وسایل نقلیه هوایی بدون سرنشین(UAV) که سیستم های هوایی بدون سرنشین (UAS) نیز نامیده می شوند، در چندین کار مانند نظارت و کنترل آفات در کشاورزی، گرفتن تصاویر برای بررسی زمین شناسی، معدن، و فتوگرامتری کاربرد دارند، مانیتورینگ بلایا, جستجو و نجات، پایش جو, بررسی حیات وحش زمینی و آبزی، بازرسی خطوط و سازه ها در شهرهای هوشمند پایش محیطی و نظارت دریایی، بین چندین مورد دیگر. در رابطه با طراحی و ساخت مکانیکی پهپادها می توان آنها را به طور تقریبی به دو دسته تقسیم کرد که عبارتند از پهپاد با بال ثابت و آنهایی که بال چرخان دارند. توجه داشته باشید که هر کلاس دارای ویژگی‌های ذاتی با قابلیت کاربرد بهتر است که بستگی به نوع کار کاربردی دارد. به معنای واقعی کلمه توقف در هوا و برخاستن و فرود عمودی را فراهم می کند. با این وجود، مصرف انرژی آن به طور کلی بالا است، بنابراین دارای استقلال محدود پرواز (مسافت و مدت پرواز) است. عمدتاً در پهپادهایی که دارای موتورهای احتراقی هستند که می توانند مسافت بیشتری را طی کنند و پروازهای طولانی تری را انجام دهند. حتی نمونه های الکتریکی نیز می توانند در این نیازهای مسافت پیموده شده و زمان پرواز کارآمدتر از نمونه های چند روتوری باشند. این عمدتا به این دلیل است که ماتریس انرژی لازم برای بالابر کوچکتر است. استفاده از بال با حداقل سرعت معین، بالابر لازم را با مصرف توان کمتری نسبت به مولتی روتور فراهم می کند. در نهایت، می‌توانیم کلاس هیبریدی را اضافه کنیم که به نظر می‌رسد به هر دو کلاس قبلی در یک سیستم پهپاد منفرد می‌پیوندد که می‌تواند پروازهای عمودی و افقی را با یک پلت فرم انجام دهد. در این مورد، یک واحد یا ملخ چند روتور، به طور کلی با نیروی الکتریکی، بالابر لازم را در برخاستن و فرود عمودی و همچنین در معلق ماندن در هوا فراهم می کند. توجه داشته باشید که شناور شدن می تواند در ماموریت هایی که مستحق توقف در هوا هستند، به عنوان مثال برای مشاهده بهتر برخی از ویژگی های مورد نظر مفید باشد. همچنین قادر است با استفاده از ملخ های الکتریکی یا احتراقی که بر روی سطح بال عمل می کنند، پرواز افقی را انجام دهد تا بالابری هواپیما را در هوا پشتیبانی کند و در عین حال آن را به جلو هل دهد. توجه داشته باشید که این نوع پهپاد باید دارای یک سیستم کنترل قوی باشد، به ویژه برای ارائه یک انتقال صاف بین تنظیمات پرواز عمودی و افقی. در این کلاس، هواپیماها از هواپیماهایی که شبیه هواپیماهای سنتی هستن. آنهایی که استقلال پرواز بیشتری دارند، به طور کلی از موتورهای احتراقی استفاده می کنند.
یک نوع خاص است که به عنوان میکرو پهپاد که در دسته بندی کلاس اول با بال ثابت قرار می گیرد. ما این نوع را عمدتاً با توجه به چرخه توسعه ساده‌تر آن و امکان کاهش که ساده تر هستند. این نوع ریزپرنده ها با کاربردهای سرگرمی، نوع پیشرفته آن با کاربرد امنیتی و نظامی ویژه قابل استفاده است.
امروزه قابلیت شناسایی ریزپرنده ها یا Micro Aerial Vehicles (MAV ) که تهدیدی رو به رشد در مناطق زیرساختی حیاتی هستند، از اهمیت بالایی برخوردار است. هزینه کم، جابجایی آسان و محموله قابل توجه آنها را به ابزاری عالی برای نظارت یا حملات ناخواسته تبدیل کرده است. اکثر سکوها را می‌توان به انواع حسگرها یا در بدترین حالت با وسایل انفجاری مجهز کرد. یک MAV معمولی قادر به بلند شدن و فرود عمودی، شناور شدن و در بسیاری از موارد با سرعت زیاد به جلو پرواز می کند. بنابراین، در زمانی که اپراتور مخفی MAV در مکانی دورافتاده و بدون خطر است، می‌تواند در مدت زمان کوتاهی به انواع سایت ها دسترسی پیدا کند. نظارت محیطی با تکنیک‌های راداری در رویکرد موج میلی‌متری انجام میپذیرد. وظیفه اصلی این گونه رادارها شناسایی حرکات اهدافی مانند یک وسیله نقلیه هوایی است که به یک مرکز نزدیک می شود. این سیستم ها معمولاً برد چند صد متری را با پوشش 360 درجه و نرخ تکرار چند هرتز رصد می کنند. پارامترهای وزن کم و سنسورهای قابل استقرار آسان برای سناریوهای مختلف ایده آل است.
در مقایسه با طیف مرئی و مادون قرمز، امواج الکترومغناطیسی در ناحیه موج میلی متری ابزار بسیار قدرتمند و کارآمدی است، این ابزار تنها در شرایط باران، مه، دود و گرد و غبار، جذب پایینی دارد. بنابراین سامانه های راداری موج میلی متری ابزار عالی در شرایط دید بد و محدود خواهند بود. تشعشع در سیستمهای موج میلی متری به راحتی به لباس ها و بسیاری از مواد نفوذ کرده موجب کشف و رصد مواد منفجره، مواد ناپایدار خواهد بود.
برای تعیین موقعیت یک تهدید احتمالی در محیط نزدیکتر (چند صد متر) فاصله و زاویه جنبه ضروری است.که به راحتی با استفاده از راهکار چند کانالی و بررسی از چند زاویه قابل رصد خواهد بود.
برای بررسی و کسب اطلاعات بیشتر در مورد هدف شناسایی شده ، می توان از طیف داپلر و تجزیه و تحلیل RCS (مقطع مقطع رادار) بدست آورد که حرکت و ابعاد جسم را بررسی نمود. اطلاعات ارزشمندی برای شناسایی یکMAV را می توان از داپلر (میکرو) ناشی از حرکت روتورها یا سایر ارتعاشات به دست آوردکه مهمترین رویکرد برای تمایز بین ریزپرنده و پرندگان است.
برگرفته از مقاله
Detection and Tracking of Micro Aerial Vehicles with Millimeter Wave Radar (2016)
نوشته
Michael Caris, Stephan Stanko, Winfried Johannes, Stefan Sieger, and Nils Pohl
