Lokal stridsfältsövervakning i urban miljö. Slutrapport

Föreliggande slutrapport redovisar verksamhet och de viktigaste framkomna resultaten inom det tvååriga försvarsmaktsprojektet Lokal stridsfältsövervakning i urban miljö. En huvuduppgift för projektet har varit att identifiera och på ett samlat sätt beskriva de viktigaste fenomenologiska förutsättningarna för väggpenetration med radar. I redovisningen av dessa förutsättningar invävs dels egna forskningsresultat och dels internationella forskningsarbeten. Ett delmoment har handlat om att ta fram och värdera olika handburna dopplerbaserade radarsystemkoncept för den urbane soldaten med förmåga att se igenom väggar, och med förmåga till korträckviddig övervakning. Ett handburet väggpenetrerande systemkoncept bestående av en flerkanalig FMCW monopulsradar har undersökts. I detta arbete visas att en relativ bandbredd på ca 10% ofta inte är tillräcklig för att motsvara kravet på avståndsupplösning, utan mer bredbandiga antenner efterfrågas. En annan slutsats är att samtidig god upplösning i avstånd och närmandehastighet, kräver forskning och utveckling rörande signalbehandling med förlängd integrationstid. En slutsats är att för material med hög transmissionsdämpning men av måttlig tjocklek, t ex betong, förefaller radarfrekvensen 10 GHz rimlig. Olika handburna väggpenetrerande antennkoncept har studerats och en flerkanalig dielektrikumfylld vågledarantenn har funnits vara intressant. Vi har visat att en sådan har god potential att fungera i ett 2D-monopulssystem. Förutsättningen är att fyllnadsmaterialet har samma permittivitet som väggmaterialet. Den relativa bandbredden blir drygt 40 % (7-10.6 GHz). Bredbandiga gruppantenner för väggpenetrerande radarsystem möjliggör en förbättrad avståndsupplösning. Mikrostripantenner har flera attraktiva egenskaper som gör dem lämpliga för den tänkta tillämpningen, t.ex. möjligheten att ta fram bredbandiga gruppantenner med låg profil och vikt. Ur kostnadssynpunkt är det vidare fördelaktigt att antennerna kan tillverkas på ett rationellt sätt med modern kretskortsteknologi. Den sannolikt bästa lösningen för ett förhållandevis enkelt och billigt system är att ha en bred sändarlob och ett antal bredlobiga switchade mottagarantenner, eller vice versa. En ny intressant metod för att mäta in objekt i klottriga miljöer, t.ex. bakom väggar har studerats. Metoden kallas tidsreversion och bygger på att återsända en mottagen vågform "baklänges" (tidsreverserad) med en flerkanalig antenn, och därigenom fokusera mot starka spridare i scenen. Förutom sådan självfokusering är metodens potential för bl.a. bildalstring intressant, men svårigheterna där utgör aktuella forskningsfrågor. Ett bilateralt forskningssamarbete mellan ONERA och FOI rörande bl.a. väggpenetration startade i början av 2008. Inom detta samarbete har väggpenetrerande mätningar av en person i rörelse i ett tillslutet rum genomförts. Projektet finns representerat i NATO-gruppen SET-100 RTG056 "Sensing Through the Walls Technologies".