يُعدّ رادار مكافحة الطائرات المسيّرة جهاز الكشف النشط الأساسي لمراقبة المجال الجوي للمطارات، كما يُمثّل خط الدفاع الأول لسلامة الطيران على ارتفاعات منخفضة. فهو يُعالج مخاطر تحليق الطائرات المسيّرة غير المصرح بها، والتي تُؤدي إلى تعطيل عمليات الإقلاع والهبوط، ووقوع حوادث تصادم في الجو، ضمن منطقة حماية المجال الجوي للمطار، والتي تتمركز حول نقطة مرجعية بنصف قطر أفقي يبلغ 10 كيلومترات وارتفاع رأسي 500 متر. ويركّز استخدامه على الكشف الدقيق، والتكيّف الآمن، والتفاعل التعاوني، وعدم التداخل مع العمليات الأساسية للطيران المدني. ويكمن جوهره في تحقيق "الكشف المبكر، وتحديد الموقع بدقة، والتوجيه السريع" لتهديدات الطائرات المسيّرة من خلال النشر المُتمايز، والتحسين التقني، وربط الأنظمة بالشبكة، مما يضمن "الكشف المبكر، وتحديد الموقع بدقة، والتوجيه السريع" لتهديدات الطائرات المسيّرة طوال العملية لضمان التشغيل الطبيعي للرحلات. وفيما يلي نقاط التطبيق المحددة:
1. تحديد الموقع الأساسي: "ركيزة الكشف الضرورية" لمراقبة المطارات
تتميز البيئة الكهرومغناطيسية للمطار بحساسيتها، حيث تكثر فيها العوائق الأرضية (المركبات/المباني/المعدات)، وتتطلب مجالًا جويًا عاليًا. ويُعوض رادار مكافحة الطائرات المسيّرة، بمزاياه الفريدة المتمثلة في عدم اعتماده على إشارات الطائرات المسيّرة، وعمله على مدار الساعة، ومقاومته العالية للتداخل، وقدرته على كشف الطائرات المسيّرة الصامتة/ذاتية التوجيه، عن أوجه القصور في أساليب الكشف السلبي (مثل تقنية TDOA، التي تفشل في كشف الطائرات المسيّرة الصامتة وتتراجع كفاءتها في الظروف الجوية القاسية)، ليصبح بذلك جوهر نظام الكشف متعدد الوسائط للمطارات، حيث يوفر بيانات دقيقة عن مسافة الهدف، واتجاهه، وارتفاعه، وسرعته، وغيرها من بيانات المسار لاتخاذ التدابير المضادة والاستجابة اللاحقة، ويمنع فشل التحكم نتيجة لتأخر الكشف أو عدم دقة تحديد الموقع.
2. نشر المناطق: اختيار أنواع الرادارات بناءً على مستويات المخاطر
ينقسم المطار إلى منطقة أساسية، ومنطقة عازلة، ومنطقة إنذار، وذلك وفقًا لأولوية الاستجابة لتهديدات الطائرات المسيّرة والخصائص البيئية. ويتم اختيار نطاقات رادار مختلفة بناءً على خصائصها التقنية لتحقيق تحكم متعدد المستويات يشمل "دقة عالية في المجال القريب، وتغطية النقاط العمياء في المجال المتوسط، والإنذار في المجال البعيد". هذا هو جوهر استخدام الرادار في المطارات.
1. المنطقة الأساسية (المدرج / ممر الطائرات / ساحة وقوف الطائرات)
خصائص المخاطر: أعلى مستوى من التهديد، مع وقت استجابة قصير للغاية (مللي ثانية)، وتداخل قوي للضوضاء الأرضية، والحاجة إلى التقاط الطائرات بدون طيار الصغيرة / المعدلة التي تحلق على ارتفاع منخفض بدقة؛
الرادار المختار: رادار الموجات المليمترية، رادار الكشف عن الارتفاعات المنخفضة بنطاق X / نطاق Ku؛
المزايا التقنية: خصائص الحزمة الضيقة يمكنها تصفية التشويش الأرضي بشكل فعال، وتحديد المواقع ثلاثي الأبعاد عالي الدقة للغاية، ويمكنها التقاط متجهات مسار الطائرات بدون طيار الصامتة في الوقت الحقيقي؛
2. المنطقة العازلة (داخل/خارج المحيط / أثناء اقتراب الطائرة / أسفل مسار المغادرة الجوي)
خصائص المخاطر: وجود مبانٍ منخفضة الارتفاع / عوائق من الأشجار، والحاجة إلى تتبع طائرات بدون طيار عالية السرعة معدلة ذات طيف منتشر، والتعويض في الوقت نفسه عن ضعف أداء الكشف السلبي في الطقس الممطر / الضبابي / الغائم؛
الرادار المناسب: رادار الكشف عن الارتفاعات المنخفضة بنطاق Ku؛
المزايا التقنية: زاوية رؤية ممتازة، حجم هوائي صغير، حساسية ضعيفة لتداخل التشويش الأرضي، دقة تتبع عالية للأهداف الصغيرة عالية السرعة؛
3. منطقة التحذير (الاتجاهات الحرجة ضمن نطاق عدة كيلومترات حول المطار)
خصائص المخاطر: يتمثل الشرط الأساسي في توفير إنذار مبكر على مسافة طويلة، مع تحقيق التوازن بين نطاق الكشف وتكلفة النشر، وترك وقت احتياطي لجدولة الرحلات والاستجابة للطوارئ؛
الرادار المناسب: رادار مراقبة منخفض الارتفاع من نوع S-band؛
المزايا التقنية: مدى كشف طويل، تغطية واسعة، القدرة على التحقق من الأهداف المكتشفة من خلال الكشف السلبي وتحديد موقعها بدقة.
ثالثًا: تحسين التقنيات الرئيسية: التكيف مع بيئات الكشف المعقدة في المطارات
ولمواجهة تحديات التشويش العديد من المطارات، والتداخل الكبير للطيور، والأهداف الصغيرة والبطيئة الحركة، تحتاج رادارات مكافحة الطائرات بدون طيار إلى التحسين من خلال تقنيات متخصصة لتعزيز القدرة على التكيف، مع التركيز بشكل أساسي على حل مشكلات "التعرف الدقيق وانخفاض الإنذارات الكاذبة":
دمج تقنية دوبلر الدقيقة: التقاط خصائص الصدى الفريدة لدوران دوار الطائرة بدون طيار، والتمييز بدقة بين الطائرات بدون طيار والطيور والتشويش الأرضي والأجسام المتساقطة. على سبيل المثال، تم تطبيق رادار XENTA-C الدنماركي بتقنية دوبلر الدقيقة في المطارات الأوروبية، مما زاد من دقة التعرف على الأهداف في البيئات المزدحمة إلى أكثر من 98%؛
خوارزمية التصفية الذكية للذكاء الاصطناعي: استخدام التعلم الآلي لنمذجة خصائص التداخل في مشهد المطار، وتصفية الصدى غير الصالح تلقائيًا مثل المركبات والطيور والانعكاسات من المباني، والتحكم في معدل الإنذار الكاذب الإجمالي إلى 0.1% - 0.5%، وتجنب التحكم غير الضروري في الطيران الناتج عن الإنذارات الكاذبة؛
معدل تحديث عالٍ وتتبع متعدد الأهداف: زيادة وتيرة تحديث بيانات الرادار، ودعم التتبع المتزامن لعشرات الأهداف على ارتفاعات منخفضة، والاستجابة لغزوات الأهداف المتعددة بواسطة طائرات بدون طيار منفردة أو أسراب صغيرة، وضمان عدم وجود أي اكتشافات مفقودة في الوقاية والمكافحة.
رابعاً: التفاعل التعاوني: الاندماج في نظام الاحتواء الشامل للمطار
لا يمكن لرادارات مكافحة الطائرات المسيّرة العمل بشكل مستقل؛ بل يجب دمجها بشكل كامل مع أجهزة احتواء المطار الأخرى والأنظمة التشغيلية لتشكيل نظام مغلق الحلقة يشمل: الكشف، والتعرف، والتتبع، والمواجهة، والتغذية الراجعة. منطق التفاعل الأساسي:
- الربط مع أجهزة الكشف السلبي/الإلكترونية الضوئية: يتولى الرادار (النشط) مسؤولية تحديد الموقع بدقة على مدار الساعة، بينما يتولى الكشف اللاسلكي (TDOA، السلبي) مسؤولية تحديد نوع الطائرة بدون طيار وتحديد موقع المشغل. أما نظام التثبيت البصري (الضوء المرئي + الأشعة تحت الحمراء) فيتولى مسؤولية التحقق البصري والتتبع المستمر. يتم دمج البيانات من هذه المصادر الثلاثة للقضاء تمامًا على نقاط الضعف في الكشف.
- الربط مع منصة القيادة والسيطرة C2: يتم تجميع جميع بيانات الكشف في منصة C2 الخاصة باحتواء المطار، والتي تقوم تلقائيًا بإنشاء مسارات الهدف وإصدار تعليمات مضادة تلقائيًا للتدخل المستهدف، والخداع الملاحي، وما إلى ذلك، مما يحقق معالجة آلية وفعالة؛
- الربط مع أنظمة مراقبة الحركة الجوية / أنظمة تشغيل المطار: تتم مزامنة بيانات تهديد الطائرات بدون طيار التي تم رصدها بواسطة الرادار في الوقت الفعلي مع برج المطار ونظام مراقبة الحركة الجوية، مما يسهل على المراقبين اتخاذ قرارات سريعة مثل تحليق الطائرات والتحكم المؤقت في المدارج، مما يقلل من التأثير على عمليات الطيران؛
دراسة حالة عملية للتحسين: بعد حادثة اختراق الطائرات المسيّرة لمطار غاتويك في المملكة المتحدة عام ٢٠١٨، جرى تحديث نظام "الرادار + فرق وقت الوصول + البصريات" التعاوني. وبفضل الرادار الذي يُعدّ جوهر الكشف النشط، تمّ تعويض أوجه القصور السابقة في نظام الوقاية، والتي كانت تتسم بالتشتت والتأخر في الاستجابة. ونتيجةً لذلك، لم يشهد المطار إغلاقًا مطوّلًا بسبب اختراقات الطائرات المسيّرة.
خامساً: الامتثال وتكييف النشر: ضمان استمرار العمليات الأساسية للمطار دون انقطاع
يُعد المطار منطقة حساسة للمجالات الكهرومغناطيسية. لذا، يجب أن يلتزم استخدام رادارات مكافحة الطائرات المسيّرة التزامًا تامًا بلوائح الطيران. متطلبات الامتثال والنشر الأساسية:
- التوافق الطيفي: يتجنب نطاق تردد تشغيل الرادار (وخاصة نطاقات Ku و Ka و X و S) بشكل صارم نطاقات التردد الأساسية للاتصالات الأرضية والجوية والملاحة والرادار في الطيران المدني. وفي الوقت نفسه، يتم اعتماد تقنية تنظيم الطاقة الديناميكية لضبط طاقة الإرسال وفقًا لمسافة الهدف، مما يزيل التداخل الكهرومغناطيسي من إشارات الرادار إلى معدات الطيران المدني؛
- وضع النشر المرن: اعتماد الوضع المدمج "النشر الثابت + الدعم المتنقل" - يتم نشر محطات الرادار الثابتة في كلا طرفي المدرج وفي النقاط العالية لمحيط المطار، مما يحقق تغطية كاملة؛ يتم تجهيز رادارات محمولة/محمولة في البرج وأسطول مركبات الطوارئ لتكملة النقاط العمياء والتعامل مع حالات الطوارئ؛ التكيف البيئي: يجب أن تلبي معدات الرادار مستوى عالٍ من الحماية (IP65 أو أعلى)، وأن تكون قادرة على تحمل الظروف الجوية القاسية مثل درجات الحرارة المرتفعة والأمطار والضباب والرياح القوية في المطارات الخارجية، وضمان التشغيل المستقر في جميع الأوقات.