (250–450 мм) | 0,01 м² | ×1,0 |
| Мультиротор средний (до 5 кг) | 0,05 м² | ×1,5 |
| Аппарат самолётного типа | 0,1 м² | ×1,8 |
| Лёгкий самолёт | 1–5 м² | ×3,2–4,7 |
Разрешение и ложные тревоги
Разрешение по дальности определяется полосой сигнала и равно c / 2B: при полосе 50 МГц — 3 м, при 150 МГц — 1 м. Чем полоса шире, тем лучше радар различает цели, летящие друг за другом.
Разрешение по углу задаётся размером антенны относительно длины волны. Малогабаритный радар физически не может иметь узкий луч на низкой частоте — отсюда переход на более высокие частоты в компактных изделиях.
Главная проблема обнаружения дронов — отличить их от птиц и от помех местности. Работающие решения используют не только отражённую мощность, но и доплеровский портрет: вращающиеся винты дают характерную модуляцию, которой нет у птицы.
Радар не работает один
Радар даёт координату и скорость, но не говорит, что это за объект. Распознавание требует оптического или тепловизионного канала, наводимого по целеуказанию от радара.
Поэтому типовой комплекс — это радар обнаружения плюс поворотная платформа с камерой и тепловизором, плюс канал радиоразведки, который слышит линию управления аппарата.
Каждый канал закрывает слабость остальных: радар видит в темноте и тумане, оптика распознаёт, радиоразведка обнаруживает аппарат ещё до входа в зону радара.
Что уточнять по паспорту
Для какой ЭПР и при какой вероятности обнаружения указана дальность. Вероятность 0,9 и 0,5 дают разные цифры для одного и того же изделия.
Минимальная дальность и мёртвая зона. Компактные радары ближнего действия нередко не видят цель ближе нескольких десятков метров.
Сектор обзора и время обновления. Радар с узким сектором закрывает направление, а не периметр; для кругового обзора нужно либо вращение, либо несколько модулей.
Паспорт радара: где кончается энергетика
По закону четвёртой степени ЭПР в сто раз больше даёт дальность в 3,2 раза больше. В паспортах радаров серии RLS из нашего каталога дальность по цели 1 м² больше, чем по 0,01 м², всего в 1,7–2,3 раза, а для 5 м² указана та же цифра, что и для 1 м².
Значит, для крупных целей предел задаёт не энергетика, а шкала дальности, обработка или настройки радара. Сравнивать изделия между собой надо по малой цели: цифра для 0,01 м² честнее всего отражает чувствительность.
Для проверки удобно пересчитывать: если для малой цели дальность R, то для цели в N раз крупнее она не больше R × N^0,25. У радара Ruidaen RDN-120 из каталога 6 км по 0,01 м² и 15 км по 0,5 м²; расчёт даёт 16 км, цифры согласуются.
| Радар из каталога | Диапазон | ЭПР 0,01 м² | ЭПР 1 м² | Расчёт для 1 м² |
|---|---|---|---|---|
| RLS-3 | Ku | ≥ 1,5 км | ≥ 3,5 км | 4,7 км |
| RLS-5 | Ku | ≥ 3 км | ≥ 5 км | 9,5 км |
| RLS-10 | X | ≥ 5 км | ≥ 10 км | 15,8 км |
| RLS-15 | X | ≥ 8 км | ≥ 15 км | 25 км |
| RLS-20 | X | ≥ 10 км | ≥ 20 км | 32 км |
X или Ku: что меняет диапазон
X-диапазон — 8–12 ГГц, длина волны около 3 см; Ku — 12–18 ГГц, около 2 см. Ширина луча антенны примерно равна 70·λ/D градусов, поэтому антенна 30 см даёт в X около 7°, а в Ku — около 4,7°: при тех же габаритах Ku точнее по углу.
Плата за высокую частоту — дождь. По модели ITU в ливень 25 мм/ч затухание в одну сторону около 0,7 дБ/км на 10 ГГц и около 1,6 дБ/км на 15 ГГц, а радарному сигналу путь приходится проходить дважды.
Поэтому Ku чаще у компактных радаров ближнего действия, а дальние модели работают в X. В нашем каталоге это видно по линейке: RLS-3 и RLS-5 на 3,5–5 км — в Ku, RLS-10, RLS-15 и RLS-20 — в X.
Радары в каталоге
Позиции каталога, к которым относится всё сказанное выше.
Разделы каталога по теме
Рядом по теме
- Remote ID и ADS-B: что это за коробки на бортуОдна сообщает о вас наземным наблюдателям, другая — пилотируемым воздушным судам. Задачи разные.
- Как считается дальность обнаружения тепловизораКритерий Джонсона, три порога и формула, которую можно проверить на калькуляторе за минуту.
- Усиление антенны и диаграмма направленности: что значат dBiАнтенна не усиливает сигнал. Она перераспределяет его — и вопрос всегда в том, откуда забрали.