Sensorteknologi for fremtidig UAV - FFI rapporter - Forsvarets ...

30
10 5 -ganger bedre støyundertrykking enn infrarøde detektorer, mot at IR-sensorer detekterer med
betydelig bedre relativ følsomhet (temperaturkontrast). Forskjellen i målt temperaturkontrast
mellom de aktuelle sensorteknologiene gjenoppretter styrkeforholdet (dvs marginen 10 3 i favør
IR), og gjør at ytelsen til den jevne millimeterbølgebilledsensoren kan sammenlignes med IR,
ref. (54). Foruten basis teori, gjennomgår bidragsyterne til artikkelen referert ved (54), ulike
metoder for millimeterbølge deteksjon, og deres kostnadsanalyser viser blant annet at skannede
systemer per dato er mer kosteffektive enn stirrende millimeterbølgebaserte systemer.
I den sistnevnte kategorien deteksjon, stirrende millimeterbølgebaserte mottakere, rapporteres
det om et passivt millimeterbølgebasert billedsystem til bruk i helikopter (UH-1H ’Huey’ og
UH-60 ’Blackhawk’), som operer i nær sanntid (dvs. integrasjonstider mindre enn
25millisekunder for hele fokalplanet), og som viser 192x128-piksel bilder med 0.35grader
romlig oppløsning over et 20x30grader synsfelt med 2K temperaturfølsomhet. Billedsystemet
(med 30Hz bildeoppdatering) inkluderer en flat dielektrisk antenne (24x24tommer), W-bånds
forsterkere, detektorer og prosessorer som til sammen veier ca 75 kg, ref. (55).
Passive millimeterbølgekamera tilsvarende videokamera er under utvikling av TRW 67 .
Kameraer har blitt testet fra bakkeplan ved 60 GHz, 65 GHz, 89 GHz og 95 GHz frekvenser.
Array størrelser opp til 40x26 elementer har blitt produsert. Synsfelt med 0.4meter til 0.6meter
datarekkevidde i diameter er tilgjengelig. Billedrammedata på 17 Hz er demonstrert. Flyprøver
med passive mmW kamera er gjennomført ifølge (16).
De beste sensorer til å se gjennom skydekke og regn er avbildende radarsensorer. Radarsensorer
har neglisjerbar dempning ved frekvenser under 10GHz. Ved høyere frekvenser er passive
millimeterbølge sensorer begrenset med 2 til 5 km sikt gjennom skyer og regn. De oppgitte
sikttallene forutsetter en skybasehøyde på 5km, maks skytykkelse på 2km og regnrate inntil
4mm/time. Dette er kosteffektive tall for operasjon med UAV. Det vil være unødvendig
restriktivt å operere med 100% værtilgjengelighet for UAV-systemer (det vil si inkludere
operasjoner i tordenvær, sykloner og orkaner), ifølge (16).
Ulemper med passive millimeterbølgesensorer er lav oppløsning sammenlignet med
elektrooptikk og avbildende radar sensorer (og den nevnte dempning i skydekke og regn).
Passive millimeterbølgesensorer er en relativ umoden teknologi. I en fremtidig tidshorisont på ti
år vil vi med stor sannsynlighet ha distribuerte aperturer for operasjon av høyoppløselige
passive millimeterbølgesensorer. Distribuerte synsområder bestående av ti eller flere romlige
aperturer, vil da kunne sørge for et effektivt synsfelt som vil være sammenlignbart med
vingespennet til en UAV, (f.eks ved at man bruker deler av vingespennets underside til
antenne). Vi antar at det er den effektive inngangsaperturen til MMW-systemet som kan være
sammenlignbar med vingespennet til en UAV. Dette bestemmer tilgjengelig oppløsning (i en
retning, for lineært sensorarray). Synsfeltet vil derimot være begrenset av enkeltsensorenes
synsfelt og eventuelt av hvordan dataene behandles.
Mer om passive millimeterbølgesensorer i (47).
67 www.trw.com