The Dynamic Measurement of Unmanned Aerial Vehicle Radar Cross Section

Abstract

The radar cross-section (RCS) is a key parameter used to determine whether or not an airborne target will be detected by a radar at a given range. The accurate measurement of the RCS is of particular importance for the detection of miniature unmanned aerial vehicles (UAV) because the radar return strength is low. Although the UAV's RCS may be determined statically in an anechoic chamber, it may be advantageous to measure it whilst the target is in motion due to the greater resemblance with an operational environment. However, the dynamic measurement of RCS adds complexity to the measurement system because of the requirement to track the UAV in-flight. Furthermore, vibrations and moving parts modulate the return echo, which implies that the RCS can only be characterized statistically.

This work describes the design of the Dynamic RCS Measurement System used to measure the RCS of UAVs flying indoors. The results of measurements of a test UAV and comparison with static measurements show that the Dynamic RCS Measurement System is a viable option to investigate how dynamic effects affect the RCS of a flying UAV and to compute probabilities of detection.

La surface équivalente radar (SER) est un paramètre important pour déterminer si une cible va être détectée par un radar à une certaine portée. La SER est particulièrement importante pour la détection de petits drones, car la puissance du retour radar est faible. La SER peut être déterminée statiquement dans une chambre anéchoïque. Il peut néanmoins être avantageux de la mesurer lorsque la cible est mobile en raison de la plus grande ressemblance avec un environnement opérationnel. Cependant, mesurer dynamiquement la SER ajoute de la complexité au système de mesure en raison de la nécessité de traquer le drone en vol. De plus, les vibrations et pièces mobiles du drone modulent le retour radar. Ceci implique que la SER peut seulement être caractérisée statistiquement.

Ce travail décrit le système de mesure de la SER dynamique qui est utilisé pour mesurer la SER de drones volant à l'intérieur. Les résultats obtenus en testant le système montrent qu'il est une option viable pour déterminer l'impact des effets dynamiques sur la SER d'un drone en vol et pour calculer des probabilités de détection.