Radar Sensing Around Corners

Rapporten ger en översikt av arbeten som gjorts, såväl internt inom FOI som externa, rörande radarobservation runt hörn, d.v.s. av övervakningsvolymer som inte har en fri siktlinje till radarn. Betydligt mindre har publicerats om denna tillämpning än den som rör en annan radaranvändning i urbana scenarier, nämligen observation genom väggar. De publicerade runt-hörn-arbetena är såväl experimentella som teoretiska. I det experimentella arbetet har endast relativt enkla scenarier och korthållsövervakning studerats. Detta har gjorts med utnyttjande av mätutrustning för generell användning, som inte specifikt skräddarsytts för tillämpningen. Frekvensstegning har varit den metod som tillämpats för att täcka de breda frekvensband som använts, med centerfrekvenser kring10 GHz. I de scenarier där målen specifikt har befunnit sig bakom hörn har man vid mätningarna utnyttjat kvasi-monostatiska hornantenn-arrangemang. Detektioner har gjorts av rörliga referensreflektorer och mänskliga mål. I det senare fallet har dopplerdetektion gjorts av både translationsrörelse (gående, springande) och av mikrorörelse av kroppsdelar, inkluderande andning. Som kunnat förväntas från tidigare gjorda teoretiska beräkningar, erhålls de starkaste detektionerna från utbredningsvägar till målen som inbegriper en eller flera spekulära reflektioner i närliggande väggar, men också utbredningsvägar till mål via hörndiffraktion har identifierats. Detta sistnämnda fall bedöms vara av sekundär betydelse, på grund av de låga signalnivåer som det är frågan om. En hel del vikt har lagts vid att få förståelse av fenomenologin vid flervägsutbredning i det urbana scenariot. Specifika mätningar har ägnats åt att studera spridning från skrovliga väggar. Man har nått insikt om att flervägsutbredning kan vändas till observatörens fördel, då den ger ökad spridningsinformation från flera aspekter om målobjekt, vilket potentiellt kan användas t.ex. för mållokalisering med följning samt för rudimentär avbildning. Dessa aspekter har studerats närmare i arbeten, där man använt sig av såväl data insamlade från mätningar eller simulerade data för stipulerade mål/bakgrundsscenarier. I det senare fallethar man introducerat adaptivt (kognitivt) signalval. Man har kunnat demonstrera prestandaförbättringar, då man använder sig av lämplig signalbehandling som förmår extrahera informationsvinsten vid flervägsutbredning. Man har också studerat fall där man inte har strikt skymd sikt till målet: Multistatiska sensorarrangemang (MIMO, Multiple Input Multiple Output) har studerats för att förbättra t.ex. målpositionering. Tillämpningen är fortfarande på utforskningsstadiet, och det kommer att krävas avsevärt utvecklingsarbete innan man uppnått operationell standard. Ytterligare mätningar krävs för att skapa grunddata från realistiska scenarier, som kan användas för simuleringar och testning av algoritmer. Insatser krävs för att ta fram utrustning som är skräddarsydd för tillämpningen, vilket lär inkludera utnyttjande av gruppantenner och val av signaler lämpade för koherent real-tidsprocessering, med effektgenerering anpassad för aktuell situation. Flervägsutbredningen måste undersökas och förstås ytterligare för att man skall kunna utnyttja den mer effektivt för prestandaförbättring beträffande mållokalisering etc. Framsteg i signalbehandling måste kontinuerligt tillgodogöras, t.ex. med avseende på adaptiva och kognitiva system.