Microgolven: Radiometer en Bodyscanner (1982-1989; 2004-2009)
Radiometer en Bodyscanner
In de jaren 1982 tot 1989 werd door de Microgolfafdeling een millimetergolf (92-96 GHz) radiometer ontwikkeld. Deze radiometer meet de RF-emissie van objecten. De normale menselijk lichaamstemperatuur is 37 C of te wel 310 K. Zonder hulpbronnen is dit lichaam niet te zien in het zichtbare lichtspectrum. In het infrarood spectrum kan dat wel. In het millimetergolf spectrum is dat ook mogelijk. De hoeveelheid RF-emissie is echter een factor 10.000 lager dan de infraroodemissie. Rook, stof, textiel, houten deuren of plastics zijn vrijwel transparant voor mm-golven. Dit is niet het geval voor infrarood. Met de in 1989 gerealiseerde radiometer was het mogelijk om door dichte mist op een afstand van 100 meter een voertuig te herkennen. De ontwikkeling van millimetergolfcomponenten stond nog in de kinderschoenen en zeer lange integratietijden (1-10 seconde per meetpunt) waren nodig. Een 2D-foto van het voertuig kostte meer dan een kwartier.
In 2003 werd de oude radiometer uit de kelder gehaald en voorzien van modernere componenten. De resolutie, dynamisch bereik en meetsnelheid waren erg verbeterd. De toepassing was mijndetectie.
In 2004 werd TNO gevraagd om een instrument voor verborgen wapendetectie te ontwikkelen, een zogenaamde bodyscanner. Om dergelijke verborgen wapens of andere contrabande te kunnen detecteren kan gebruik gemaakt worden van actieve of passieve detectie. In het eerste geval wordt de persoon aangestraald met een RF-energie (‘radar’) en worden de weerkaatste golven gedetecteerd en verwerkt. De opdrachtgever koos echter voor passieve detectie waarbij golven met een golflengte van 3 mm gebruikt worden die zijn opgewekt door het menselijk lichaam zelf als weerkaatsing van natuurlijke achtergrondstraling.
In april 2004 kwam het TV programma Klokhuis langs om deze ‘door de kleren kijkcamera’ te filmen. Margreet Beetsma werd positief gecontroleerd op wapens.
In 2005 werd in een tweede versie van de bodyscanner een snel ronddraaiende vlakke spiegel gemonteerd. Die reflecteert de opgevangen straling naar een holle spiegel. De holle spiegel bundelt de ontvangen energie in het brandpunt waar de ontvangen energie door een ontvanger wordt omgezet in een te bewerken signaal. Deze spiegelconstructie wordt als geheel verticaal van hoog tot laag voor de persoon langs bewogen. Een slimme bewerking van de ontvangen signalen leidt tot een afbeelding. Het instrument werd al snel een gewild object voor demo’s. Zo kwamen in 2006 de TV-programma’s Postbus 51 en Nieuwslicht opnames maken.
In 2007 werd in opdracht van een Engels bedrijf een wapendetectortourniquet gerealiseerd voor gebruik in een binnenshuisomgeving. De totalen opnametijd met vier samenwerkende radiometers was vijf seconden. De resultaten waren voldoende. Wel kwam er een ethisch aspect naar voren. Om de gedetailleerde ‘naakte’ afbeeldingen niet direct aan de beveiligers te laten zien, zou een nabewerking nodig zijn die alleen de locatie van verborgen objecten toont ten opzichte van de hoogte en breedte van een standaard persoonsmodel (zie ook webpagina over bodyscanners van de Nederlandse overheid).
Ondanks de aangetoonde goede werking van het passieve detectiesysteem, zijn op luchthavens tegenwoordig actieve bodyscan-systemen geïnstalleerd.
In 2009 werd de tweede versie van de bodyscanner voorzien van een tweede ontvanger zodat er stereoopnames met een focusafstand van 85 cm gemaakt worden. Daardoor kon de scanner voor biometrische gezichtsherkenning gebruikt worden. Met het experimentele systeem konden 49 van de 50 gecamoufleerde proefpersonen herkend worden.
Dit laatste experimentele sterometrische bodyscansysteem staat nog werkend in het museum.
Technische gegevens van deze experimentele opstelling:
- afmetingen: ca. 2 m x 1 m x 2m
- gewicht: ca. 100 kg
- voeding: lichtnet ca. 500 W
- opnamegebied: ca. 0.8 m x 1.5 m
- focusafstand: 85 cm (ca. 10 cm van voorkant)
- scherptediepte: ca. 10 cm
- dynamiek afbeelding: ca. 10 dB
- ruimtelijke resolutie: ca. 15 mm
- meettijd: ca. 20 s
- stereometrisch