Hur utvecklas nya radarsystem

I huvudet på Saabs radaringenjörer: Tekniska snillen om utmaningarna med att utveckla nya radarsystem

Anders Silander, Lars Niklasson och Lennart Steen. Tre namn och tre tekniska snillen, som under flera decennier ägnat mycket av sin vakna tid med att utveckla nya radarsystem. Men, vilka utmaningar finns när nya radarsystem skapas. Hur knäcks de tekniska nötarna? Artilleri & Luftvärn har samlat trion från Saab Surveillance i Göteborg för ett öppenhjärtigt samtal.

Stridsflyg med allt längre operationsräckvidd som kan avfyra sin dödliga last på långa avstånd, robotar och missiler med mindre radarmålarea eller drönare med förmåga att operera på låg höjd med kvalificerade vapenlaster. Utmaningarna för Saab Surveillance radarutvecklingsingenjörer saknas sannerligen inte. Artilleri & Luftvärn har träffat radarspecialisterna för att ställa frågan vad som finns i skallen på dessa ”hjärnor” när de arbetat med att ta fram framtidens radarsystem – Saab G 1, G 4 och G 10 (i Sverige numera benämnt PM 24) och andra, kommande system?

Ville konstruera bilar

Först bara en liten kort introduktion av trion som samlats i ett konferensrum på översta våningen i Saabkontoret i Kallebäck, söder om Göteborg med en milsvid utsikt över Göteborgs centrala delar. Lennart Steen (LS) är kanske den mest bekante för Artilleri & Luftvärns läsekrets då han i många år varit en av Saab ledande produktutvecklare inom radarområdet. Så sent som för någon månad sedan tilldelades också Lennart Steen (se annan plats i denna tidskrift) Artilleri- och Luftvärnsklubbens tekniska stipendium från kvarlåtenskapen av Militärteknisk Förening. Lennart har också varit reservofficer inom luftförsvaret under många år. Lennart hade dock inte några planer på att han skulle vara med att konstruera radarstationer. Istället var siktet inställt på bilar: -När jag var liten var jag ganska övertygad om att jag en dag som vuxen skulle konstruera bilar på ett ganska stort företag med säte här i Göteborg. Så blev det inte. Under gymnasieåren insåg jag att ju mer elektronik och desto knepigare lösningar, desto roligare tyckte jag det var att arbeta med dessa utmaningar. Jag gjorde också mitt examensarbete inom dåvarande Ericsson Microwave eftersom jag läste elektrolinjen med inriktning på mikrovågsteknik på Chalmers Tekniska Universitet här i Göteborg. Sedan dessa har Lennart Steen var radarområdet trogen och arbetar idag med att ta fram nya radarkoncept och hitta områden där Surveillance skulle kunna inleda tekniska samarbeten med andra försvarsindustrier för att skapa kompletta systemlösningar.

Började direkt efter gymnasiet

Hans kollegor, Lars Niklasson (LN) och Anders Silander (AS) började direkt arbeta inom det som i folkmun kallades ”Bruket”, dåvarande Ericssons anläggning i Mölndal som under många år var den största arbetsgivaren och producenten av elektronik i Västsverige. LN: - Jag jobbade två år på Ericsson efter examen från fyraårig teknisk linje innan jag tog tjänstledigt för att läsa elektrolinjen på Chalmers. Under årens lopp har LN bland annat arbetat med att delta i studier där radarn är en komponent i ett system av system.

Lars Niklasson, Lennart Steen och Anders Silander.

Han har också arbetat som teknisk produktledare inom Saab för utvecklingen av UndE23. - Vad är utmaningen för dig när det gäller radarutveckling? -Då liksom nu fascinerar det mig med att söka lösningar med att få ihop mikrovågsteknik tillsammans med den avancerade signalbehandling som tillsammans utgör ett komplett radarsystem. Anders Silander är också Chalmerist med fullgjord examen inom teknisk fysisk och matematik. Även han började på Ericsson Microwave direkt efter gymnasiet, dock med en annan inriktning. - Jag fick min första anställning inom Ericssons dåvarande rymdverksamhet, med uppgift att konstruera antenner till olika satelliter. Det är komponenter som har mycket stora krav på hållbarhet och påfrestningar i den tuffa miljö där de ska verka. Under denna tid upptäckte jag att jag var mer lockad av att få arbeta med mer kompletta system inom Ericsson. Dessutom upplevde jag att med tanke på de hårda kvalitetskraven användes i större utsträckning beprövad teknik för rymdverksamheten och jag var med attraherad av att få jobba med teknik i utvecklingens framkant.

Adjungerad professor

Sedan Anders inträde i Ericsson och numera Saab har han arbetat med studier av framtida system samt att bidra till framtagande av nya radarkoncept i sin egenskap av teknikspecialist och sedan några år tillbaka, adjungerad professor vid Chalmers Tekniska Universitet. I hans arbete ingår att studera trender som kan påverka utformningen och prestanda för framtida system. AS: - Två trender i dag som är ganska tydliga är dels digitalisering samt autonomitet. Hur kan radarsystem antingen fjärrstyras från annan plats eller arbeta på egen hand med funktioner baserade på avancerade algoritmer. De förprogrammerade algoritmerna letar efter mål, detekterar dessa och skickar information till en stridsledare om att mål är upptäckta och reda att bekämpas. LS: - Håller med. Idag ökar behoven att system som kan fjärrmanövreras av flera skäl. Ett skäl kan vara att en operatör ska kunna hantera fler enskilda sensorer. Ett annat är naturligtvis krav på egenskydd då du är mer utsatt för bekämpning om du sitter i direkt anslutning till den sändande enheten.

Försämrad mobilitet

Men, fjärrstyrning har en viktig nackdel säger LN – försämrad mobilitet: - Tiden för omgrupperingar och transporter ökar naturligtvis om operatören måste ta sig från sin skyddade plats till radarns grupperingsplats. Likaväl ökar tiden till det att radarn blir operativ om den först ska grupperas på en plats och opereras från en annan. -Ser ni att drönare kommer att verka som specifika radarplattformar? AS: - Definitivt. Det finns flera anledningar till att drönare är en bra sensorplattform. Vi ser redan idag ett antal system som är utrustade med kvalificerade sensorer, även vissa med radarsystem. Dock handlar detta om tunga system.

LS: - Ja, som har en strategisk uppgift. Tittar vi på taktisk nivå finns det ännu inte så många system framtagna men här ser vi också en trend i att bataljonsspecifika sensorsystem kommer att finnas om några år. Återigen är det en fråga om vem som ska operera UAV:n och vilken prestanda krävs i förhållande till drönarens vikt och kostnad. AS: - Inom detta område tror jag att vi inom Saab kan göra mer med tanke på att vi internt inom koncernen har bred kompetens för de olika system som krävs för att skapa en effektiv drönare. -Vad är utmaningen med att utveckla radarsystem? LN: - Det svåra, tycker jag är signalbehandlingen. Att kunna ta fram den information som operatören eller förbandet behöver i det brus som finns naturligtvis i omgivningen eller har skapats på konstgjord väg i form av avsiktlig störning. Är radarn också mobil finns det begränsningar i hur stor antennen får vara i förhållande till bäraren. Radarns prestanda avgörs av hur mycket medeleffekt du sänder ut och hur stor mottagningsyta du har för att samla in effekten. Du kan inte bygga en kraftfull radar som inte har en hög medeleffekt alternativt stor antennyta eller båda delar.

Två trender inom radarutvecklingsområdet som idag är tydliga är enligt trion som AoL fört samtal med, autonomitet och digitalisering. Hur kan radarsystem antingen fjärrstyras från annan plats eller arbeta på egen hand med funktioner baserade på avancerade algoritmer.

Långa tidsperspektiv

AS: - Att ta in ny teknik i radarns konstruktion kan också vara mycket spännande. Naturligtvis fanns det tekniska utmaningar för oss när vi börjar arbeta med elektriskt styrda antenner och därtill kopplade radarsystemlösningar i olika steg. Endimensionella och tvådimensionella antenner, aktiva och passiva i sändning och analog och digital lobbildning under mottagning. Utvecklingen går fortfarande mot högintegrerade, tvådimensionella antenner, som det oftast refereras till som AESA-teknik. LS: - En annan utmaning är också att vi i de allra flesta program jobbar med långa tidsperspektiv. Visserligen har våra ledtider minskat men från det att vi pratar om ett koncept till en färdig produkt pratar vi alla fall om ett antal års ledtid och på den tiden hinner det att hända mycket i utvecklingen av elektronik, inte minst inom den kommersiella världen. -Vad tror ni om utvecklingen av multifunktionsradarsystem i framtiden? LS: - Intressant fråga. Vi trodde nog för ett par år sedan att denna typ av förmåga skulle vara mer efterfrågad av kunderna än vad som varit fallet. En förklaring kan vara att militära organisationer ogärna inte vill vara beroende av en resurs som du inte har egen kontroll över. Då finns det ett annat lydnadsförhållande som ger en osäkerhet. Tänk dig en utomlandsmission där förbanden agerar från en camp med tillhörande flygbas. Då behövs både en radar för flygledning, en för luftförsvar och kanske även en radar som kan leda eld motsvarande vår Arthur. Det idealiska skulle i detta fall vara en radar som hanterar samtliga funktioner, men då blir tvärstopp när eldledningsradarn samtidigt ska leda flyg under en pågående bekämpning eller anfall mot basen. Flygledaren vill inte ha en radar som byter mode till eldledning när han ska leda in flyg för landning. LN: - Som Lennart också säger är detta tekniskt fullt möjligt. Vår nya generation radarsystem kan hantera flera olika uppgifter då den samtidigt kan ytspana, luftövervaka, artillerispana och vid behov leda indirekt eld. Men, vi får väl se framtiden an om hur våra kunder kommer att ta emot dessa system. Det finns mycket kvar att arbeta vidare med i alla fall!