I droni vengono rilevati dai radar?

Qualsiasi utente di droni con un background militare potrebbe essersi chiesto se i droni compaiono sui radar. Ma è in realtà una domanda un po’ complessa. La risposta è SI e NO. Ma la vera domanda dovrebbe essere: se il sistema radar rileva un segnale, riconosce da quel segnale che si tratta di un drone/UAV? Un drone delle dimensioni di un DJI Mavic 3 o un DJI Mini 2 potrebbe volare senza essere rilevato dai radar?

Sì, i droni possono e si fanno vedere sui radar. Il radar rileverà un drone, ma potrebbe non essere in grado di identificare quell’oggetto per quello che è. Tuttavia, in alcuni casi, l’oggetto potrebbe non essere nemmeno visualizzato, a seconda della sensibilità del sistema e della quantità di disturbo radar programmato.

Per capire come funziona il tutto dobbiamo spiegare alcune cose.

Cos’è il radar?

Per prima cosa, diamo un’occhiata a cos’è il RADAR. RADAR è in realtà l’acronimo di RAdio Detection And Ranging. Il RADAR è un sistema a più componenti e inoltre esistono diversi tipi di radar e diverse applicazioni. LiDAR, ad esempio, è un tipo di radar che utilizza la luce infrarossa e i laser.

La maggior parte dei radar utilizza onde radio elettromagnetiche e questo è il fulcro del tipo di RADAR che stiamo guardando. I sistemi radar in genere saranno costituiti dai seguenti componenti:

• Trasmettitore
• Antenna trasmittente
• Antenna ricevente
• Ricevitore
• Processore

Il trasmettitore produce onde radio o quelli che vengono chiamati segnali radar. Sono queste onde radio/segnali radar che vengono quindi inviati dall’antenna trasmittente.

Queste onde radio/segnali radar vengono inviati in direzioni predeterminate. Quando queste onde radio/segnali radar entrano in contatto con un oggetto, che si tratti di un aereo, drone, uccello o altro, le onde radio/segnali radar di solito si riflettono sull’antenna ricevente, oppure possono disperdersi.

A volte l’onda radio viene assorbita e penetra nell’oggetto con cui entra in contatto, non producendo alcun ritorno leggibile e rendendo l’oggetto molto difficile da rilevare, proprio come è progettato per fare lo Stealth Aircraft.

Ciò che accade all’onda radio/segnale radar quando entra in contatto con un oggetto può variare. Questo può dipendere da cosa è fatto l’oggetto o anche da condizioni atmosferiche come nebbia o pioggia. Ad esempio, lo Stealth Aircraft è stato progettato per essere difficile da rilevare dai radar assorbendo o reindirizzando il segnale delle onde radio/radar.

Il principio alla base del mancato rilevamento di un oggetto è che l’onda radio/il segnale radar non si riflette direttamente sull’antenna ricevente. La pioggia battente o la fitta nebbia potrebbero causare il blocco dei segnali radar e la dispersione dei ritorni da oggetti più solidi, quasi come se li mascherassero.

Le onde radio che si riflettono, tuttavia, possono essere captate dall’antenna ricevente e dal ricevitore. Sono queste onde radio/segnali radar riflesse dall’oggetto con cui entra in contatto. Il processore è in grado di leggere ed elaborare i dati di ritorno in alcuni casi in un oggetto identificabile basato sul database di informazioni con cui deve lavorare e altri fattori.

Limitazioni del radar

Ci sono dei limiti all’area che può raggiungere un’antenna trasmittente. Anche la quantità di potenza utilizzata dall’antenna è importante per la sua portata e profondità di campo.

È a causa di queste limitazioni che otteniamo termini come “Volare sotto il radar”. La maggior parte degli array di antenne invia un segnale di percorso lineare, a seconda della portata e della profondità del segnale d’onda. Potrebbe essere possibile volare al di sotto delle onde radio/segnali radar.

Un RADAR potrebbe non essere impostato per rilevare nulla al di sotto di 120 metri, o potrebbe essere impostato per non rilevare piccoli oggetti che possono anche essere noti come disturbo. Il processore può essere impostato in questo modo per limitare la quantità di disturbo che viene raccolto o riflesso.

Il disturbo radar è definito come segnali indesiderati retrodiffusi da oggetti fisici nell’ambiente naturale come terra, mare, uccelli, ecc.

Sono questi tipi di impostazioni che possono impedire a un drone di essere rilevato o visualizzato sul radar.

Inoltre, le antenne RADAR sono disponibili in molte forme e dimensioni diverse. Sono di due tipi principali in base alla loro struttura fisica. Il tipo di antenna può fare una grande differenza per quanto riguarda la portata e la profondità dell’area che sono in grado di coprire.

I due tipi sono antenne con riflettore parabolico e antenne con obiettivo.

L’antenna con riflettore è disponibile in una varietà di sottostili come Gregorian, Parabolic, Cassegrain, Splash Plate, Offset Feed, ecc. Le antenne con riflettore sono le più comuni e sono del tipo che potresti vedere in un aeroporto o essere utilizzate dal meteorologo locale per prevedere il tempo o anche a bordo di una nave a vela. La portata e il rilevamento variano da tipo a tipo.

Un altro fattore determinante nella capacità di un sistema RADAR di raggiungere e rilevare oggetti è determinato dalla potenza del segnale radio/radar inviato e dalla potenza del ricevitore di captare il segnale. Alcuni dei più potenti sistemi RADAR sono utilizzati dalle forze armate di tutto il mondo.

Tipi di radar

Esistono diversi tipi di RADAR.

Innanzitutto, c’è Pulse Radar. Questo tipo di radar viene utilizzato per rilevare oggetti fissi. Esiste anche un tipo di radar a impulsi chiamato MTI Radar (Moving Target Indication Radar). MTI Radar viene utilizzato per tracciare bersagli non fissi o mobili.

Il radar a impulsi trasmette un segnale a impulsi a ogni impulso di clock e l’oggetto viene letto o visto nell’intervallo tra gli impulsi. Il radar a impulsi può utilizzare una singola antenna per trasmettere e ricevere.

Il prossimo tipo di radar è il radar a onda continua. Questo tipo di radar utilizza l’effetto Doppler per rilevare oggetti fissi e non fissi. Questi tipi di radar sono conosciuti come Unmodulated Continuous Wave Radar e Continuous Wave Radar, o più semplicemente CW Radar o UCW Radar.

Questi radar richiedono due antenne, una per trasmettere e un’altra per ricevere. Se il radar Doppler CW utilizza la modulazione di frequenza, è noto come FMCW (Radar a onda continua a modulazione di frequenza) a volte indicato come CWFM (modulazione di frequenza a onda continua). Questo tipo di radar viene utilizzato più spesso per le previsioni meteorologiche.

L’ultimo tipo di radar è MTI Radar (Moving Target Indicator). Questo tipo di radar utilizza anche l’effetto Doppler per distinguere gli oggetti non stazionari da quelli stazionari. Di solito sono dotati di un amplificatore o oscillatore.

Questi tipi di radar possono utilizzare una singola antenna sia come trasmettitore che come ricevitore con l’uso di un duplexer. Oppure i radar MTI possono utilizzare ancora due antenne. Un duplexer consente di trasmettere e ricevere il segnale dalla stessa antenna. Questi tipi di radar sono i più utilizzati.

Il radar può identificare un drone?

Abbiamo spiegato cos’è il radar, cosa fa e come lo fa. A questo punto, sappiamo che se un oggetto è all’interno del segnale dell’onda radio/radar, verrà rilevato, purché rifletta l’onda al ricevitore.

Ciò di cui non abbiamo davvero parlato è se il processore riconoscerà l’oggetto (ad esempio, un drone). Quindi, entriamo in questo ora.

Cosa rileva effettivamente il radar? Ecco il nocciolo della discussione. Il radar può rilevare solo la posizione e la velocità degli oggetti.

Se il radar identificherà un drone, tutto dipende dal processore, dal suo database e dalle impostazioni. Il radar sarebbe in grado di rilevare un piccolo oggetto delle dimensioni di un uccello o di un drone? Sì, lo sarebbe.

Sappiamo che se quel piccolo oggetto riflette il segnale delle onde radio/radar al ricevitore, lo rileverà come un oggetto, fornendo la sua posizione e velocità. Ma sappiamo anche che i radar sono programmati per ridurre il disturbo. Dopotutto, ogni volta che un uccello vola nel segnale radio/radar, lo mostrerà e potrebbe causare un sacco di disturbo radar.

Quindi il drone potrebbe essere facilmente tagliato fuori come un altro pezzo di disturbo. Ciò significherebbe che quel drone in effetti non compare affatto sul radar.

Un’altra informazione che ritorna nell’onda radio riflessa o nel segnale è la dimensione del riflesso. Radar più sofisticati possono, sulla base di queste informazioni e di un database di profili radar memorizzati, determinare in una certa misura la natura dell’oggetto.

Quindi, come fa un operatore radar a sapere cosa sta vedendo? Ciò dipenderebbe dal sistema radar che stanno utilizzando.

Ad esempio, i controllori del traffico aereo utilizzano due radar.

Il primo è il radar primario. Questo radar serve per il rilevamento di base con una portata limitata fornisce solo tali informazioni. Il radar secondario utilizzato dal controllo del traffico aereo è il Secondary Surveillance Radar (SSR). Questo radar funziona con il transponder dell’aereo e fornisce più informazioni al controllore rispetto al radar principale.

Il transponder è uno dei modi principali per identificare un aeromobile. Un altro è la comunicazione radio con l’aereo. Dando la propria posizione all’operatore radar, il pilota è in grado di identificare e posizionare l’aereo sul proprio posizionamento radar.

Quindi, uno dei modi principali per identificare un oggetto sul radar è il contatto diretto con il velivolo. Un altro mezzo per identificare un oggetto è l’operatore radar che segna il decollo e segue il velivolo da quel momento.

Un altro metodo è l’aereo stesso e un dispositivo chiamato transponder. I transponder inviano un codice che identifica l’aeromobile. Questo codice consente al controllore del traffico aereo di sapere quale aereo è quale, tra le altre informazioni sull’aeromobile.

Come puoi vedere, identificare un oggetto sul radar non è facile come vedere che c’è un oggetto lì. Quindi sì, un radar rileverà un drone/UAV ma potrebbe non essere in grado di identificare quell’oggetto per quello che è. L’oggetto potrebbe non essere nemmeno visualizzato, a seconda della sensibilità del sistema e della quantità di disturbo radar programmato.