一、运行方式
1. 传感器数据采集
雷达发射高频电磁波(X/Ku波段或毫米波),接收无人机反射的回波信号。
多传感器协同:雷达与光电、无线电侦测、声学设备并行扫描空域,覆盖不同频段与物理特性(如热信号、声纹)。
2. 目标检测与特征提取
雷达处理单元:
通过匹配滤波增强信噪比,多普勒滤波分离运动目标与背景杂波(如树木、建筑)。
提取微多普勒特征(如螺旋桨旋转频率),区分无人机与鸟类(鸟类振翅频率通常<20Hz,无人机>100Hz)。
辅助传感器:
无线电频谱分析识别遥控信号(2.4GHz/5.8GHz),声学阵列匹配螺旋桨谐波特征。
3. 多源数据融合与跟踪
中央融合引擎关联雷达距离/速度信息、光电图像、无线电方位角,通过卡尔曼滤波生成目标三维轨迹(精度≤10米)。
动态更新目标威胁等级(如航向逼近禁飞区)。
4. 报警与反制引导
输出目标坐标至干扰枪或激光武器,形成“侦测-识别-反制”闭环,响应延迟<1秒。
二、技术要点
1. 核心传感器技术
全向探测设计:如大疆T20雷达采用360°机械扫描+电子俯仰扫描,结合MIMO技术提升角度分辨率。
抗环境干扰:
地波对消算法抑制雨雪杂波,IP67防护等级保障全天候运行。
激光信道编码避免多雷达互扰(如物流车集群)。
2. 智能信号处理
AI增强识别:
深度学习分类无人机型号(例:基于射频指纹库匹配DJI Mavic信号)。
SLAM技术将点云转换为立体地图,分割障碍物与虚警目标(如塑料袋)。
实时性优化:
嵌入式芯片(如北科天绘自研5款信号处理芯片)降低功耗(≤100W),提升点云处理速度(10000点/秒)。
3. 多传感器协同架构
分层融合策略:
三、技术难点
1. 低小慢目标探测局限
物理特性挑战:
低空盲区:雷达波受地表曲率与建筑遮挡,存在200-500米探测盲区。
弱信号提取:微型无人机RCS(雷达散射截面积)≤0.01m²(相当于鸟类),回波强度比环境杂波低10-20dB。
悬停目标漏检:传统多普勒雷达依赖径向运动,悬停无人机因速度近零被误判为静态物体。
2. 复杂环境适应性
城市虚警率高:
建筑群多径反射导致假目标;LED灯、Wi-Fi信号淹没无人机射频特征。
声学传感器在60dB以上噪声环境失效(如交通枢纽附近)。
电磁兼容问题:密集频谱干扰(如5G基站)降低无线电侦测可靠性。
3. 隐身技术对抗
材料隐身:碳纤维机身+雷达吸波涂层(RAM)可使RCS降低90%。
战术规避:
静默飞行(关闭遥控信号),依赖预编程航线。
超低空贴地飞行,利用地形遮蔽雷达视线。
4. 多目标跟踪瓶颈
航迹关联歧义:密集编队无人机(间距<10米)导致雷达点云重叠,难以区分个体。
算力需求激增:100架无人机同时跟踪需实时处理TB级点云数据,超出边缘设备算力。
5. 成本与部署约束
高端技术成本:相控阵雷达单价超20万美元,限制民用普及。
能源依赖性:雷达持续扫描功耗>500W,野外部署需配套供电设施。
四、前沿突破方向
1. 量子雷达技术:利用量子纠缠态提升微小目标探测灵敏度,实验阶段已实现RCS=0.001m²目标识别。
2. 低成本FPA激光雷达:焦平面阵列固态成像,突破扫描式雷达机械结构限制。
3. 无源雷达系统:依托DVB-T电视信号探测目标,隐蔽性强且无辐射暴露风险。