Droner er blevet et afgørende element i moderne sikkerhed og forsvar. Muligheden for at kunne manipulere de signaler, der bliver reflekteret fra droner, så det f.eks. er muligt at flyve tæt på en radar uden at blive opdaget, er derfor ikke bare spændende videnskab, men også kommercielt og sikkerhedsmæssigt interessant.
Indsatsen for at komme dertil sker bl.a. på DTU, hvor forskere i mange år har arbejdet med at udvikle avancerede elektromagnetiske materialer. På det seneste er det bl.a. sket i et projekt sammen med Aarhus Universitet, Teknologisk Institut og flere virksomheder, bl.a. TICRA og Arctic Unmanned.
Projektet opererer med to sideløbende spor. Det ene spor tager udgangspunkt i metoden Physical Vapor Deposition, PVD, som bruges til at designe meget tynde belægninger, der kan ændre et materiales radarsignatur, så refleksionerne bliver større eller mindre – og dermed vil medvirke til at skabe forvirring forklarer Samel Arslanagic, lektor og afdelingsleder for elektromagnetiske systemer på DTU og leder af projektarbejdet
Signalerne er dæmpet betydeligt
PVD-metoden består i at skyde atomer ind i overfladen af et materiale.
De første tests med PVD-belagte materialer har vist, at det er muligt at opnå en betydelig dæmpning af de reflekterede signaler. Det er sket på genstande med helt simple former som f.eks. en rektangulær flade og en cylinder. Netop de simple former har gjort det muligt for os at få teoretisk indsigt i fysikken bag den opnåede dæmpning forklarer Samel Arslanagic og fortsætter:
Det næste skridt bliver nu at anvende metoden på den langt mere avancerede form, som en drone udgør. Det ser ud til at kræve en del tilpasning, da det er en kompliceret geometri at arbejde med.
Test i laboratorie og i realistiske omgivelser
Forskerne har i forbindelse med de første succesfulde tests af radarsignatur i DTU’s elektromagnetiske testcenter karakteriseret de elektromagnetiske egenskaber af det materiale til dronen, som belægningerne blev påført. Karakteristikkerne er brugt som grundlag for at udarbejde computerbaserede modeller, der beregner, hvordan strukturen kan optimeres, når geometrien bliver mere realistisk.
Nu venter opgaven med at gennemføre de noget mere komplicerede beregninger bag geometrien af en drone, ligesom effekten af belægningerne skal testes i realistiske omgivelser for at se, hvordan de opfanges af en radar. Flere danske virksomheder med ekspertise inden for bl.a. droner, radarsystemer og elektromagnetisk modellering deltager i projektet og vil bidrage til disse beregninger, målinger og tests siger Samel Arslanagic
I den kommende tid skal det også undersøges, om det er nødvendigt at belægge hele dronens overflade, eller om det f.eks. er enten dronens krop eller vinger, der reflekterer mest, så man kan nøjes med at belægge den del.
Belægningerne skal kunne anvendes i droneproduktionen
En vigtig forudsætning i projektet er, at belægningerne skal være slidstærke, ikke må bidrage til at øge dronens samlede vægt og kan indgå i en kommende industriel produktion. Målet er, at der allerede i fremstillingen af dronen kan tilføjes en belægning.
Når de sidste beregninger og tests er gennemført, vil projektet være et skridt nærmere produktion i industrien.
Kunstige materialer kan manipulere elektromagnetiske bølger
Samtidig vil forskerne gå videre med projektets andet spor, udvikling af såkaldte meta-flader. Det er kunstige materialer, som er bygget op af gentagne mønstre af meget små elementer af elektrisk isolerende materialer eller metal, som tilsammen kan styre de elektromagnetiske bølger.
Arbejdet har fokus på at skabe meta-flader og enkelte elementer heraf, der kan manipulere mængden af den elektromagnetiske energi, som et objekt spreder, og dermed måden, hvorpå den opfanges af en radar.
Der er store perspektiver i at forfølge udviklingen af meta-flader med de rette egenskaber til brug i manipulering af radarsignaturer af f.eks. droner eller fly. Ikke mindst fordi det formodentlig vil være billigere både at fremstille og anvende meta-flader frem for at skulle behandle dronens overflade med PVD-metoden siger Samel Arslanagic
FAKTA
DTU Electromagnetic Test Centre
DTU Electromagnetic Test Centre (DTU-ETC) er et af Europas mest avancerede centre til højpræcisionstest af elektromagnetiske systemer, herunder antenne- og mikrobølgeteknologi samt radarsignatur.
DTU-ETC har flere avancerede laboratorier, hvoraf de fire er radiodøde rum til test af forskellige typer af antenner, et radiodødt rum til radarsignaturtests og materialemålinger og et sidste særligt skærmet rum til måling af mikrobølgekomponenter og højfrekvente integrerede kredsløb.
Centeret opereres i tæt samspil med DTU-ESA Antenne Test Facilitet, som er en testfacilitet i verdensklasse, der fungerer som ESA’s eksterne referencelaboratorium til meget nøjagtige antennemålinger.
Læs mere om DTU Electromagnetic Test Centre
Læs mere om DTU-ESA Antenna Test Facility
Projektets partnere:
- DTU
- Aarhus Universitet
- Teknologisk Institut
- Flere virksomheder, bl.a. TICRA og Arctic Unmanned.
Projektet er støttet af Nationalt Forsvarsteknologisk Center.
