Ενεργές Και Παθητικές Μέθοδοι Ανίχνευσης Πολύ Μικρών Ιπτάμενων Οχημάτων

Abstract

Σκοπός της παρούσας διπλωματικής εργασίας είναι η μελέτη της δυνατότητας ανίχνευσης μικρών ιπτάμενων οχημάτων με τη χρήση RF ή/και ακουστικών συχνοτήτων. Χρησιμοποιείται μια υφιστάμενη κατασκευή ραντάρ με συχνότητα λειτουργίας 24GHz (RF ανίχνευση - ενεργή μέθοδος) και απλό δυναμικό μικρόφωνο (ακουστική ανίχνευση - παθητική μέθοδος).Στο πρώτο μέρος της εργασίας (Ενότητες 1 και 2) γίνεται μια σύντομη παρουσίαση των πτητικών μέσων που αναφέρονται επίσημα ως Συστήματα μη Επανδρωμένων Αεροσκαφών («ΣμηΕΑ») καθώς και περιγραφή των απαραίτητων εννοιών/εργαλείων που αφορούν στην προσπάθεια ανίχνευσής τους. Παρουσιάζονται και αναλύονται έννοιες όπως το φαινόμενο Doppler, η ανάλυση I/Q, η «ραδιοδιατομή» (RCS) ενός αντικειμένου, η (αυτο)συσχέτιση σημάτων- όλες απαραίτητες στην υλοποίηση διατάξεων, επεξεργασία σημάτων και εξαγωγή συμπερασμάτων.Στο δεύτερο μέρος (Ενότητα 3) περιγράφεται η ενεργός διαδικασία ανίχνευσης ενός πραγματικού εμπορικού ΣμηΕΑ (εφεξής «drone») με το ραντάρ 24GHz. Αφού αναλυθεί η αρχή λειτουργίας του συγκεκριμένου τύπου ραντάρ (CW Doppler) παρουσιάζεται η υλοποίηση κατάλληλου προγράμματος σε περιβάλλον LabVIEW και τα αποτελέσματα κατά τις δοκιμές ανίχνευσης, τόσο σε κλειστό όσο και σε ανοιχτό χώρο.Στο τρίτο μέρος (Ενότητα 4) επιχειρείται η παθητική - ακουστική ανίχνευση του ίδιου drone. Χρησιμοποιώντας ηχογραφημένες ακουστικές κυματομορφές από πτήσεις του drone σε διάφορες αποστάσεις από το μικρόφωνο, γίνεται εφαρμογή μεθόδων στο πεδίο του χρόνου (συσχέτιση) και στο πεδίο της συχνότητας (Συσχέτιση Αρμονικών Γραμμών) για να επιτύχουμε ανίχνευση.Το τέταρτο και τελευταίο μέρος (Ενότητα 5), περιλαμβάνει μια σύνοψη των αποτελεσμάτων και κριτική αποτίμησή τους. Επιπλέον θέτει τις βάσεις για συνέχιση της έρευνας στο τμήμα της RF - ενεργούς ανίχνευσης, της ακουστικής - παθητικής ανίχνευσης καθώς και με συνδυασμό μεθόδων.