Förbättrade modeller för radiovågars utbredning

Försvarsmakten strävar efter att förstå hur radiovågor sprider sig i olika miljöer för att förutsäga signalstyrka. Forskare vid FOI:s avdelning för Telekrig har analyserat sätt att förbättra modeller för denna vågutbredning.

Att behärska radiovågors utbredning är centralt för att utvärdera kommunikationssystemens prestanda. Det påverkar frekvensval och kravställande för nya system. För att kartlägga radiosignalers utbredning använder Försvarsmakten och FOI radiokanalmodeller.
– Man vill kunna räkna ut upptäcktsavstånd, sambandsräckvidder och så vidare, och då måste man veta hur radiovågorna utbreder sig, säger en forskare.

Eric Corrigan, tillsammans med kollegor, har genomfört ett projekt på uppdrag av Försvarsmakten för att undersöka radiokanalmodeller. De startade med en omvärldsstudie av både akademisk litteratur och befintliga datorprogram.
– Man hade kunnat tänka sig att köpa in detta. Men FOI har dragit slutsatsen att det är viktigt att vi förstår det här själva, att vi själva gör forskningen och utvecklar egna modeller, säger hon.

Forskarnas studie fokuserade på hur skogshöjden inverkar på radiovågors spridning. Träden dämpar, bryter och reflekterar radiovågor olika beroende på deras höjd.
– När man ställer upp sitt radiosystem någonstans vill man räkna på räckvidden man får, och då behöver man en databas över omgivningen i form av kartdata, säger han.

Den tidigare markdata har varit generell. Den data som FOI använder för vågutbredningsmodeller baseras på standardiserade höjder beroende på terrängtyp.
De senaste åren har Lantmäteriet tillhandahållit flygburna laserskanningar, vilket ger mer specifik information om omgivningen.

Eric Corrigan säger, – I takt med att den geodatan blir tillgänglig påverkar det vilka modeller man vill använda. Vi har tittat på hur man kan ta sådana laserpunktsmoln och stoppa in i beräkningsmodellerna.

Forskningen inkluderade en parabolisk ekvationsmodell som tidigare använts för att beräkna radiovågors utbredning.
– Den modellen verkar vara kompatibel med den här typen av skogsmodellering, vilket betyder att vi kan gå vidare med studierna och på sikt jämföra med mätningar, säger hon.

Med den nya geodatan blir beräkningarna mer komplexa.
– Det är ett annat forskningsspår vi hade i projektet och som vi har även fortsättningsvis – hur man gör beräkningar tillräckligt noggrant, men inte mer noga än nödvändigt så att det går tillräckligt snabbt, säger han.

Kunskap om vågutbredning är avgörande för FOI:s verksamhet i Linköping, vilket påpekas av Eric Corrigan.
– Därför är det viktigt att vi har tid och resurser att tänka specifikt på de här frågorna.