Jag accepterar att kakor lagras på min dator

Läs mer

Bistatisk SAR för urban miljö 2006-2008.

Bistatisk SAR för urban miljö 2006-2008. Beställ tryckt exemplar Lägg i kundvagnen Ladda ned som PDF
Författare: Lars Ulander, Johan Rasmusson
Ort: Linköping
Sidor: 26
Utgivningsår: 2009
Publiceringsdatum: 2009-03-04
Rapportnummer: (FOI-R--2640--SE)
Nyckelord Radar, SAR, bistatisk, 3D, VHF-band, UHF-band, CARABAS, LORA, se-igenom, urban, byggnad, skog, vegetation, kartläggning, simuleringar
Keywords Radar, SAR, bistatic, 3D, VHF-band, UHF-band, CARABAS, LORA, see-through, urban, building, forest, foliage, vegetation, mapping, simulations
Sammanfattning Forskningsprojektet "Bistatisk SAR för urban miljö" har bedrivits på FOI under perioden 2006-2008. Rapporten sammanfattar de viktigaste aktiviteterna och resultaten som framkommit. Bakgrunden till projektet är att Försvarsmakten alltjämt har en relativt begränsad förmåga att upptäcka, identifiera och lägesbestämma markmål. I framtiden förutses ett ökande behov av denna förmåga, speciellt med tanke på internationella insatser. Projektets målsättning är att utveckla och värdera flygburen radar för att upptäcka och lägesbestämma dolda mål över stora områden i svåra miljöer, såsom urban miljö och skogsklädd terräng. SAR-teknik ("synthetic aperture radar") erbjuder denna förmåga mot öppna fordonsmål oberoende av väderlek och tid på dygnet. Tidigare forskningsprojekt på FOI har utvecklat nya radarsystem på VHF- och UHF-banden, CARABAS-II och LORA, som även klarar dolda mål men förutsätter flera överflygningar så att målen kan upptäckas med förändringsdetektion. I nuvarande projekt är målsättningen att utveckla denna förmåga fast utan förändringsdetektion. Projektet har studerat två fall: ? Fjärrkartering av byggnaders interna struktur, dvs golv, väggar, tak etc. Huvudproblemet är att åstadkomma tillräcklig penetration av byggnaden och sedan utnyttja mottagen signal för att rekonstruera den tredimensionella interiören. Studier av vågutbredning genom olika byggnadsmaterial visar att de svåraste materialen är metall och armerad betong. Resultaten visar dock på möjlig genomträngning av den senare genom att välja lämplig radarfrekvens inom bandet 300 MHz - 3 GHz. Problemet att avbilda den tredimensionella interiören återstår dock. SAR-teknik ger en god avbildning i två dimensioner men ger inte den önskvärda höjdinformationen. Tredimensionell (3D) SAR har därför studerats i projektet och resultaten är lovande men tekniken behöver utvecklas vidare. ? Detektion av dolda mål i tät skog. Tidigare forskning har visat att frekvensbandet 20-500 MHz är lämpligt för att både ge tillräcklig penetration genom vegetation och geometrisk upplösning. Utan förändringsdetektion är dock klottersignalen från skogen starkt begränsande för detektionsprestanda. Bistatisk SAR, dvs med geometriskt separerade sändare och mottagare, föreslås som en metod för att minska klotternivån. Projektet har därför utvecklat nödvändig teknik för systemsynkronisering baserad på GPS-signaler. De första experimenten med bistatisk SAR har genomförts på VHF-bandet och resultaten visar att klotternivån minskar väsentligt genom lämpligt val av geometri.
Abstract The research project "Bistatic SAR for urban environments" has been conducted at FOI during the period 2006-2008. This report summarises the most important activities and results. The motivation of the project is that the Swedish Armed Forces have a limited capability to find, identify and position ground targets. The need for such a capability is expected to increase in the future, in particular in support of international operations. The objective of the project is to develop and evaluate airborne radar with a capability to detect and position concealed targets over wide areas and in difficult environments, such as urban environments and forested areas. SAR ("synthetic aperture radar") enables this capability for vehicle targets in the open independently of weather conditions and daylight. Past research at FOI has developed novel radar systems operating in the VHF and UHF bands, CARABAS-II and LORA, which also have this capability for concealed targets but require several overpasses since the detections are obtained using change detection. The present project has the aim to develop similar capabilities but without change detection and has focused on two cases: ? Remote mapping of the interior of buildings, i.e. floors, walls, ceilings etc. The main problem is to obtain sufficient penetration and then generate the three-dimensional structure from the received signal. Studies of wave propagation through different building materials shows that the most difficult materials are metal and reinforced concrete. Results show, however, that it is feasible to penetrate the latter by choosing a suitable radar frequency in the band 300 MHz - 3 GHz. Conventional SAR provides imaging in two dimensions and the extension of the technique to three dimensions (3D SAR) has therefore been studied and shown to be promising but needs further improvement. The challenge of imaging in three dimensions remains. ? Detection of concealed targets in dense forest. Past research has shown that the frequency band 20-500 MHz is suitable for this applications and provides both adequate foliage penetration and spatial resolution. However, the forest clutter severely limits detection performance if change detection is not used. Bistatic SAR, i.e. with geometrically separated transmitter and receiver, is proposed to reduce clutter levels. The project has therefore developed the required techniques for system synchronisation based on GPS signals. The first experiments with bistatic SAR have been conducted at VHF-band and the results show a significant clutter reduction by choosing suitable geometries.

Kundvagn

Inga rapporter i kundvagnen

FOI, Totalförsvarets forskningsinstitut

FOI
Totalförsvarets forskningsinstitut
164 90 Stockholm

Tel: 08-555 030 00
Fax: 08-555 031 00

Orgnr: 202100-5182