RADAR: SHIRA (1984 – 2005)

SHIRA

Vanaf 1984 is door TNO gewerkt aan het beter begrijpen van zeeclutter, dat zijn de radarreflecties door het zeeoppervlak en golven. In 1985 werd duidelijk dat uit het een-dimensionale golfspectrum met een enkele radar informatie over stromingen en waterdiepte onttrokken kan worden.

Bodemprofiel gemeten met een radar
Bodemprofiel gemeten met een radar

SHIRA (SHips Radar) begon in 1990 als een project om met een mobiele radar en slimme signaalbewerking de golfhoogte op zee te meten. Aan de radarreflecties van het zeeoppervlak en golven kan waardevolle informatie onttrokken worden met complexe signaalverwerkingsalgoritmen. In 1993 werd gestart met proeven om te kijken of olieverontreinigingen op zee te meten waren met SHIRA. De proefnemingen bleken zeer succesvol. Doorontwikkeling leidde tot de mogelijkheid om aan de standaard navigatieradar op schepen een dosis ‘slimme’ signaalverwerking van TNO toe te voegen.

Verplaatsbare testopstelling SHIRA
Verplaatsbare testopstelling SHIRA

In 1998 werd gestart met het project DEtectie Kleine Oppervlakte DOelen (DEKODO) waarbij met SHIRA en veel signaalverwerking een dreiging van objecten met een kleine radardoorsnede, dus uit de clutter, tijdig gesignaleerd kan worden. Een dreiging die in 2000 werkelijkheid bij de aanslag op de USS Cole.

USS Cole na de aanslag
USS Cole na de aanslag

Vanaf begin jaren 2000 kon daardoor met SHIRA een groot aantal nieuwe radartoepassingen ontsloten worden: kustbewaking, oliedetectie, golfhoogtemeting/hydrografie en detectie van kleine bootjes. Hierbij zitten een aantal toepassingen die belangrijk zijn voor terrorismebestrijding en milieuveiligheid.

De SHIRA post-processing van informatie uit een gewone navigatieradar
De SHIRA post-processing van informatie uit een gewone navigatieradar

Opname van de Maasvlakte voor en na clutterfiltering

Opname van  schepen bij de Maasvlakte voor en na clutterfiltering

Op het oliebestrijdingsschip Arca van de kustwacht werd in de loop van 2002 een SeaDarQ-systeem geïnstalleerd. De Arca voer in november van dat jaar naar de nabij Galicië, Spanje gezonken olietanker Prestige om mee te helpen de ontstane olielekkage te bestrijden. De nieuwe radar was in staat om binnen een straal van 8 kilometer de omvang en dikte van de olievlek te meten. Daardoor kon sneller gehandeld worden en kon op de plekken waar de olievlek het dikst was, het eerst geruimd worden (uit: Waternieuws, 29 Nov 2002)

De SHIRA ontwikkelingen waren zo succesvol dat hieruit in 2003 SeaDarQ BV ontstond, een BV opgericht door TNO en Tech5 BV uit Hardinxveld Giessendam.

SHIRA aan boord van olieveegschip ARCA
SHIRA aan boord van olieveegschip ARCA

 

Olievlekontwikkeling van de Prestige zichtbaar gemaakt met SHIRA
Olievlekontwikkeling van de Prestige zichtbaar gemaakt met SHIRA

Enkele voorbeelden van de explosieve SHIRA-ontwikkelingen:

  • In december 2001 volgde een order voor SHIRA-systemen vanuit Brazilië voor oliedetectie op zee waarbij de essentie was dat men met radar ’s nachts en ook bij slecht zicht olielekkages en -lozingen kon detecteren.
  • In september 2003 werd een SHIRA-systeem geplaatst op de toren van TNO locatie Waalsdorp. Vanaf de toren is een stukje van de Noordzee zichtbaar. Met dat SHIRA-systeem konden nieuwe SHIRA-ontwikkelingen uitgebreid worden getest en gedemonstreerd. Ook was de toren een bij uitstek geschikte locatie voor metingen ten behoeve van kalibraties en kwaliteitstesten. Vanaf boven op de toren konden real-time radarbeelden gemaakt worden van golven op de Noordzee tot op 10 km en meer. Ook was het scheepvaartverkeer tot aan Hoek van Holland en lJmuiden te monitoren. Daarmee konden de SHIRA-algoritmes verder verfijnd worden en nieuwe toepassingen worden ontwikkeld.
  • Ook in september 2003 werd een SHIRA-systeem op de mijnenjager Hr. Ms. Willemstad geplaatst om aan te tonen dat SHIRA op een marineschip kleine zeedoelen zoals rubberbootjes kan detecteren en volgen.

    Detectie scheepsspoor met SHIRA
    Detectie scheepsspoor met SHIRA nabij Den Helder
  • Ook werd het systeem ingezet in een NAVO Rapid Environmental Assessment (REA) oefening in Schotland. Het doel was om vrijwel direct ter plaatse actuele omgevingsgegevens aan te leveren voor militaire landingsoperaties vanuit zee: waterstromingskaarten, golfeigenschappen, waterdiepten, ligging van de kustlijn, zandbanken, brandingszones, enzovoorts.
  • In het najaar van 2003 werd een SHIRA-systeem geplaatst op een Waddeneiland om tijdens harde wind of storm het golfgedrag in een groot zeegebied te monitoren om daarmee bestaande modellen voor golfgedrag en duinafslag te verbeteren.
  • In oktober 2003 werd een SEADARQ-systeem geplaatst op een Italiaans marineschip om te testen of hun radarsysteem geschikt gemaakt zou kunnen worden voor oliedetectie.
  • In maart 2004 werd Oceanology International in de Docklands, Londen georganiseerd. De Hr. Ms. Snellius was daar aanwezig met aan boord een aantal TNO demonstraties waaronder SeaDarQ. Dat systeem werd gebruikt tijdens de reis over de Thames om metingen te verrichten. De bemanning was onder de indruk van de zichtbaarheid op het radarscherm van de onder het wateroppervlak aanwezige zandbanken. De opnamen werden tijdens de demonstraties aan boord getoond.

 
 

Referentie

SHIRA: A mobile radar system for monitoring waves, pp. 993-998. In: Conference Proceedings UDT 1991 Undersea Defence Technology, CNIT, La Défense, Paris, France, 23-25 April 1991. Microwave Exhibitions and Publishers Ltd., Tunbridge Wells, Kent.