Radary szumowe - trudne do wykrycia i do zakłócenia

Janusz Kulpa w ramach doktoratu poprawia właściwości sygnałów szumowych. Sygnały takie pozwalają wykryć obiekt i go zobrazować, dokładnie wyznaczyć jego kształt. Ich wykorzystanie pozwala wykrywać nawet tak małe obiekty, jak ludzka głowa wystająca z morza na tle dużego okrętu. Klasyczne radary zwykle tego nie potrafią.

Jak wyjaśnia rozmówca PAP, radar szumowy jest trudny do wykrycia, dlatego może być nim zainteresowane wojsko. Inne potencjalne zastosowania wiążą się z żeglugą morską. Radary okrętowe służą do wykrywania innych obiektów pływających lub do znajdowania brzegu. Przy dużym zagęszczeniu ruchu morskiego tradycyjne radary na różnych statkach mogą się zakłócać. Radary szumowe problem ten rozwiązują.

Radary stosuje się też w samochodach, do wykrywania przeszkód zlokalizowanych z przodu i z tyłu auta. Kiedy jednak na małym obszarze znajdzie się wiele samochodów ze standardowymi radarami - istnieje ryzyko, że urządzenia te będą się nawzajem zakłócać. Przy zastosowaniu radarów szumowych ryzyko zakłóceń maleje.

Rozmówca PAP podkreśla jednak, że radary szumowe wymagają bardzo skomplikowanego nadajnika, co znacznie podnosi ich cenę. Dlatego w najbliższym czasie raczej nie znajdą zastosowania w zwykłych autach. Ze względu na wykorzystaną w nich, bardzo zaawansowaną technologię, nie znajdą też raczej przeznaczenia w wykrywaniu wykroczeń drogowych. Do zastosowań masowych, gdzie nie ma potrzeby działania skrytego, radary szumowe są zbyt skomplikowane - mówi Janusz Kulpa.

Z tych powodów radar szumowy nie znalazł na razie zastosowania komercyjnego. Istnieje natomiast kilka egzemplarzy demonstracyjnych.

Prototypowy radar zbudowali inżynierowie z Politechniki Warszawskiej (PW). Jest to radar off-line\\'owy (zebrane z jego pomocą dane są przetwarzane dopiero po powrocie do laboratorium). Był on testowany m.in. na statkach pływających na Jeziorze Zegrzyńskim. \"Mieliśmy radar ustawiony na brzegu i prowadziliśmy obserwacje zalewu. Mierzyliśmy odległości i prędkości statku, wykonaliśmy też obrazowanie ISAR (Inverse Synthetic Aperture Radar), gdzie radar pozostaje nieruchomy, a cel się porusza. Takie obrazowanie najbardziej przypomina zdjęcia optyczne, na których można obejrzeć i zmierzyć poszczególne statki lub samochody\" - opowiada Janusz Kulpa.

W ramach badań nie można było jednak przetestować maksymalnego zasięgu radaru. \"Uczelnia nie ma licencji na emisję pola elektromagnetycznego. Musimy się zmieścić w tym, co jest publicznie dostępne. Zasięg zależy od mocy wygenerowanego sygnału. Mieliśmy do dyspozycji moc typowego routera Wi-Fi, a eksperymenty na Jeziorze Zegrzyńskim przyniosły wykrycia na 2,5 km. Testy maksymalnego zasięgu wymagają wykupienia odpowiednich pasm dla sygnału\" - tłumaczy inżynier.

Swoje prace Janusz Kulpa realizuje w ramach Diamentowego Grantu MNiSW. Badacz tworzy sygnały do radarów i przygotowuje algorytmy sprawdzające, jak radar działa w praktyce. \"Każdy radar posiada unikalny sygnał. My chcemy mieć sygnał przygotowany pod kątem konkretnego zastosowania, np. pozwalający identyfikować obiekty znajdujące się w odległości do 5 km i poruszające się z prędkością do 300 m/sek. Do wygenerowania takich sygnałów potrzebna jest duża moc obliczeniowa\" - podkreśla laureat grantu.

Janusz Kulpa zdobył II nagrodę za najlepsze wystąpienie studenckie na konferencji 2016 IEEE Radar Conference, która odbyła się w dniach 2-6 maja 2016 w Filadelfii w USA. Był on głównym autorem artykułu, w którym zaprezentował opracowane techniki. \"Samo przygotowanie sygnałów i metod ich przetwarzania to nie wszystko. Wielkiego zaangażowania wymaga też napisanie oprogramowania do pomiarów, jak i same pomiary\" - zaznacza w rozmowie z PAP naukowiec, podkreślając zasługi swoich współpracowników: całego zespołu badawczego i promotora, dr. hab. Mateusza Malanowskiego.

Zespół z PW złożył dwa patenty na filtry przygotowujące sygnał.

PAP - Nauka w Polsce, Karolina Duszczyk

kol/ zan/