تحليل تقنية التعرّف الآلي على الأهداف في رادار مكافحة الطائرات المسيّرة: المبادئ ودليل عملي

في السنوات الأخيرة، ومع تصاعد التهديد الذي تشكله الطائرات المسيّرة المنخفضة والبطيئة والصغيرة (LSS)، أصبح الطلب على أنظمة رادار مكافحة الطائرات المسيّرة أكثر إلحاحا من أي وقت مضى [1-3]. ومع ذلك، ما تزال المناقشات التقنية حول هذه الأنظمة — سواء في البحث الأكاديمي أم في التطبيق العملي — تواجه تحديات عديدة لم تُحسم بعد. فقد ظهرت في السوق طرز متنوعة من رادارات مكافحة الطائرات المسيّرة، يزعم كثير منها أداء ممتازا في كشف أصداء الدرونات، وبعضها اشترته جهات فعلا ونشرته في مواقع حساسة. لكن عدة جهات حكومية لا تزال تتحفظ على فعاليتها الحقيقية، وقد أطلقت مشاريع تحقق واختبار لتقييم مدى موثوقيتها.

في هذا السياق، تركز هذه المقالة على تطبيق تقنية التعرّف الآلي على الأهداف (ATR) في أنظمة رادار مكافحة الطائرات المسيّرة. فمن خلال مراجعة منهجية لتقنيات الكشف القائمة، وتحليل معمق من منظور ATR، نستعرض التحديات الأساسية ومسارات التحسين انطلاقا من بُعدين رئيسيين: خصائص الهدف، وتقنيات الكشف. وتتلخص أبرز النقاط فيما يلي:

1. توضح المقالة أن الكشف الراداري يمر بمرحلتين مستقلتين: “كشف الإشارة” ثم “التعرّف على الهدف”، مع التأكيد على ضرورة تحرر التعرف على الهدف من الأساليب التقليدية المعتمدة على التتبع.
2. تشير إلى أن أنظمة رادار مكافحة الطائرات المسيّرة تستهدف أساسا درونات فئة LSS، ويقصد بها عادة الطائرات الصغيرة التي يقل مقطعها الراداري (RCS) عن 2 م²، ولا تتجاوز سرعتها 200 كم/ساعة، ويظل ارتفاعها التشغيلي دون 1000 متر. وبحسب معايير التصنيف الحالية، تغطي هذه الفئة أساسا المجموعتين 1 و2 من الطائرات المسيّرة.
3. تقسم أداء ATR إلى أربعة مستويات: “الكشف” و"التصنيف" و"التعرف" و"الوصف"، وتميز من الناحية التقنية بين أسلوبي “التمييز بالمسار” و"التعرف عبر ميكرو دوبلر".
4. تبيّن بحالات عملية أن دمج تقنية ATR يحسّن أداء المنظومة تحسينا ملموسا؛ لا في مدى كشف الدرونات ودقة التعرف عليها فحسب، بل في رفع مستوى الوعي الموقفي الشامل أيضا. ومن المتوقع أن تدفع ATR تطور رادارات مكافحة الطائرات المسيّرة التقليدية ثلاثية الأبعاد نحو أنظمة رباعية الأبعاد — تقدم الموقع بثلاثة أبعاد إلى جانب بُعد رابع هو صفة الهدف — بما يرفع فعالية الكشف رفعا شاملا. وهذه التطورات تنبئ بأن أنظمة رادار مكافحة الطائرات المسيّرة مقبلة على تطبيقات أوسع وأكثر اعتمادية في الميادين العسكرية والمدنية والتجارية على حد سواء.

1 نظرة عامة على تهديدات الطائرات المسيّرة

يمكن تقسيم تهديدات الطائرات المسيّرة عموما إلى تهديدات تستهدف المرافق المدنية وأخرى تستهدف الأهداف العسكرية. فالسيناريوهات المدنية تركز على الضبط والإدارة، بينما تنصب التطبيقات العسكرية على إجراءات المواجهة؛ غير أن كلا الجانبين يعتمد على تقنيات كشف تتسم بالكفاءة والدقة والعمل في الزمن الحقيقي.

1.1 التهديدات في المجال المدني

في المجال المدني، أصبحت حالات التوغل غير المصرح به للطائرات المسيّرة — التي تعطل عمل المطارات المدنية — تهديدا نموذجيا يتكرر باستمرار. ففي 19 ديسمبر 2018، أُغلق مطار لندن غاتويك في المملكة المتحدة إغلاقا كاملا إثر رصد طائرات مسيّرة في محيطه، فتأثر أكثر من 140,000 مسافر، وأُلغيت أكثر من ألف رحلة، وتوقفت عمليات المطار 36 ساعة [4]. وقد سلطت هذه الحادثة الضوء على حاجة المطارات في أنحاء العالم الملحة إلى تعزيز استراتيجياتها الأمنية في مواجهة مخاطر الدرونات.

استجابة لذلك، اتخذت الحكومة البريطانية عدة إجراءات، منها إقامة منطقة حظر طيران بنصف قطر 5 كيلومترات حول المطارات (الشكل 1)، واستقدام أنظمة مكافحة الطائرات المسيّرة (C-UAS) مثل نظام “Drone Dome” الإسرائيلي. ومع ذلك، شهد المطار حادثة تعطيل أخرى بطائرة مسيّرة عام 2019، ما يدل على أن الأنظمة القائمة لم تبلغ بعد درجة الموثوقية الكاملة. وقد يرجع ذلك إلى تمكن المشغلين من الإفلات من الكشف، أو إلى تعطيل منسق نفذه عدة مشغلين معا، أو إلى سيناريوهات معقدة أخرى.

الشكل 1: مخطط منطقة حظر الطيران حول المطارات في المملكة المتحدة (مصدر الصورة: CAADroneCode)

إخلاء مسؤولية: حقوق نشر هذه المقالة تعود إلى مؤلفيها، وهي مخصصة للتبادل الأكاديمي فقط ولا تعبر عن موقف أي جهة. لأي استفسار يتعلق بالمحتوى أو بنزاعات حقوق النشر، يُرجى التواصل معنا.

🔍 الكلمات المفتاحية:

رادار مكافحة الطائرات المسيّرة، تقنية ATR، الطائرات المسيّرة LSS، التعرّف على أهداف الرادار، كشف الطائرات المسيّرة، الرادار رباعي الأبعاد، أنظمة C-UAS

قراءة إضافية

فيما يلي موارد موثوقة مرتبطة بموضوع هذه المقالة، نوصي بها لمزيد من القراءة والمراجعة:

• Drone Defense Hub — يقدم مستجدات تقنيات أنظمة مكافحة الطائرات المسيّرة (C-UAS) حول العالم، وتحليلات السياسات، ودراسات الحالات، بتغطية تشمل التطبيقات المدنية والعسكرية. https://www.dronedefensehub.com

• Radar Systems Laboratory, University of Michigan — يركز على أبحاث التعرف الآلي على أهداف الرادار (ATR) وتقنيات معالجة الإشارات، وينشر أوراقا أكاديمية وتقارير تقنية عديدة حول كشف أهداف فئة LSS. https://radar.engin.umich.edu

• The Official Journal of the IEEE Aerospace and Electronic Systems Society — ينشر أبحاثا متقدمة في موضوعات مثل الرادار رباعي الأبعاد وكشف الطائرات المسيّرة وتصنيفها، مع تركيز على الابتكار النظري والتكامل العملي للأنظمة. https://ieeexplore.ieee.org/xpl/RecentIssue.jsp?punumber=7