Ang mga anti-drone radar ay pangunahing idinisenyo upang tumpak na subaybayan ang low-altitude airspace sa ibaba ng 1,000 metro Above Ground Level (AGL). Sa pamamagitan ng pagsasama ng nakalaang mga module sa pagpoproseso ng signal at mga high-gain na antenna, mahusay nilang makukuha ang mga clutter signal na nabuo ng mga ground object, aerial target, at iba't ibang panghihimasok sa kapaligiran (tingnan ang Figure 2), na nagbibigay ng mataas na kalidad na suporta sa pangunahing data para sa kasunod na pagkilala sa target, pagsubaybay sa trajectory, at paggawa ng desisyon sa countermeasure. Ayon sa pangkalahatang mga pamantayan sa pag-uuri ng airspace sa larangan ng abyasyon, ang airspace na mas mababa sa 1,000 metro ay malinaw na tinukoy bilang mababang altitude, kung saan ang hanay na mas mababa sa 100 metro ay napakababang altitude. Apektado ng mga salik tulad ng pagbara sa lupain at pagmuni-muni ng gusali, ang lugar na ito ay may mas kumplikadong kalat sa kapaligiran. Samantala, tumutugma ito sa pagtitiis at mga pangangailangan sa pagpapatakbo ng maliliit na drone, kaya nagiging pangunahing senaryo ng aktibidad para sa mga consumer aerial photography drone, industrial inspection drone, at kahit ilang malisyosong ginagamit na drone. Ang pagkuha ng pulse Doppler radar, ang pinakamalawak na ginagamit at teknolohikal na mature na radar sa kasalukuyang larangan ng anti-drone, bilang halimbawa, ang mga tipikal na Low, Slow, and Small (LSS) na katangian ng mga drone ay makabuluhang maghihigpit sa katumpakan ng pagtuklas, tuluy-tuloy na katatagan, at kakayahan sa anti-interference ng mga radar system mula sa maraming dimensyon, kabilang ang lakas ng signal, pinapakitang katatagan ng paggalaw (RCS, Radar na ugali ng paggalaw) 3). Isa rin itong pangunahing teknikal na hamon na kailangang bigyang-priyoridad sa disenyo, pananaliksik at pag-unlad, at pag-optimize ng pagganap ng mga anti-drone radar.
Una, ang pangunahing katangian ng mga drone—'low-altitude flight'—ay naglalagay ng mga mahigpit na kinakailangan sa multi-scenario adaptability at target na kakayahan sa diskriminasyon ng mga anti-drone radar. Kailangan nilang tumpak na tukuyin ang iba't ibang mga gumagalaw na target sa lupa, sa mababang altitude, at napakababang altitude sa iba't ibang kumplikadong mga terrain at kapaligiran tulad ng mga gusali sa lunsod, bulubunduking burol, at mga bukas na lugar, na sumasaklaw sa mga pedestrian, mga sasakyang de-motor sa lupa, migrating na kawan ng ibon, pati na rin ang mga drone na may iba't ibang laki at flight mode (hal., multi-rotor, fixed-wing at lantad). Upang bawasan ang interference ng ground clutter (tulad ng pagbuo ng wall reflections, terrain undulation interference, at ground vegetation scattering) sa mga resulta ng pagtuklas, ang ilang anti-drone radar ay gumagamit ng diskarte sa pag-optimize ng dynamic na pagsasaayos ng pitch angle. Sa pamamagitan ng real-time na pagbabago ng direksyon ng irradiation, anggulo ng saklaw, at pamamahagi ng enerhiya ng mga radar beam, aktibong iniiwasan nila ang mga lugar na may puro kalat sa lupa at pinapabuti ang ratio ng signal-to-noise ng mga target na signal. Gayunpaman, ang passive na paraan ng pag-iwas na ito ay may malinaw na teknikal na limitasyon at madaling kapitan ng mataas na 'false negative rate' sa drone detection. Dahil ang conventional operational airspace ng karamihan sa mga consumer at industrial na maliliit na drone ay puro mas mababa sa 100 metro (ultra-low altitude), halos hindi makakamit ng mga radar beam ang non-dead-angle coverage ng lugar na ito pagkatapos ayusin ang pitch angle. Lalo na sa mga masalimuot na lupain tulad ng mga high-density na gusali sa lunsod at mga bulubundukin, ang mga occlusion blind spot ay higit na pinalawak, at ang panganib ng mga maling negatibo ay tumataas nang malaki. Samakatuwid, ang isang mahusay at maaasahang anti-drone radar system ay dapat na nilagyan ng mature na Automatic Target Recognition (ATR) na kakayahan. Sa pamamagitan ng mga algorithm ng malalim na pag-aaral, kinukuha, inuuri, at bini-verify nito ang mga na-capture na signal, tumpak na tinutukoy ang pagkakaiba ng mga target ng drone mula sa mga kalat, mga ibon, at iba pang pinagmumulan ng interference, na pangunahing binabawasan ang mga panganib ng mga maling negatibo at maling positibo, at tinitiyak ang pagiging maaasahan ng mga resulta ng pagtuklas.
Pangalawa, ang likas na katangian ng mga drone—'maliit na laki'—ay nagreresulta sa napakababang Radar Cross Section (RCS). Ang halaga ng RCS ng karamihan sa maliliit na drone, lalo na ang mga consumer multi-rotor drone, ay 0.01-0.1 square meters lamang, mas mababa kaysa sa tradisyonal na sasakyang panghimpapawid tulad ng mga fighter jets at helicopter. Ang mga signal ng radar na sinasalamin ng mga ito ay mahina at madaling natatakpan ng mga kalat sa kapaligiran at pagkagambala ng electromagnetic, na nagdudulot ng malalaking hamon sa pagkuha ng signal. Ang katangiang ito ay naglalagay ng napakataas na mga kinakailangan sa sensitivity ng pagtuklas ng mga radar detector, na kailangang magkaroon ng malakas na kakayahan sa mahinang pagkuha ng signal, amplification, at pag-filter. Bagama't epektibong sinasala ang electromagnetic interference at environmental clutter, dapat din nilang saklawin ang malawak na hanay ng pagtuklas upang makamit ang dalawahang layunin sa pagganap ng 'malayuang pagtuklas at tumpak na pagpoposisyon sa maikling distansya'. Ang pagsasakatuparan ng pangunahing layunin sa pagganap na ito ay dapat na nakabatay sa mataas na pagtuklas at kredibilidad sa pagkilala, na nangangailangan ng pagbuo ng isang 'hardware + algorithm' na collaborative system sa pamamagitan ng multi-dimensional na teknikal na pag-optimize. Sa antas ng hardware, i-upgrade ang mga pangunahing bahagi gaya ng mga high-sensitivity antenna at low-noise receiver para mapahusay ang pagtanggap ng signal at kahusayan ng conversion. Sa antas ng algorithm, ipakilala ang mga advanced na teknolohiya tulad ng adaptive filtering, pulse compression, at Constant False Alarm Rate (CFAR) detection upang mapahusay ang kakayahan sa pagkilala ng mga mahinang target na signal. Tinitiyak nito ang tumpak na pagkuha, pagkilala sa tampok, at matatag na pag-lock ng mga mahinang target na signal, pag-iwas sa epekto ng maling paghuhusga ng signal at hindi nakuhang paghuhusga sa kahusayan sa pagtatapon at katumpakan ng mga kasunod na link ng countermeasure, at pagtugon sa mga pangangailangan ng mga praktikal na sitwasyon ng aplikasyon.
Panghuli, ang katangian ng mga drone—'mabagal na bilis ng paglipad'—ay nagdudulot din ng malaking hamon sa matatag na function ng pagsubaybay ng mga radar system. Ang bilis ng paglipad ng karamihan sa maliliit na drone ay mula 10 hanggang 50 kilometro bawat oras, at ang ilang drone na tumatakbo sa mababang altitude hovering ay may bilis na malapit sa zero. Sa low-speed flight state na ito, ang kanilang mga katangian ng paggalaw ay halos hindi makilala sa mga nakakasagabal na target tulad ng mga lumulutang na kalat, mabagal na lumilipad na mga ibon, at mga nahuhulog na bagay. Ang mga tradisyunal na algorithm sa pagsubaybay ay halos hindi makakamit ang epektibong diskriminasyon sa pamamagitan ng mga pagkakaiba sa bilis, na hindi lamang nabigo sa tuluy-tuloy at matatag na pag-lock ng mga target ng drone ngunit maaari ring linlangin ang paghuhusga ng mga pantulong na sensor gaya ng mga optical at infrared na sensor, na humahantong sa mga paglihis ng data at mga error sa paggawa ng desisyon sa mga multi-sensor fusion system. Ang ganitong mga paglihis ay higit pang magpapadala sa mga countermeasure unit sa mga solusyon sa Counter-Unmanned Aircraft System (C-UAS), tulad ng mga kagamitan sa pag-jamming ng direksyon, mga pisikal na interception device, at mga sistema ng pag-countermeasure ng laser, na nagreresulta sa mga naantala na pagkilos sa pag-countermeasure at hindi sapat na katumpakan, hindi pag-intercept ng mga target na drone sa isang napapanahong paraan at epektibong paraan, at maging ang mga target na posibleng maging sanhi ng hindi nagdudulot ng kaguluhan sa paligid. Upang matugunan ang isyung ito, ang mga radar system ay kailangang magkaroon ng mataas na mga rate ng pag-update ng pag-scan at mga kakayahan sa mabilis na pagkilala sa target. Sa pamamagitan ng pagpapataas ng dalas ng pag-scan ng beam, pag-optimize ng mga dynamic na algorithm sa pagsubaybay at pag-target ng mga modelo ng hula sa trajectory, maaari nilang real-time na i-update ang mga parameter ng target na paggalaw (bilis, trajectory, ugali, takbo ng flight), mabilis na makilala ang mga low-speed drone mula sa iba't ibang nakakasagabal na mga target, at magbigay ng real-time, tumpak, at tuluy-tuloy na suporta sa target na data para sa kasunod na mga countermeasure unit. Tinitiyak nito ang katumpakan at pagiging maagap ng mga link sa pagsubaybay at pag-countermeasure, ganap na natutugunan ang mabilis na mga pangangailangan sa pagtatapon ng mga praktikal na sitwasyon tulad ng seguridad, militar, at proteksyon sa kaganapan.
