Radar för stridsfältsövervakning. Slutrapport 2014

Denna slutrapport redovisar genomförd verksamhet och framkomna resultat inom det treåriga FoT-projektet Radar för stridsfältsövervakning. Projektet har vidareutvecklat den kompetens och teknikplattform som FOI genom tidigare satsningar etablerat inom forskningsområdena väggpenetrerande radar och radar för att se runt hörn. Projektet har fokuserat mot att fenomenologiskt och tekniskt studera, värdera och utveckla metoder, signalbehandling och systemlösningar för såväl dopplerbaserade som bildalstrande radarsystem anpassade för urban miljö. Projektet har medverkat i NATO-gruppen Advancing Sensing Through the Walls Technologies (2009-2014). Gruppen studerar metoder och tekniker som ger ökad förmåga att kunna detektera, följa och avbilda främst människor bakom väggar. Hösten 2013 genomfördes ett gemensamt fältförsök i Ottawa med olika väggpenetrerande system, vilka har analyserats och utvärderats i år. Resultaten kommer att redovisas i gruppens kommande slutrapport. För att förbättra detektionsprestanda för mänskligt målobjekt bakom väggen har vi undersökt möjligheten att använda polarimetriska vågformer. En viss kontrasthöjning mellan människa och bakgrund har åstadkommits med hjälp av polarimetrisk optimering, men effekten är inte tillräckligt uttalad för att motivera fortsatta forskningsinsatser. Vi har också undersökt metoder för att reducera effekterna av vägginteraktionen vid avbildande väggpenetrerande mätningar. Syftet är att skapa bättre avbildningar av stationära objekt nära väggen. En enkel metod för väggreduktion har testats och funnits ge förbättrad detekterbarhet. Metoden kräver ingen förkunskap om väggens egenskaper. Den av FOI lanserade metoden att med radar detektera mänsklig rörelse runt hörn har vidareutvecklats. Ett urbant se-runt-hörn-försök har genomförts vid MSS SIB-anläggning i Kvarn. Syftet var att undersöka metodens potential och bedöma den ur ett operativt perspektiv. Vid mätningen användes gående människor, cyklister och bilar, vilka rörde sig antingen enskilt eller tillsammans utmed kontrollerade banor. Dataanalysen visar att detektion av rörliga mål bakom ett hörn är möjlig i en realistisk miljö. Flera mål kan särskiljas när avståndsupplösningen så tillåter. Med lämplig antennposition kan stora delar av gatan övervakas, vilket gör det svårt för personer eller fordon att röra sig obemärkt på gatan. Vår analysmetod är robust för olika mätsituationer och tillsammans med doppleranalys bör metoder för att bättre upptäcka, följa och klassificera objekt kunna utvecklas. En särskild mikrodoppleranalys har visat att mikrodopplersignaturen bevaras efter flera väggreflektioner. Denna positiva egenskap kan förhoppningsvis användas för klassificering av olika objekt, t.ex. för att kunna särskilja en gående person från exempelvis ett fordon. Även analys av konventionella dopplersignaturer visar på potential för att t.ex. särskilja närliggande mål från varandra. Vi har i simuleringar visat att en systemlösning med smala skannande antennlober kan användas för positionering av ett rörligt mål enbart genom att utnyttja multipelreflektioner. Konceptet förutsätter dock god kunskap om omgivningens geometri. Radarmätsystem Lilla Gåra har under året fysiskt integrerats med en befintlig 2Dgruppantenn utvecklad vid FOI. Syftet är att vid mätningar kunna styra antennloben elektroniskt, för att t.ex. kunna åstadkomma målföljning eller för att kunna generera 3Davbildningar. Genomförda testmätningar visar att det integrerade systemet fungerar.