创新背景

无人机在各个领域被广泛运用，为人们带来便捷的同时也导致了新的问题。为了避免机场事故、保护关键基础设施、保守军事秘密等，有很多地方不允许无人机飞行。打击非法无人机飞行需要进行高精准的检测跟踪，实时探测无人机并进行准确分类对此具有重要意义。

创新过程

雷达的工作原理是发射被物体反射的微波信号，然后获取回波并将其与传出信号进行比较。雷达知道信号以光速移动，就很容易计算出到物体的距离。雷达的高分辨率和宽视场满足同时跟踪多架无人机的需求。

准确探测无人机并非易事，因为无人机来自各个方向，它们可能很小，很难前被发现。此外，无人机通常由塑料材料制成，不能很好地反射雷达波。雷达捕捉飞行中的无人机尤是到在同一个地方盘旋的无人机非常困难，因为它很快就会消失在背景噪音中。

丹麦技术大学的研究人员与丹麦公司Terma合作开发了一种新的雷达系统可以精准探测飞行中的无人机。新雷达不仅具有一个用于发送和接收信号的天线，而是总共有16个天线。使用多个天线的原理称为MIMO，代表多输入多输出。该原理在无线通信中尤其明显，其优势首先是确保高带宽。

如果没有MIMO技术在最新的WiFi标准和移动网络中，笔记本电脑和手机之间的数据传输速度将略低于今天。研究人员将多个天线的技术用于改进雷达系统，使用MIMO可以在相当宽的角度范围内同时看到所有方向，并且可以以相对低成本的方式获得良好的水平角度分辨率，而无需旋转雷达。

新雷达有八个发射器和八个接收器。当所有发射器同时发送相同的信号，研究人员只能得到一个大天线在特定方向上发送信号，因此，研究必须确保发射器要么以交错的方式发送相同的信号，要么发送不同的信号。

八个信号中的每一个都被所有八个接收器收集并彼此分离，提供了共64个虚拟通道。当无人机被来自发射器的信号击中时，信号被反射回所有八个接收器，并且基于回波的时间，可以计算出到无人机的距离和方向。但是，由于八个发射器和接收器彼此之间以正确的方式定位，因此可以更准确地确定无人机的位置和速度。

如果无人机靠近，甚至可以识别类型。通过所识由转子叶片的运动引起别谓的微多普勒特征，MIMO雷达可以探测不同类型的无人机。

采用多天线技术开发高分辨率且无需旋转的新雷达，可快速捕捉飞行中的不同类型无人机，完成探测无人机任务。