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New prospectives for Green Radar


New prospectives for Green Radar è la nuova challenge di Leonardo indirizzata alla ricerca di soluzioni innovative nel campo dei sistemi radar passivi.

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BRIEF E CHALLENGE

New prospectives for Radars

I sistemi radar passivi non hanno un proprio trasmettitore e sfruttano quindi l’energia elettromagnetica disponibile nell’ambiente, garantendo peraltro una sorveglianza “eco-compatibile” senza generare inquinamento elettromagnetico. Queste caratteristiche, che hanno fruttato anche l’appellativo di radar “verdi”, consentono ai sensori passivi di operare in prossimità di zone abitate (i.e. ambiente urbano) ed in aree particolarmente delicate dal punto di vista ambientale e paesaggistico poiché non generano alcun pericolo per la popolazione o l’ambiente circostante il radar. 

Non sono quindi previsti sviluppi significativi di hardware poiché questi sensori sono adatti per l’uso di apparati già disponibili sul mercato (es: antenne 5G o dispositivi RFSOC). Ne deriva quindi che l’intelligenza che deve gestire l’elaborazione dei segnali già presenti nell’ambiente è fondamentale e appare come l’elemento più sfidante della proposta.

Dovranno essere concepite architetture e algoritmi capaci principalmente di:

  • gestire un funzionamento di tipo multi-statico che comprenderà un elemento trasmittente (TX) e uno o più elementi riceventi (RX);
  • eliminare l’interferenza dovuta alle riflessioni dall’ambiente circostante il sensore sia dirette che di tipo multipath;
  • eliminare eventuali falsi bersagli generati dal rumore termico o da altri tipi di segnali interferenti;
  • rilevare la presenza di un bersaglio piccolo a distanze interessanti da un punto di vista operativo. Prevedibilmente i droni saranno i bersagli di maggiore interesse;
  • derivare informazioni sulla posizione in distanza ed angolo dei bersagli presenti nell’ambiente a partire dai segnali ricevuti dagli elementi RX;
  • identificare il tipo di bersaglio presente nell’ambiente e distinguerlo da eventuali altri oggetti occasionali (es: stormi di uccelli).

Le attività previste saranno di tipo analitico per la concezione dell’architettura multi-statica e degli algoritmi su esposti, simulazioni numeriche su dati sintetici relativi a scenari particolarmente sfidanti e test sul campo anche in scenari semplificati per provare la bontà dell’approccio proposto.


18 OTTOBRE 2023

Apertura

Verrà aperta la possibilità di candidarsi alla Challenge


18 DICEMBRE 2023

Chiusura

Chiusura della Challenge, tutte le candidature dovranno essere completate entro questa data


DICEMBRE 2023

Selezione

Verranno comunicati I tre progetti selezionati che presenteranno al Pitch Day


DICEMBRE 2023

Pitch Day

Evento conclusivo in cui I progetti selezionati avranno la possibilità di essere esposti davanti ai manager di Leonardo.

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Scenario

I sistemi radar passivi non hanno un proprio trasmettitore e sfruttano quindi l’energia elettromagnetica disponibile nell’ambiente, garantendo peraltro una sorveglianza “eco- compatibile” senza generare inquinamento elettromagnetico. Queste caratteristiche, che hanno fruttato anche l’appellativo di radar “verdi”, consentono ai sensori passivi di operare in prossimità di zone abitate (i.e. ambiente urbano) ed in aree particolarmente delicate dal punto di vista ambientale e paesaggistico poiché non generano alcun pericolo per la popolazione o l’ambiente circostante il radar.

Non sono quindi previsti sviluppi significativi di hardware poiché questi sensori sono adatti per l’uso di apparati già disponibili sul mercato (es: antenne 5G o dispositivi RFSOC). Ne deriva quindi che l’intelligenza che deve gestire l’elaborazione dei segnali già presenti nell’ambiente è fondamentale e appare come l’elemento più sfidante della proposta.

Dovranno essere concepite architetture e algoritmi capaci principalmente di:

  • gestire un funzionamento di tipo multi-statico che comprenderà un elemento trasmittente (TX) e uno o più elementi riceventi (RX);
  • eliminare l’interferenza dovuta alle riflessioni dall’ambiente circostante il sensore sia dirette che di tipo multipath;
  • eliminare eventuali falsi bersagli generati dal rumore termico o da altri tipi di segnali interferenti;
  • rilevare la presenza di un bersaglio piccolo a distanze interessanti da un punto di vista operativo. Prevedibilmente i droni saranno i bersagli di maggiore interesse;
  • derivare informazioni sulla posizione in distanza ed angolo dei bersagli presenti nell’ambiente a partire dai segnali ricevuti dagli elementi RX;
  • identificare il tipo di bersaglio presente nell’ambiente e distinguerlo da eventuali altri oggetti occasionali (es: stormi di uccelli).
Le attività previste saranno di tipo analitico per la concezione dell’architettura multi-statica e degli algoritmi su esposti, simulazioni numeriche su dati sintetici relativi a scenari particolarmente sfidanti e test sul campo anche in scenari semplificati per provare la bontà dell’approccio proposto.

Scenario

Le recenti innovazioni tecnologiche nei campi dei semiconduttori e delle telecomunicazioni possono offrire nuove opportunità alle tecniche di detection passiva delle minacce e di situational awareness. I radar passivi rappresentano una soluzione sempre più interessante nella misura in cui la crescente potenza di calcolo consente elaborazioni complesse in tempo reale e perché operano in assenza di emissioni (con conseguenti benefici in termini di covert detection, di assenza di licenze per l’uso dello spettro e di costi, dovuti all’assenza del trasmettitore). 

I radar passivi hanno fino ad oggi sfruttato la presenza di segnali di comunicazione normalmente presenti sul territorio, come ad esempio le radio FM e DAB, i segnali televisivi DVB-T e DVB-S, le reti Wi-Fi e i segnali GNSS. D'altra parte in molti paesi alcuni dei sistemi di comunicazione tra quelli usati dai radar passivi sono stati o sono in procinto di essere spenti per sostituirli con sistemi di nuova generazione. Tra questi, le reti 5G rappresentano una opportunità interessante poiché, se da una parte sono attualmente implementate o hanno una roadmap di dispiegamento che coinvolge molti paesi in tutto il mondo, dall’altra promettono di sviluppare radar passivi ad alta risoluzione (principalmente legata all'aumento della larghezza di banda del segnale) e dotati di un'ottima copertura a bassa quota nelle aree urbane.

Queste due caratteristiche rendono i radar passivi basati su segnali 5G dei validi candidati ad esempio per la detection di droni in ambiente urbano. 

Occorre precisare che l’elaborazione di segnali complessi come quelli previsti dallo standard 5G necessita del supporto di piattaforme di processing capaci di unire un’elevata capacità di calcolo ad un’alta integrabilità (necessaria alla miniaturizzazione dei sistemi di detection, miniaturizzazione che è a sua volta necessaria a supportare la diffusione dei sistemi sul territorio) e quindi inevitabilmente ad un’elevata efficienza. 

In questo ultima accezione, la tecnologia dei semiconduttori rientra di diritto nell’ambito delle nuove piattaforme radar come fattore abilitante.

DOCUMENTI

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