Sensorer och signaturanpassning

Inom området Antenner arbetar FOI från initiala steg med tillämpad forskning till framtagning av system­demonstratorer och prototyper.

Forskningen inom antenner inkluderar elektro­magnetiska beräkningar, analyser och mätningar för utveckling och design av antenner, multifunktionella gruppantenner och antenn­system. Kompetensen omfattar även EM-miljö och HPM-skydd.

I vår forskning agerar vi oftast som länk mellan universitets grundforskning och FOI:s tillämpade forskning. Det är därför naturligt att vi samverkar med många andra forsknings­grupper inom FOI och har ett stort nationellt och internationellt nätverk. I Sverige har vi brett samarbete med universitet och högskolor som Linköpings universitet, KTH, Lunds tekniska högskola, Chalmers och Försvarshögskolan. Exempel på internationellt samarbete är Fraunhofer institut i Tyskland, VTT i Finland, ONERA i Frankrike och TNO i Holland.

Våra viktigaste tillämpningsområden är således radar och telekrig, men det finns även andra tillämpningar som rymd. Våra uppdragsgivare är såväl militära som civila.

Verksamheten inom IR-området är främst inriktad mot varnar-, spanings- och över­vaknings­system samt även mot målin­mätnings- och målföljnings­system. Ett annat viktigt område är analys och värdering av signaturer för olika militära plattformar och mot­medel. Tillämpningarna återfinns främst inom försvars- och säkerhetssektorn.

Den fortsatta utvecklingen inom IR-området är baserad på tre viktiga komponenter; nya multi/hyper­spektrala och polarimetriska sensor­teknologier som utnyttjar nanoteknik, nya kraftfulla signalprocessorer som ger förbättrad beräknings­kapacitet samt nya landvinningar inom bild­behandling som ger ökad förståelse för hur sensor­information extraheras. Kompetens spänner över temaområden som radiometri, signaturer, sensorer och sensor­system, signal- och bildbehandling och modellering och simulering.

Forskningen bedrivs i internationell samverkan i olika internationella organisationer såsom EDA och Nato.

Verksamhet innefattar teknik, fenomen och system relaterade till laser­tillämpningar. Viktiga militära tillämp­ningar som studeras är spaning, mål­in­mätning, måligenkänning, kommuni­kation och telekrigföring. Inom säker­hets­området studeras detektion av farliga ämnen.

Aktuella projekt berör bland annat mål­igenkänning, optikspaning inklusive laser­baserade motmedel och verkan, laserskydd, optiska fiberhydrofoner, detektion av B-stridsmedel, minspaning samt lidar för atmosfärs- och undervattenstillämpningar.

Nya laserbaserade metoder utvecklas för B-detektion och tredimensionell avbildning över och under vatten. Laserteknik tas fram och demonstreras för elektro­optiska motmedel. Inom området finns ett ljud­laboratorium, en hundra meter lång optisk mäthall och en stor instrumentpark med lasrar, lasersystem samt avancerade kameror och mätinstrument.

Forskningen bedrivs i internationell samverkan via EDA, nationella forsknings­laboratorier och olika Nato-grupper.

Verksamheten Signaturer fokuserar på tillämpad forskning inom signatur­anpassning. Viktiga forsknings­inriktningar är signatur­material och signatur­modellering. Kunskap och resurser finns också för analys och värdering av signaturer för olika militära plattformar.

Inom signaturteknik hanteras frågeställ­ningarna multi­spektralt det vill säga vi jobbar samtidigt inom det visuella, IR- och radar­området. Vi har stor kunskap och erfarenhet av signaturanpassning och signatur­modellering av plattformar och soldater i olika miljöer, vilket gör att vi  också kan hantera nya hot.

För att kunna stödja Försvarsmakten inom värderings­verksamheten driver vi flera speciallabb och mjukvaror vilka är helt unika i Sverige. Dessa laboratorier används för mätning av alla typer av våg­längdsområden, såsom radar, IR och laser. FOI har också erfarenhet och utrustning för att genomföra signaturmätning i fält. Genom forskningen inom signatur­modelleringen tar vi fram validerade program­koder för mål och bakgrund som stöd för bland annat simuleringsverksamhet.

I vår forskning agerar vi oftast som länk mellan universitets grundforskning och FOI:s tillämpade verksamhet. Det är därför naturligt att vi samverkar med många andra forsknings­grupper inom FOI och har ett stort nationellt och internationellt nätverk. I Sverige har vi brett samarbete med universitet och högskolor.

Hotbilden från vapensystem utrustade med avancerade sensorer mot Försvars­maktens materiel och personal ökar. Det ställs därför högre krav på signatur­anpassning för att maximera överlevnaden.

Ett flertal framsteg inom civil material­vetenskap tros få betydelse för militär signatur­anpassningsteknik i framtiden, såsom funktionella textilier, foton­kristaller och biomimetiska material. Utvecklingen inom sensor­teknik, såväl nya och bättre sensor­tekniker som avancerade bildbehandlings­­algoritmer, ökar hotnivån och ställer nya krav på signaturanpassning. 

FOI utvecklar moderna metoder för att mäta detekter­barheten, gör datorsimuleringar av nya produkter och tittar på tekniker för materialutveckling.

Verksamheten kan delas in i Statiskt kamouflage och Dynamiskt kamouflage där det senare teknik­området har låg mognadsgrad.

Signaturanpassning skyddar i tre nivåer

Signatur­­anpassnings­teknik ökar överlevnads­förmåga genom att:

1. förhindra upptäckt
2. fördröja identifiering
3. försvåra träff med slutfasstyrda vapen

Verksamheten har fokus på utveckling och värdering av långräckviddiga radar­system och demonstratorer baserat på SAR (syntetisk aperturradar) för flyg­burna plattformar och satelliter.

Vi arbetar även med värdering av sam­verkande sensorsystem, digital multi­funktionsradar, signal­behandling och olika slags tekniskt expertstöd och utredningar inom sensorområdet.

Verksamhet omfattar:

• utveckling av flygburen VHF/UHF SAR
• monostatisk och bistatisk SAR
• upptäckt av sjömål med låg signatur genom samverkan med EO-sensorer
• signalbehandling
• värdering av multifunktionsradar och gruppantenner
• systemanalys och värdering av flera samverkande sensorsystem
  

Verksamheten inom radarteknik är inriktad mot teknik och demonstratorer för korträckviddiga radarsystem.

För många av våra tillämpningar är förmågan att ”se igenom” avgörande. Det kan gälla, att se igenom marken för att hitta läckande vattenrör eller oexploderad ammunition (UXO), att se igenom snö eller rasmassor för att mäta snödjup eller hitta överlevande, att se igenom väggar och dörrar för att upptäcka gömda personer eller att se igenom kläder och paketeringar för att upptäcka gömda vapen och sprängämnen.

Vi studerar också ny energisnål flexibel och kompakta gruppantenner för spanings- och övervakningssystem. Applikationsområden är till exempel radarsensorer för UAV:er (Unmanned Aerial Vehicle).

Verksamhet omfattar:

• komponenter, kretsar och antennintegrering, främst för millimetervågs- och THz-frekvenser
• sändar- och mottagarmoduler
• arkitekturer för gruppantenner
• teknikdemonstratorer
  

Inom området sensorinformatik arbetar FOI med tillämpad forskning för i första hand försvars- och säkerhets­tillämpningar. I fokus står analys av sensordata från militära eller civila spanings- och övervakningssystem, ofta med syftet att hjälpa användare att tolka och förstå en situation så att de snabbt kan vidta rätt åtgärder.

Målet med vår forskning är ofta metoder och algoritmer för automatisk analys av sensor­data, från såväl enskilda sensorer som multisensorsystem och sensornätverk. Sensorer i fokus är olika typer av radar, optiska, akustiska och 3D-avbildande sensorer, för användning på eller ovanför markytan.

Vi utvecklar koncept, metoder och algoritmer för:

• automatisk bildregistrering och sensor­kalibrering
• automatisk klassificering och karakterisering av okända objekt
• automatisk upptäckt, positionering och följning av människor, fordon och andra rörliga objekt
• automatisk analys av beteenden och aktiviteter hos människor, fordon och andra objekt
• automatisk fusion av information om objekt och deras aktiviteter/beteenden
• automatisk styrning av sensorer för optimal datainsamling
• automatisk hantering och analys av geografisk information med särskilt fokus på 3D-omvärldsmodeller
• modellering och simulering av multisensorsystem