Radar för övervakning - lägesrapport 2015

Denna lägesrapport redovisar genomförd verksamhet och framkomna resultat 2015 inom det treåriga FoT-projektet Radar för övervakning. Projektet vidareutvecklar den kompetens och teknikplattform som genom tidigare satsningar etablerats inom forskningsområdena väggpenetrerande radar och radar för att se runt hörn. Projektet fokuserar mot att utveckla metoder och systemlösningar för främst dopplerbaserade radarsystem anpassade för urban miljö. En central forskningsuppgift för projektet är att undersöka hur ett nätverk av små radarsensorer kan samverka för att klara autonom övervakning i olika situationer. Upptäckt av mindre flygfarkoster (UAV) utgör ett viktigt typfall. Under året har i huvudsak litteraturstudier genomförts där kunskap om forskningsfronten och på marknaden tillgänglig hårdvara inhämtats. Den här nyttjade metoden för att upptäcka och följa en UAV baseras på möjligheten att kunna detektera rotorbladens dopplersignatur. Ett inledande moment har därför varit att beräkna radarmålytan från en quadrokopters rotorblad som funktion av dess aspektvinkel och radarfrekvens. Den av FOI lanserade metoden att med radar detektera rörliga objekt runt hörn har studerats vidare, och en fördjupad analys av kvarnmätningarna har gett nya intressanta resultat. Analysen visar att flera rörliga mål kan särskiljas när avståndsupplösningen så medger, och med dopplersignalbehandling kan i vissa fall även mål i samma avståndslucka särskiljas. Möjligheten att räkna och följa mål har också påvisats. Vi har också i en särskild analys visat att mikrodopplersignaturer bevaras efter det att radarvågen genomgått flera väggreflektioner, och de kan därmed ligga till grund för klassificering av olika objekt. Dessa nya forskningsrön publiceras i en vetenskaplig artikel. En förenad analys av detektioner, dopplerspektrum och mikrodopplerspektrum bör således ge förutsättningar för att kunna utveckla förbättrade metoder att upptäcka, följa och klassificera objekt. Det systemkoncept som tagits fram för positionering av objekt runt hörn visar i simuleringar på lovande resultat. Det, eller liknande koncept som också utnyttjar multipelreflektioner för att åstadkomma robust positionering och följning av rörliga objekt runt hörn, bör vidareutvecklas med sikte på en möjlig systemlösning som eventuellt också kan placeras på ett fordon. I en mindre förstudie har vi undersökt möjligheten om en radar placerad på en rörlig plattform kan detektera rörliga objekt bakom hörnet. Huvudfrågan är om det går att filtrera bort det oönskade klotter från omgivningen (t.ex. husväggar) som egenrörelsen skapar och som riskerar att konkurrera med målets signatur i dopplerspektrum. Förutom en mindre litteraturstudie har även testberäkningar utförts, vilka visar på problem som inte är olösbara. Vidare har en tänkbar klotterkompensationsmetod identifierats men denna behöver anpassas till aktuell tillämpning. Under året har två omvärldsstudier genomförts. Den första är en kartläggning av militära och civila väggpenetrerande radarsystem som finns tillgängliga på den kommersiella marknaden. Studien visar att nyutvecklingen främst sker bland mindre, enklare och billigare system med förmåga att som mest mäta avståndet till målet, medan produktutvecklingen har avstannat för de mest avancerade och kostsamma systemen, med förmåga att positionera målen. Den andra omvärldsstudien sammanfattar den senaste utvecklingen inom området personskanning med högupplösande bildalstrande radarsystem, där alla i dagsläget kända tillgängliga kommersiella system redovisas. Utvecklingen av elektroniskt lobformande system har tagit fart och flera sådana system finns nu tillgängliga. Dessa system arbetar i frekvensområdet 25-80 GHz. Projektet har medverkat i NATO-gruppen Advancing Sensing Through the Walls Technologies (2009-), som studerar nya förbättrade metoder att detektera, följa och avbilda människor bakom väggar. Analysresultaten från det gemensamma försöket i Ottawa 2013 med olika nationers väggpenetrerande system, redovisas i gruppens slutrapport som utkommer nästa år.