Innovatív válasz a drónok kihívására

Azt nem tudjuk, hogy a tyúk vagy a tojás volt előbb, az autó viszont biztosan megelőzte a trafipaxot, és a sárkányfű receptjét Süsü ihlette. Hasonlóan, a kisméretű drónok felderítésére alkalmas radarok megalkotása is csak a drónok elterjedése után következett. Ám ez a feladat nem is olyan egyszerű, mint ahogy gondolnánk.

A Pro Patria Electronics Kft. és konzorciumi partnere, a Dat-Golf Kft. vállalkoztak arra a kutatás-fejlesztési feladatra, amely modern korunk egyik biztonsági kihívására válaszol, miszerint hogyan lehetséges a kisméretű drónok megbízható felderítése. A fejlesztést egy európai uniós támogatású projekt keretében végezték, ahol elvárás volt, hogy innovatív, magas hozzáadott értéket képviselő technológiák szülessenek, és a vállalkozások új műszaki eredményeket, prototípusokat hozzanak létre. Itt éppen ez történt, és így jelentős előrelépés történt a repülésbiztonsági, nemzetbiztonsági, gazdasági területeken.

A kisméretű drónok ugyanis olyan távirányítású repülőeszközök, amik az utóbbi évtizedben egyre nagyobb kihívásokat jelentenek. Gondolhatunk akár terroristák által fegyverek szállítására, aktiválására létfontosságú műszaki vagy természeti erőforrások megsemmisítése kapcsán, de bármilyen szennyezésre, rongálásra, nem utolsó sorban pedig az illegális adatgyűjtés lehetőségére. Mindezek miatt kiemelt jelentőségű biztonsági feladat ezeknek az eszközöknek a felderítése, ehhez pedig megfelelő megoldások kifejlesztése.

A hazai fejlesztés már a kezdetektől különbözött más, hasonló radarprojektek irányától. A nemzetközi piacon elérhető drónfelderítő rendszerek jellemzően nagy méretűek, drágák, katonai célra készültek, és gyakran hiányosságokat mutattak a nagyon kisméretű, alacsony visszaverő keresztmetszetű drónok kezelésében. Itt olyan 3D-s, multi-beam technológián alapuló, a mozgó tárgyak távolságát és sebességét is mérő frekvenciamodulált folytonos hullámú (FMCW) radar létrehozása volt a cél, amely polgári felhasználók számára is elérhető árú, hordozható, ugyanakkor képes felvenni a versenyt a nagy nyugati gyártók eszközeivel. A megkülönböztető jegy tehát a kompakt kivitel, a kiemelkedően alacsony jel/zaj viszony mellett működő detektálás, a részben digitális nyalábformálás és az a komplex algoritmusrendszer volt, amely a drón–madár–helikopter–földi objektumok közötti automatikus különbségtételt is lehetővé teszi.

A fejlesztés során számos kihívás nehezítette a munkát. A legnagyobb akadályt az jelentette, hogy a drónok radar-visszaverő keresztmetszete meglehetősen kicsi. Emellett a multi-beam technológia 3D-s kiterjesztése teljesen új antennamodellezést és jelfeldolgozási architektúrát igényelt, különösen a függőleges irányú digitális vezérlés miatt. További kihívást jelentett a földfelszíni visszaverődések és „hamis célok” (például fák, bokrok) kiszűrése, valamint az, hogy egy autóra szerelhető, stabil, energiahatékony platformot kellett kialakítani. A csatornaszám csökkentése ugyan megkönnyítette a prototípus elkészítését, de bonyolult algoritmikai korrekciókat tett szükségessé.

A projekt végül minden elvárást teljesített, és több kulcsfontosságú eredményt hozott létre. Megszületett egy működő radar prototípusa, amely képes a drónok és más légi vagy földi objektumok detektálására és felismerésére. Az algoritmus stabilan működik, és képes megkülönböztetni a drónokat, madarakat, helikoptereket és lassú repülőgépeket. Megvalósult egy olyan módszer is, amely a földfelszín okozta zavaró visszaverődéseket szűri ki, továbbá kifejlesztettek egy pontosabb magassági szögbecslést lehetővé tevő mérési elvet.

Az uniós támogatás elvárása volt a piacképes, valódi innovációt hordozó technológia létrehozása. A Pro Patria projektje ennek maradéktalanul megfelelt, amikor olyan prototípust alkottak, amely reális alternatívát jelenthet egy gyorsan változó biztonságpolitikai környezetben, és hozzájárulhat ahhoz, hogy a jövőben életeket, kritikus infrastruktúrákat és közösségeket védjen.