Penetrerande radarsystem för urbana operationer - Årsrapport 2010

Denna årsrapport redovisar genomförd verksamhet och hittills framkomna resultat under det andra året inom det treåriga försvarsmaktsprojektet Penetrerande radarsystem för urbana operationer. Projektet vidareutvecklar den kompetens och teknikplattform som FOI genom tidigare satsningar etablerat inom områdena väggpenetrerande radar och radar för att se runt hörn. Projektet fokuserar mot att fenomenologiskt och tekniskt studera, värdera och utveckla metoder, signalbehandling och systemlösningar för högupplösande mikrovågssystem. Projektet medverkar i den nystartade NATO-gruppen Advancing Sensing Through the Walls Technologies där länderna USA, Kanada, Frankrike, Norge, Turkiet och Sverige ingår. Gruppen inriktas mot att studera metoder och tekniker som reducerar falsklarm och ökar detektionsförmågan, och här är förmågan till särdragsextraktion central. Genom deltagandet får FOI tillgång till viktig information om pågående forskning samt tillgång till mätdata från den gemensamma mätkampanj som genomförs 2011. Projektet deltar också i ett bilateralt samarbete med franska ONERA som syftar till att undersöka och utveckla metoder och tekniker för väggpenetrerande radar. Inom detta samarbete har väggpenetrerande mätningar av en person i rörelse i ett tillslutet rum genomförts. Dessa mätningar har analyserats och olika detektionsmetoder har testats med gott resultat. Vi visar på möjligheten att automatiskt kunna detektera mänskliga rörelser ända ned till andningsrörelser. De olika rörelserna uppvisar olika karakteristik, vilket ger en förhoppning om att det ska kunna gå att fastställa vilken typ av aktivitet som sker bakom väggen. Antennlösningar och signalbehandlingsmetoder för bildalstrande penetrerande radarsystem har värderats av projektet. En slutsats är att elektriskt switchade gruppantenner för 3D-avbildning kan utformas med hänsyn till kraven på bärbara, lätta, energisnåla och billiga radarsystem. I ett NATO-relaterat arbete undersöks möjligheten att använda polarimetriska vågformer för att förbättra detektionsprestanda för mänskligt målobjekt. En experimentell fullpolarimetrisk mätning av människa bakom vägg har genomförts inom projektet. Såvitt vi vet är det första gången någonsin en sådan mätning genomförs. En inledande preliminär bildanalys har visat att användning av olika polarisation vid sändning/ mottagning ger märkbart bättre radarkontrast mellan ett mänskligt målobjekt och omgivningen jämfört med lika polarisation. Den av FOI lanserade metoden att använda radar för att detektera mänsklig rörelse runt hörn har från i år införlivats i projektets verksamhet. Årets mätningar i realistisk miljö visar att en radar, med hjälp av dopplereffekten, kan detektera en person som rör sig i närområdet bakom ett hörn, genom att utnyttja reflexer i en motstående vägg. Vi undersöker också möjligheten att utifrån kännedom om spridningsmiljön kunna lägesbestämma och följa en människa i rörelse genom att kombinera den dopplerinformation som erhålls från diffraktionsbidraget och multipelstudsbidragen. Vi har under året demonstrerat att multipelspridningen i en känd miljö ger möjlighet till såväl säkrare positionering som detektering. Nästa steg är att spara målindikationer mellan olika tidsteg, för att på så sätt närma sig en följealgoritm. Beräkningar visar att en gruppantenn och SAR-processningsteknik ger möjlighet till högre upplösning jämfört med en motsvarande traditionell antenn av samma dimension.