162
Ultra-Wideband (UWB) high-resolution radar for concealed weapon detection T. Thayaparan DRDC Ottaw a Defence R&D Canada – Ottawa Technical Report DRDC Ottawa TR 2013-160 February 2014 N. Nikolova McMaster University

Ultra-Wideband (UWB) high-resolution radar for …cradpdf.drdc-rddc.gc.ca/PDFS/unc231/p804019_A1b.pdf · Ultra-wideband (UWB) high-resolution radar for concealed weapon detection

Embed Size (px)

Citation preview

Ultra-Wideband (UWB) high-resolution radar for concealed weapon detection

T. Thayaparan DRDC Ottawa

Defence R&D Canada – Ottawa

Technical Report DRDC Ottawa TR 2013-160

February 2014

N. NikolovaMcMaster University

Ultra-wideband (UWB) high-resolution radar for concealed weapon detection

N. Nikolova

McMaster University

T. Thayaparan

Defence Research and Development Canada – Ottawa

Defence Research and Development Canada – OttawaTechnical Report

DRDC Ottawa TR 2013-160

February 2014

�� ��� ����� �� � ��� �� ���� �� ������ ��������� �� ������� ��������� �� !

�� "� �����# �� ����� �� ���� � ������ ������$�� �� �� �#����� ���������� �� !

Abstract

This project investigated the feasibility of ultra-wideband (UWB) high-resolution radar in the detection of concealed weapons with a focus on weapons hidden un-der clothing. A prototype system was built. The prototype system involved a frequency-sweep test setup using a vector network analyzer. Measurements under realistic conditions (cluttered environment) were carried out at McMaster University where volunteers from the military police participated and carried (unloaded) guns or knives. The preliminary results suggest that microwave radar working in the fre-quency range from 500 MHz up to 5 GHz can indeed uncover the presence of weapons hidden under clothing at a range of about one to two meters. The detection is not strongly dependent on the position of the person or on the clothing. Small objects such as mobile phones and keys do not seem to a4ect significantly the performance.

Résumé

DRDC Ottawa TR 2013-160 i

Le projet a examiné la possibilité d’utiliser un radar à haute résolution à bande ultra-large (UWB) pour détecter des armes dissimulées, en particulier celles cachées sous des vêtements. Un prototype de système a été construit. Il comprenait un montage d’essai à balayage de fréquences utilisant un analyseur de réseaux vectoriels. De plus, des mesures ont été réalisées à l’Université McMaster dans des conditions réalistes (environnement encombré) dans le cadre desquelles des policiers militaires ont délibérément transporté des armes à feu (non chargées) ou des couteaux. Selon les résultats préliminaires, le radar hyperfréquence fonctionnant dans la gamme de fréquences de 500 MHz à 5 GHz permet bel et bien de détecter la présence d’armes cachées sous des vêtements à une distance d’environ un ou deux mètres. La détection ne dépend pas fortement de la position de la personne ni des vêtements. Par ailleurs, les petits objets, comme les téléphones mobiles et les clés, semblent avoir peu d’effet sur les performances.

%��� ���� ���������� ��� '���0-

ii DRDC Ottawa TR 2013-160

Executive summary

Ultra-wideband (UWB) high-resolution radar for

concealed weapon detection

N. Nikolova, T. Thayaparan� DRDC Ottawa TR 2013-160� Defence Research

and Development Canada – Ottawa� February 2014.

��������� �����(�&� ����� �� � ��������� �������� �� �� ������� �� ���,������ (������� (���� �� '� '��,(��� �� ������ �� � �����- 6 �4��� �������������5��� ��&������ � �� �7����� ����������� �&����'�� ����� ��� ���������(����� ������� ��*��� ��������� �� �� ���� �� '��,(��� ��������� (������-%��������� ��� �� ���������� ���� ���� � �������� ��� ����� �������� ��&�����(����� �� (��0,��� �� ���� �������- %�� �������� ��&���� ��/ ��� �� �������� ���� ����� � �� �������� ������ ��� � ��0� � �������� '���� �� � � ���5�������� �&�� �� '��- *��0,��� �� ������� ��/ ��� ���� � � ���� ��� �� ����0,����� ��� � � ��� (���� �� ��� ����� ������� � �� ����� (�� �������� ��&����-+������� ���� ������� ��&� ���� ���� �� �����,�����&� � ����� ��� ��� �����������&� � ����� � � ������� �'���� � �� �� '�� ' �0��� ��� 0��- ���� ��&���������� � �� �� �� ���������,(�&� � ��,'�� �������� ���� �� ������ �� ��/ ����� ������� � ��0� � �������� �� � �� �������� �� � (�����- %�� '�� ������ �������� ������� (���� ������ ���&�� �������� ����� �� ������� � '���- %�� � ��,'���������� ��� &�� �7�����&�- 6� ����� ���� �� ���� ���� ��� �8����� ������ ��������&�� ����� ����'�� ����� �� ��� ���� (������ (��� ������� �� '��-�����(�&� ����� ��� �������� ����� ��� ���� ��/ �������- *� ��� �� � ������ � ���� �������� �� ��� �� �� ����� �� �� �������� ������ �� �� ��������� �����������-

� ������ 6 ��� '��� ���(� �� �� ��� ��� �������� �9%�� �� � (����� �������������� ���������� �'� �� ������� ����� ��� (���� �� �������� �� �� ��1������� ��� ����� �&� ���������- %�� � ����� �� �� 9%� ������� �����/ �� ��,����� �������� �� �� �'��� � � ������ ����� �� �� ������� ���� �� ���� �������&������� ��� '��0��� ��� �� (��� �� �� � ��� '��- %�� ���0 �� ��� �'��� ��(�� ���&��� �����(�&� ����� ������ ���� '������� �������� �� �� ������� ��'��,(��� ��������� (������- "��&��� �� ���'��� �� �� �� ��,��'������ �� �����, ���� ����������� �� ��� ���� '��� �� �� ����� ����� ��� �� � ���� �� (��� �� ������ �� '��0��� �� &�� (���� ��� �� ������ (�� ��� (��� �� ���� ��������� �0�� �� �� ���������� ��&�������-

*� ������ � ��������� ����� ��� �� ������� �� '��,(��� ��������� (������- 6 ���1�� �� %��� 9��� "/ ���� ����7 :����� ����� �%9"�:�� �� �� ; �������,% �� ����� �;%�� � �7��� �� ���������� �� ����� �� �� ���� �� �7���������

DRDC Ottawa TR 2013-160 iii

������ ��� �����- %�� ����������� �� ���� (� ������ ��� ���������� �7�������� �������� ��� �� %9"�:� ������� � ���&��� '��� ��� ����- %�� �������������� ������ �� (� ���������� ����- <���� �� ���������� �� �� '��0��� ����� �7����� ���� ������� ���� ������ (��� �� ���� ������- %��� ��� '��������� �� � ����'����� ���- "������ � ��'��� �� �� ���������� �� �� (�������(���� ��� � '� ������� � � '� ������- %��� �� �� ��� �� ' ������ � (��������'���- %��� ��&��&�� ���� ������ �� ���� (����� �� ������� �-�-� 0��&�� �������� �� �� &���� � ��1��- ��� �� �� (������= ���� ������ � � '� ��������' � ����'����� ���� ����� �� ����� � ����&� �� '��0��� �� ���������� ������ (����� ��������� ��- >��� �� ���� �� ����'���� ��� �� (����� ���'����� �������� �� ��������� �� ������ ��� '� ������� � - 6� ���� ��������� ���� ��,���� �� ����=� ������ �� ��������� �� �� �� '��0��� �� ���������� ��� ����&��-%�� ��������� ������ ����� �� � '���� � � ������ ������5��� (���� ���������(����� �� �������� ���� ������� � (����� �� ��- ��� �� ���( �� �� ������� (����� ������� ���� ��?&� +������ ������5��� �� ��� (�� '��0��� ��� ��,��&�� ���� �� %9"�:� ����� ���������-

*� ����� ���������� ��� �� '���� �� ���/ ���,�(��� ���� ������ ������� � �� �� ���/ ��� ����� ���� 2�� ��1 � 2 3�1- %�� ���� ������ (��� �0���� �� ���������� ��&������� (�� �����5��� ����� �� ��- %�� ��� �� � ������ ���� ������ � ����,�4 �������� '�(��� 2� �� � 2� �� ���&��� � 8�������������� � ���� '��,(��� (������ ������ ���� ��� �� ���0 ������� �&��(��� �� (����� �� �'�� ��� ' �� '��-

�������� � %�� ������� ��� �� � ���� �� � ���� �����(�&� ����� ������ ��������� ���� ��� '� ��� ��� / ��0 ��� �����'�� ���� �� ������ ��� (������ �� �� '���������� ���� ���� �������- . ���,������ ����� ��/ ������ (� �� '� �������� �� ���/ ���,�(��� ���� ������ ������� � �� ��� ���������� � �- %����� ������� �� ��� ��� �� ��������� ��� ��� �� �� ��������� ' ���� '��� ��� �� �� '� ��� ��� ��&�� ��������� (���� �� ������ �� �� �����'������-

%��� � � ��� � ������� � ����� �� 6"� �6����������� " �&�������� ��� �����,���������� ����'��� ��� �������� � �&�&�'��� ' ���&����� �����&�� ������� ����������� (������ � � ���� �������- <�� �7������ �����'�� ��� ���� ������������ �� �������� �� � ����� '��'��� �� ��������� (������ �� 6@�� ������&���� �7����,�&� ��&����� (��� ����( ������� ������ � / ��0� �� ����1� ���� ����� ��� ���&������� �� ������ ���������- "�������� 0��(����� �� �� ������� ��� �������� ���������� ������ '����� �������� ���/ � ' ������ (���� (��� ����( / ��0�� ��� '������� �������� ��������-

iv DRDC Ottawa TR 2013-160

Table of contents

.'���� - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - �

�#� �# - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - �

@7�� �&� � ���� - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - ���

%�'�� �� ������ - - - - - - - - - - - - - - - - - . . . . . . . . . . . . . . .

9�� �� 5� ��� - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - 7

6���� ���� - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - -

- ��������� *����� ������� )���� 9�� %��� �������� �9%�� - -

-� �����(�&�A���������(�&� ��������� - - - - - - - - - - - - - - - - 2

-�- "����� ���/ ��� ��* ��������� 6�&������ - - - - - - - - B

-�-� *���'��� ��* ��������� 6�&������ - - - - - - - - - - - -

-C ���������(�&� ���*� �������� - - - - - - - - - - - - - - - - - - �

-! )���(���'��� :���������� ����� ����� - - - - - - - - - - - - - - - 2

� ����'������ �� < ��(�&� @������������ ������D <����'��� ������������� ���� " ���� - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - E

�- "���� ������ - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - E

�-� " ���� �� :����� "� � ��� ��/ ������� - - - - - - - - - - - - - �

�-C "��� *����� "���� ��� - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - �!

C :�������� " ���� �� %���� �� �������� (������ "�1�� � �� :��������� :�����1���� - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - C�

C- ��5���� �� *����� "���� �� - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - C�

C- - :���� *�&� @7������ �:*@� - - - - - - - - - - - - - - - - C�

C- -� @7������ (�� �� )*+ .����� - - - - - - - - - - - - - - C

C-� *����� "�1� - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - C�

DRDC Ottawa TR 2013-160 v

v

-

C-C *����� "���� - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - C!

C-! *����� >�������� ��� 6������ *�&� :�����1���� �+���� ��>��� "����� - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - CE

C-!- :���� *�&� .���� F �+�������� 6�� �������� - - - - - - - - CB

C-!-� :���� *�&� .���� G ��� H ������(,���� 6�� ��������� - - !C

C-2 *����� :������ �� �� � ��� +�� �+���� ��� ���� - - - - - - !2

C-I ������� "��� ������ ��� %���� :���������� �� <��/ ��� ���%��� ������ .������ - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - 2C

! �������������� ��������� ���� "��� :�������� - - - - - - - - - - - 22

!- ����� ����� @/ ���� - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - 22

!-� @������ �����&�,�,%������ :�(�� ����� - - - - - - - - - - - - - 2B

!-�- ��� �� �� �� <������ ������ - - - - - - - - - - - - - - - - - I�

!-�-� ��� �� �� �� <�� ������ ������ - - - - - - - - - - - - - - - IC

!-C .����� 3��� ��� �� ����,��(�� +���(���� ��:+*� - - - - - - - II

!-! ��7�� � %�������� :�(�� - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - IJ

!-!- "��� ���� I ������ K2!L - - - - - - - - - - - - - - - - - - - IJ

2 "�� ����� ������ �� �� ������� )���,*���'��� "��� - - - - - - - - E

2- .����� ���������� - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - E

2-� %����,.����� "��� ��� ���� ���� 3 � "���� �� �� >��� "���� EC

2-C %����,.����� "��� ��� ���� ���� 3 � "���� �� �� ��:������� �� 9��� ���������� - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - EE

2-! 6���� �� �� � ��� +�� �� �� *����� ��������� - - - - - - - - B!

2-2 6���� �� �� *����� �� �� +�� �������� - - - - - - - - - - - - - BE

I <��/ ���,"(��� ���� ������ �� "���� *������ �� :������ - - - - - - - BJ

I- .������ - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - J�

I-� ���� ����� "� � - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - J�

vi DRDC Ottawa TR 2013-160

I-C 6��� ��� "� � - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - J2

I-! ����������&� ��� �� �� <��/ ���,������ �<�� ���� ������ - JI

I-!- .������,��� <� ���� ������ ��� "��� )���������� JI

I-!-� "��� <� ���� ������ 6�&��&��� *����� � �"���� 3 �� - JI

E "����� :��������� .�������� ��� ��������� +���� ��������� *������������� - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - �C

E- ����� ��� - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - �C

E-� %��� 9���,"/ ���� ����7,:����� ����� - - - - - - - - - - - - - - �!

E-C ; �������,% �� ����� - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - �I

E-! +��0��� �� �� �� " ��������� - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - �B

E-2 %���� 6����5����� - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - �B

E-2- ;,������ �����'� �� �;��� - - - - - - - - - - - - - - - - - �B

E-2-� ��?&� +������ ������5�� ��+�� - - - - - - - - - - - - - - - �J

B ��� �� - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - �

B- ;,������ �����'� �� - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - �

B-� ��?&� +������ ������5�� - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - �I

J ����� ���� - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - CC

���������� - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - C2

DRDC Ottawa TR 2013-160 vii

List of figures

<�� �� D �������1�� ��" �� � ������ �� ���� � � - - - - - - - - - - - - - - �

<�� �� �D > � �� �� @"% ������� ���� KE,BL- - - - - - - - - - - - - - C

<�� �� CD .;@9.=� �(�� ���/ ��� �7��������� �� �- - - - - - - - - - - - !

<�� �� !D .;@9.=� ��� ������ �7��������� �� �- - - - - - - - - - - - - - !

<�� �� 2D %�� '���0 ������� �� �� �<A6< ������ �� �� ����� ��� �*����� �� @"% KE,BL- - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - I

<�� �� ID @7��������� �� � ��� 9%� � ���� �� KJL- - - - - - - - - - - - - - E

<�� �� ED ��������� �� � �� �� ������,���/ ��� ��������� ���� K EL- - B

<�� �� BD ��������� �� � �� �� (���,'��� ��������� ���� K EL- - - - - �

<�� �� JD ��� C2,3�1 ��������� ��� �'� ������� ��� ����� �� ������/ �� (�� � ��������� (����� K EL- - - - - - - - - - - - - - - C

<�� �� �D ��� ������� ������� ���� ��� ������� �'���� ����� ��D ��������� �����M �'� ��* �������� ����� K�L- - - - - - - - - - - - !

<�� �� D %���� �.� ������ ��� �� � � �� �� +�����J<" ����� �(���� ��� ������� �� ���� ��� �� �� )*+ N�&���� ������D ���� � ���� �'� ������ ���� ��� ������ �� � � � � ������� � ����'�����- 6�� ������� �������� �� ����� O1- :�����1���� ��&������- ������� ���� ������ � ���� �� �����7����� �- - J

<�� �� �D 3����� ��� ��1� �� �'���� (���� '��0,����� ����� ��� �����������D ��� ������� �'� ���� �������� ��� +�����J<"����� �� ��� ��� � ����� ��P� .;!E- - - - - - - - - - - - - - - - �2

<�� �� CD �������1�� ����� �� ������ �� �� ��,��� �,������1���'��0������� ���,1��� @,5��� �� �� � �'����D ������ �� ���� � � QC ��� � ���� �������� �� +�����J<" ����� �� ��� ��� ����� ��P� .;!E- - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - �I

<�� �� !D ��,��� �,������1��� ��" �� �� � �'����D ������ �� ���� � � Q C��� � ���� �������� �� +�����J<" ����� �� ��� ��� ����� ��P� .;!E- - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - �I

<�� �� 2D "��� �� <63- ! (��� �� ��,��� ��" �� .;!E- - - - - - - - - �E

viii DRDC Ottawa TR 2013-160

<�� �� ID ��" ���� ��� .;!E ���(��� � ����� ��(,���/ ��� ���0 �� ����,��� ��" � �!2 ��1- - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - �E

<�� �� ED �������1�� ����� �� ������ �� �� �����,��� �7,������1���'��0������� ���,1��� @,5��� �� �� � �'����D ������ �� ���� � � QC ��� � ���� �������� �� +�����J<" ����� �� ��� ��� ����� ��P� .;!E- - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - �B

<�� �� BD �����,��� �7,������1��� ��" �� �� � �'����D ������ �� ���� � � QC ��� � ���� �������� �� +�����J<" ����� �� ��� ��� ����� ��P� .;!E- - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - �B

<�� �� JD "��� �� <63- J (��� �� �����,��� ��" �� .;!E- - - - - - - - �J

<�� �� ��D %���� ��� ������ ����������� ���� �������� �� ��+�����J<" ����� � �� �� '��D ��� ����� �'� ����� ��� ���'��0- 6� ��� ����� �� ����� (�&� �� ������� ���� �� ���� ��� ��&������� ������1��- - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - C

<�� �� � D %�� ����� �� ��" ����� � �� �� +���� ����� � �� � (�������/ ��� ����� ����� 2� ��1 � J 3�1�- %�� ����� (�&� ��������� ����� O1 ���� ������� &���� : �� ���� ��� 5��� ��������1�� ����� � - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - CC

<�� �� ��D %�� ������ 6 ��� � ������ ��� ���� ������������ ���������� D��� 6,�������� �'� 6,����� ��� �,����- %�� ����� (�&� �7�������� ����� 1 ��� �� 5��� �� 7,������1��- - - - - - - - - - - - - - - - - C!

<�� �� �CD ��,��� �G,���� ��" �� 6,�������� ���� �-C 3�1 � C 3�1- - - - - C2

<�� �� �!D ��,��� �G,���� ��" �� 6,����� ���� �-C 3�1 � C 3�1- - - - - - - C2

<�� �� �2D ��,��� ��" �� �� 3 ����� ���� �-C 3�1 � C 3�1- - - - - - - - - CI

<�� �� �ID �����,��� ��" �� �� 3 ����� ���� �-C 3�1 � C 3�1- - - - - - - CI

<�� �� �ED %�� ��������� �� �� ����� � (�� ������ � �� ����� (�&�������� ����� 1 ��� �� �'���&���� ����� � (���� �� ��" ����������- %�� :����� &���� : ���(� �� �������� �� ������������ �� &���� ���(� �� @,5��� ������1����- %�� ���� : ������� � �������� �� �� (���� �� ����� :� ��� :C ��� � J�������� ����� 7 ��� R� �������&��- %�� �������� ���� �� �����'���&���� ����� � �� (����� ��� �� � ����� R �� ��� �������������� ���������- .�� ���� ����� ��� �� �� ��� 1���- - - - - CB

DRDC Ottawa TR 2013-160 ix

<�� �� �BD ��" �� �� +���� ����� � � : ��������� �� ���� ����� R1�-%�� SH,���= ��" �� ��,������1�� (���� �� SG,���= ��" �������,������1�� (�� ������ � �� ������� (�&� �1,�������������1�� ����� �- - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - CJ

<�� �� �JD ��" �� �� +���� ����� � � :� ������ 7�- %�� SH,���= ��" ����,������1�� (���� �� SG,���= ��" �� �����,������1�� (�� ������� �� ������� (�&� �1,������� ������1�� ����� �- - - - - - - - - CJ

<�� �� C�D ��" �� �� +���� ����� � � :C ������ R�- %�� SH,���= ��" ����,������1�� (���� �� SG,���= ��" �� �����,������1�� (�� ������� �� ������� (�&� �1,������� ������1�� ����� �- - - - - - - - - !�

<�� �� C D ��" �� �� +���� ����� � � : ��������� �� ���� ����� R1�-%�� SH,���= ��" �� ��,������1�� (���� �� SG,���= ��" �������,������1�� (�� ������ � �� ������� (�&� �1,�������������1�� ����� �- - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - !�

<�� �� C�D ��,��� �H,���� ��" �� �� +���� ����� � � �� �����'���&���� ����� : � :� ��� :C ��� � 1,������� (�&� ������1������� - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - !

<�� �� CCD F,��� ��" �� �� +���� ����� � � �� ���� �'���&���� �����: � :� ��� :C ��� � 1,������� (�&� ������1�� ����� - - - - - - - !

<�� �� C!D ��,��� �G,���� ��" �� �� +���� ����� � � �� �����'���&���� ����� : � :� ��� :C ��� � 1,������� (�&� ������1������� 7- - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - !�

<�� �� C2D �����,��� �H,���� ��" �� �� +���� ����� � � �� �����'���&���� ����� : � :� ��� :C ��� � 1,������� (�&� ������1������� 7- - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - !�

<�� �� CID >��������� �� �� ������� (�&�� �� (� �����(,������� �������� �� �� +���� ����� �- %�� ����� (�&���� �������� ���D ��� :7@� �'� :@7- - - - - - - - - - - - - - - - !C

<�� �� CED ���������� �� �� (����� ��,��� ��" (��� � �� ��� ���������� �� ���� �:1@� ��� ���� �� ���� �:7@�- - - - - - - - - - - !!

<�� �� CBD ���������� �� �� (����� ��,��� ��" (��� � �� ��� ���������� �� ���� �:1@7� ��� ���� �� ���� �:@7�- - - - - - - - - - - !!

x DRDC Ottawa TR 2013-160

<�� �� CJD ���������� '�(��� �� ��,��� �H ���� '��0,������� ��� 5����������� � : �� �� ���� �� �� ��� (�� � (����� 6� <�>�%��� �� �� ���� �� � ��� ��� ��� (������- - - - - - - - - - - - - - !I

<�� �� !�D ���������� '�(��� �� �����,��� �G ���� '��0,������� ��� 5����������� � : �� �� ���� �� �� ��� (�� � (����� 6� <�>�%��� �� �� ���� �� � ��� ��� ��� (������- - - - - - - - - - - - - - !E

<�� �� ! D %�� ��,��� ����� �� �� �� (����� �� ���� ����� "( ��� ����,��� ����� �� �7����� �� �� ���� �� �� (����� 6� <�>�%�� �� ���- - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - !B

<�� �� !�D %�� �����,��� ����� �� �� �� (����� �� ���� ����� "( ��� �������,��� ����� �� �7����� �� �� ���� �� �� (����� 6�<�>�% �� �� ���- - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - !B

<�� �� !CD ���������� '�(��� �� ��,��� �H ���� '��0,������� ��� 5����������� � : �� �� ���� �� �� ��� (�� � (����� .% %�@"6�@ ��� �� �� ���� �� � ��� ��� ��� (������- - - - - - - - - - !J

<�� �� !!D ���������� '�(��� �� �����,��� �G ���� '��0,������� ��� 5����������� � : �� �� ���� �� �� ��� (�� � (����� .% %�@"6�@ ��� �� �� ���� �� � ��� ��� ��� (������- - - - - - - - - - !J

<�� �� !2D %�� ��,��� ����� �� �� �� (����� �� ���� ����� "( ��� ����,��� ����� �� �7����� �� �� ���� �� �� (����� .% %�@"6�@ �� �� ���- - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - 2�

<�� �� !ID %�� �����,��� ����� �� �� �� (����� �� ���� ����� "( ��� �������,��� ����� �� �7����� �� �� ���� �� �� (����� .% %�@"6�@ �� �� ���- - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - 2�

<�� �� !ED ���������� '�(��� �� ��,��� �H ���� '��0,������� ��� 5����������� � : �� �� ���� �� �� ��� (�� � (����� .% %�@+.�; ��� �� �� ���� �� � ��� ��� ��� (������- - - - - - - - - 2

<�� �� !BD ���������� '�(��� �� �����,��� �G ���� '��0,������� ��� 5����������� � : �� �� ���� �� �� ��� (�� � (����� .% %�@+.�; ��� �� �� ���� �� � ��� ��� ��� (������- - - - - - - - - 2

<�� �� !JD %�� ��,��� ����� �� �� �� (����� �� ���� ����� "( ��� ����,��� ����� �� �7����� �� �� ���� �� �� (����� .% %�@+.�; �� �� ���- - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - 2�

DRDC Ottawa TR 2013-160 xi

<�� �� 2�D %�� �����,��� ����� �� �� �� (����� �� ���� ����� "( ��� �������,��� ����� �� �7����� �� �� ���� �� �� (����� .% %�@+.�; �� �� ���- - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - 2�

<�� �� 2 D �������� ����� �������� ��� ������ �� �����5����� �� ��� �� ������� ��� ��������� �� �� ������� ��� �� ����-%�� ����� �� �� ������� �� �� ������ ������&� � (����� '������� ������� �� �� ��� ��� ������� ���� ��� �� �� ���������&� � �� ������ '�������- %�� ������&� �� �� �����&��������� ������� �� �� ����� ���� ���� � (���� �� '��0���������&��- .�� ���� �� �� '������� �� ������� �� ���� (� ���� �� �� ��������� ������� ���� ��� � ���� ���- %��'��0������� ������ ������ ������� � '������� �� �� ������� ��������� ���� ��� � (���� �� ���� �� ��� ������- %�� ������� ��������� �� �0�� �� �� ����� ��������� ���� �� �� ����- - 2E

<�� �� 2�D �����&�,�,������ ��, ��� �����,��� ��(�� ����� � !�� ��1&��� � ����� (���� �� <������ ������M �� ������ ���� �� -2� -B �+�- - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - I

<�� �� 2CD �����&�,�,������ ��, ��� �����,��� ��(�� ����� � 3�1 &��� ������ (���� �� <������ ������M �� ������ ���� �� C-� �!-E �+�- - I

<�� �� 2!D ��,��� �� �� �� �+ &��� � ����� (���� �� <������ ������ ����� � ���� &�� ��- - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - I�

<�� �� 22D �����,��� �� �� �� �+ &��� � ����� (���� �� <������ ������ ����� � ���� &�� ��- - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - I�

<�� �� 2ID �����&�,�,������ ��, ��� �����,��� ��(�� ����� � !�� ��1&��� � ����� (���� �� ��� 1���M �� ������ ���� �� -2 � -B �+�- IC

<�� �� 2ED �����&�,�,������ ��, ��� �����,��� ��(�� ����� � 3�1&��� � ����� (���� �� ��� 1���M �� ������ ���� �� C-� �!-E �+�- I!

<�� �� 2BD ��,��� �� �� �� �+ &��� � ����� (���� �� ��� 1��� ��� �� � ����&�� ��- - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - I!

<�� �� 2JD �����,��� �� �� �� �+ &��� � ����� (���� �� ��� 1��� ��� �� ����� &�� ��- - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - I2

<�� �� I�D 6�� ������ �� �� ������ �:+* �� �� �� &������ �������� ����� ������� � �� ��� ������ ����� (��� �� � � ����� �- - - - IB

xii DRDC Ottawa TR 2013-160

<�� �� I D 9�� �� �� )*+ ������ �������� �� �� ���� ������������� ��� ��� �� �� �������� �������� �� �� ����,��������/ ������ �� �- %�� &�� �� �� �� � '���� ����� � ��� �������&� ������&� �� ��� ���&���� �� �� ����- - - - - - - - - - - E

<�� �� I�D �� �� ���� �� �� )*+ ������ ���� �� ' � �"% ��� �����- E�

<�� �� ICD "�� ����� ����� �� � ����,������ ���� ����� �� � � � ������ �����- - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - E�

<�� �� I!D %�� ��P����� ���8���� ��� ��/ ���� (��� �� � � �� �� ���������D ��� ����� �� ��� �+�� ��� �'� ����� ��� ��������- - - - - - E!

<�� �� I2D %�� ����������� ���8���� ��� ��/ ���� (��� �� � � �� �� ���������D ��� ����� �� ��� �+�� ��� �'� ����� ��� ��������- - - - - - E2

<�� �� IID %�� ����������� ���8���� ��� ��/ ���� (��� �� � � �� �� ���������D ��� ����� �� ��� �+�� ��� �'� ����� ��� ��������- - - - - - E2

<�� �� IED ����� ��� �� �� � � ����� ��� (��� �� � � �� �� ���� �����- - EI

<�� �� IBD ����� ��� �� �� �����&� � � ����� ��� (��� �� � � �� �� ���������D ��� ���� C�� ��1 � C 3�1M �'� ���� C�� ��1 � 3�1- - EI

<�� �� IJD "�� ����� ����� �� �� ����,������ ���� ����� �� � � �'��0�� ' � ���� ��������� ���' �� �� � �� ��� � � �� "A�- %��������� ���� �� ������� � �� � � �� J�2 �� K��� <�� �� ICL- - EE

<�� �� E�D �� �� ���� �� �� ����,������ ���� ����� �� �� � ��4�������������D ��� ���� C�� ��1 � C 3�1M �'� ���� C�� ��1 � 3�1- EB

<�� �� E D %����������� ��� ������ �� ��� �� �� ����,���������� ����� �� �� � ��4���� ���������- - - - - - - - - - - - - - - - EB

<�� �� E�D %����������� ��� ������,��� �� ��� �� �� ����,���������� ����� �� �� � ��4���� ���������- - - - - - - - - - - - - - - - EJ

<�� �� ECD ����� ����� ��� �� �� ��������� ���' ��� �� ���'���� ���� ��� � �� � ���' �'����� ���� ���D ��� ����� �� ����� ��� ��� M�'� �����&� ����� ��� ��� - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - EJ

<�� �� E!D ����� ����� ��� �� �� ��������� ���' ��� �� ���'���� ���� ��� � �� � ���' �'����� ���� ���D ��� ����� �� ����� ��� ��� M�'� �����&� ����� ��� ��� - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - B�

DRDC Ottawa TR 2013-160 xiii

<�� �� E2D �����,��� ����� ��� �� �� ��������� ���' ��� �� ���'���� ������ � � �� � ���' �'����� ���� ���D ��� ����� �� ����� ��� ���M �'� �����&� ����� ��� ��� - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - B�

<�� �� EID �����&� ����� ��� �� �� � �D ��� ���� ���� ������ �� ��������� K��� �2��LM �'� ���� ���� ������ (�� �� ���' ������ ���� �7�� 0��(����� �� �� ���� ��������� �� �� ���������� �� '�� (��� (����� K��� �2I�L- - - - - - - - - - - - - - - - B

<�� �� EED "�� ����� ����� �� �� +���� J<" ����� � '��0�� ' � ������������� ���' �� � � �� "A�- %�� �����&� ������&� �� &�������D � �� 2� �� ��� C�� !�- :���� (�&� �� ������� ���� �� ����- - B

<�� �� EBD ����� ����� �� �� �� +���� J<" ����� � '��0�� ' � ������������� ���' �� � � �� "A�- %�� �����&� ������&� �� &�������D � �� 2� �� ��� C�� !�- - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - B2

<�� �� EJD �����,��� ����� �� �� �� +���� J<" ����� � '��0�� ' � ������������� ���' �� � � �� "A�- %�� �����&� ������&� �� &�������D � �� 2� �� ��� C�� !�- - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - BI

<�� �� B�D "�� ����� ����� �� �� ����,������ ���� ����� �� � � �'��0�� ' � ����� ���� ��������� ���' �� �� Q !� ��� � � �� "A�-%�� � � �� ��������� �� �� ���� �� �� ���'- - - - - - - - - - - - - BB

<�� �� B D �����,��� ����� ��� �� �� ����� ��������� ���' ��� �� ���'�������� �� � � �� � ���' �'����� ���� ��� (��� �� ����� � �� ���� ���� �� �� ���'D ��� ����� �� ����� ��� ��� M �'� �����&������ ��� ��� - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - BB

<�� �� B�D 9�� �� �� )*+ ������ �������� �� �� ���� ������������� ��� ��� �� �� ���/ ���,�(��� ���� ������- - - - - - - J

<�� �� BCD ���� ��� ��P����� �� �+ �� �� )*+ ������ �������� �����'������ �� �� ���- - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - J

<�� �� B!D .���������� �� ��������� ��� �����&��� ������� �'��������� ��� �� ��� ���� �� �� �����D ��� �,� ����������� �'�N,N ����������� ��� �,N ����������- - - - - - - - - - - - - - - J�

<�� �� B2D %�� ��P����� ���8���� ��� ��/ ���� (��� �� ��������� ��������&��� ������� ������ �� ����� ���7��� �� C (�,�����������������D �,�� N,N� ��� �,N- - - - - - - - - - - - - - - - - - JC

<�� �� BID :��� �� �� 0���� �(����� �- - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - JC

xiv DRDC Ottawa TR 2013-160

<�� �� BED :��� �� �� ����� � �� "�� "� �� :��2 �(����� ��- - - - - - - - - J!

<�� �� BBD :��� �� �� ����� � �� +��(���� J �� �(����� C� - - - - - - - - J!

<�� �� BJD %�� ��P����� ���8���� ��� (��� ���� �� C ������ �&����� ������ �� �� �,� ����������- - - - - - - - - - - - - - - - JE

<�� �� J�D %�� ����������� ���8���� ��� (��� ���� �� C ������ �&����� ������ �� �� �,� ����������- - - - - - - - - - - - - - - - JE

<�� �� J D )������� �� �� ��P����� ���8���� ��� (��� ���� �� �� C������ �&� ���� ������ �� �� �,� ����������- - - - - - - - - JB

<�� �� J�D )������� �� �� ����������� ���8���� ��� (��� ���� ���� C ������ �&� ���� ������ �� �� �,� ����������- - - - - - JB

<�� �� JCD %�� ����������� ���8���� ��� ���� ��� �� �� N,N���������� (��� ���� �������� ���� ��� (�� (����� ��� �� ���� � I� �� �(� ���� �� ������- - - - - - - - - - - - JJ

<�� �� J!D %�� ����������� ���8���� ��� ���� ��� �� �� �,����������� (��� ���� �������� ���� ��� (�� (����� ��� �� ���� � I� �� �(� ���� �� ������- - - - - - - - - - - - ��

<�� �� J2D %�� ����������� ���8���� ��� ���� ��� �� �� N,����������� (��� ���� �������� ���� ��� (�� (����� ��� �� ���� � I� �� �(� ���� �� ������- - - - - - - - - - - - ��

<�� �� JID %�� ����������� ���8���� ��� ���� ��� �� �� N,N ����������(�� ��� ��� ��� (�� ��� ������� (����� � �� ���� �� ������ � I� �� �(� ���� �� ������- ��� ��� � ���0 ���0� ��- �

<�� �� JED %�� ����������� ���8���� ��� ���� ��� �� �� �,� ����������(�� ��� ��� ��� (�� ��� ������� (����� � �� ���� �� ������ � I� �� �(� ���� �� ������- ��� ��� � ���0 ���0� ��- �

<�� �� JBD %�� ����������� ���8���� ��� ���� ��� �� �� N,� ����������(�� ��� ��� ��� (�� ��� ������� (����� � �� ���� �� ������ � I� �� �(� ���� �� ������- ��� ��� � ���0 ���0� ��- ��

DRDC Ottawa TR 2013-160 xv

%��� ���� ���������� ��� '���0-

xvi DRDC Ottawa TR 2013-160

1 Introduction

�����(�&� ����� �� � ��������� �������� �� �� ������� �� ��������� (�������(���� �� '� '��,(��� �� ������ �� � �����- 6 �4��� �������� �����5��� ��,&������ � �� �7����� ����������� �&����'�� ����� ��� ��������� (����� ����,��� ��*��� ��������� �� �� ���� �� '��,(��� ��������� (������- %������������ �� ���������� ���� ���� � �������� ��� ����� �������� ��&���� �(����� ��(��0,��� �� ���� �������- %�� �������� ��&���� ��/ ��� �� ������� � ��������� � �� �������� ������ ��� � ��0� � �������� '���� �� � � ���5���� ���� �&���� '��- *��0,��� �� ������� ��/ ��� ���� � � ���� ��� �� ����0����� ���� � ��� (���� �� ��� ����� ������� � �� ����� (�� �������� ��&����- +����������� ������� ��&� ���� ���� �� �����,�����&� � ����� ��� ��� ����� ������&� ������ � � ������� �'���� � �� �� '�� ' �0��� ��� 0��- ���� ��&����� ������ �� �� �� ���������,(�&� � ��,'�� �������� ���� �� ������ �� ��/ ��� �� ��,����� � ��0� � �������� �� � �� �������� �� � (�����- %�� '�� ������ �������� ������� (���� ������ ���&�� �������� ����� �� ������� � '���- %�� � ��,'���������� ��� &�� �7�����&�- 6� ����� ���� �� ���� ���� ��� �8����� ������ ��������&�� ����� ����'�� ����� �� ��� ���� (������ (��� ������� �� '��-�����(�&� ����� ��� �������� ����� ��� ���� ��/ �������-

1.1 Concealed Weapon Detection Using Late Time

Response (LTR)

%���� ��� ��&���� ���������� � �� ������� �� ��������� (������ '���� �� �������������D � �����5����� �� �� ������� ����� ��� �� (������ �� �� �����(�&������ �� �� ���,��� ��������� �� �����(�&� ��� ���������R(�&� ��������� ���,'���� (�� ������,���� �� ����� �".��� ��� C� �����&� ���������R(�&� ��������-*� ��&��( ���� ���������� ��� � �����1� ���� ��&������ ��� �����������- %���,�������� �� ���������� ���� ���D � ������� �� �� �������� �� �� @���=� �������5���� �� ������� ��������� ������� ���6�� C� ��� ��&� ������� 5��� ������� !���� ��� ��� �������� �������� 2� �������� �������� ��- �����������&� ��&��(� ����� ���� ��� '� �� �� �� K RCL-

@&�� �� � �� ��� �������� ��� �� ���� ������� ���/ ������� (���� ������ �� ����1�� ����� ��� ����� �&� ���������- � � �� ��� ���������� (�� .;@9. 6��-����� � '� �� 5�� � ��&���� � �������� ���� (���� ��� (���'��� ����� � �7,��� �� �� ��� ���������� �� ��������� (������ K!RIL- .����� �������� ���� (��������� ' �� ���� ��� *�� KE� BL ��� @����� "������ %������������ @"%�- @"%��������� ��&� ��&���� ����� ��� ���� ���� R ����(��� ��� ������ ����������������- "������ ��&��������� �� �� ���,(��� '��� ��� ������� �� KJL- %�� ��,�������� �� �� ���� ����� ����� ������ ���"� � ������� ���/ ������ ��� '�

DRDC Ottawa TR 2013-160 1

Figure 1: �������� �� �� � ���� �� ����� �

��� ����� ' �� �������1�� �(�� ������ � �� ���������� �����R������� ��" ��� ������ K��� <�� �� L-

%�� ��&����� �� �� ������� ����� �� �� �� �� � �� ����� ����������� �-�-� ����� �� ������ �� �� �������� �� ��� �������- %�� ������1����� ��(�&��� ����� �� ������� ���� �� �� �'��� �� �� ������� (�&� � �7��� �� ��������� ��� ����� KJ� �L- 9�0�(���� �� ������1���� �� �� 9%� ������ ������� ����������������� ��� '�� ��,������1�� ��� �����,������1�� �� ��� ��� �� '� �������� ������������ KE�JL-

%�� 9%� ����� �����/ � �� � ���,������� ������� ����� ��� ����R��� (�������� �����'�� ���� K��� <�� �� �L- 6 ���� �� ���� �� �� ����� �� �� ������� �'���-6 ����1�� �� ����� �� �� ���0��� � ������ �'���� (���� ������� ����� ������ 0��(� '���������- 6� ����� ���� � ���0� � �� 9%� �� �� ������- 6 �� (���0��(� �� �� ����R��� ����� ���� ��� �� �� ����� �� �� ������ ������� ������,���� �'� �� ������� �� �� �������� ������- 6� ������� �� ���R��� ���

2 DRDC Ottawa TR 2013-160

Figure 2: ������ �� �� � � ������ ����� ������

�� �� ������ ������� ��������� �� ���(� ������� ����������� ������� �� �������T����� ���U �� �� ��������-

%�� �8����� �� �� 9%� �������� ������� �� ����� �� �� �'��� �� �� ��������������� � ������ �� ������� ����� ��� �� ������ ��� � ������ ��� ��� ������ ����� ��� �� ����� � � ���� ����0� �� ��� � ������ �'�����- 6 �� ��������� �� ������� ����� ��� �� ����� �� ��� '�(��� 2�� ��1 ��� � 3�1- %�� ���������� ��������� ���D � ������R�������� ������5��� K!RILM �� �� ��� ��(��0�KE�BLM C� ���� ���� �7������� ����� KJL- %�� ���� ���� �7������� ����� �"@��(�� ����� ��� ' +� �M ���� ��� �7������ K � �L- %�� 9%� �� � ���� �� ������������ �� ,����� (�� �� ����� ��� 1����- ;��(� ����� ��� 5�� ����1�� � �'������� T�� ��� �����U �� ���� �� ���� ����� ��� 1���� �� �� ,�����- %���� ��9%� �� �� ���������� ���� �� ��������� ��� �������� (�� �� ���'��� ��� ���'���� �� ������- 6� KJL� �� ����� ��� 1���� �� �� 9%� ��� �7����� ���� ����������1�� ������R��R� ����� �:�<� ����� K C� !L-

.;@9. K!RIL ��� ��&������ � �(��,���/ ��� ����� � � (�&� �"<,�*� ����� ���� � ���� �����M ��� <�� �� C ��� <�� �� !- %�� "<,�* ����� ��&��� �� ���/ �������� ���� !2� ��1 � � 3�1- 6 �� ������� ������1�� ��� ���������- 6 �������� ����� ��� �� ! ������ ��� ��7�� � ����� �� � � 2 ���- %�� "<,�*���� ���&���� ������� (�&����� ������- %�� ��&� ��� ���� N�&���� �������' ��&� ���� ��&������ ���� ������ ������ �������- 6� ����� .;@9. ���������'�'��� �� ������� �� � �� V ��� ���'�'��� �� ����� ����� ��� � � V �� ������ �� � ������5�� ������ � ������� T�� ����&�� ��U- 6� �� ���� �� � ������5�� ���� ����� ��� ����&�� ��� �� ��� �� ��� ����(�� '���- %���� ������5��� ���� � '�'���� �� ������ ���������-

DRDC Ottawa TR 2013-160 3

Figure 3: !�" #� �$�� ��%���� &�������� �����

Figure 4: !�" #� ��� ����� &�������� �����

4 DRDC Ottawa TR 2013-160

@"% KE�BL ��&������ � ��(R��� ���� (���� �� ���� �� ��� ��� �����- %�� ��� ��������� (���� ��� ������ � ���� �� ���� �� ��&���� � ������ �� ������������ �� ���7�����&�� ����� ��� ���& �� ����� � '� ������� �� �������� �����- 6 ������/ ���� ����R����������� �������- 6������ @"% ��� � ��/ ���� �� ���� ������(�� � �����&�� (��� � ��� ��� � ����� � ��� �������� (�� � 57�� ���/ ���-%��� ���/ ��� �� ������ ��� �� �� ������� '��� ���� J-2� 3�1 � �-22 3�1-%���� ��� �2I � �� ���� �� � ������� ���� �����- %�� �����&�� ��� � '���(��� ����&���� � ����� ����,���1- >�� ������� ���� ����� �0�� ��&���� �������������(���� �� �� �4�� ����R���- %�� ���� �� ����� T����� ��� �*U ������ (������P��� �� ��� �� �� ��� � ����� �� �� �������� � ��� �� ���� �������� ��� ����� ��� �� �� ������ � �� ���� ��� '��0- . ����1����� ������1�� ������ ���������� ��� �� ��� � ������ ' '�� ����1���� ���,������1��� ��� &������������,������1��� ������� ��� ������ ��� �� (� ������� ������1�� �� �������- .�� ��� �� �� �2I ���� ������� � ���/ ���R������ �������� �� ������� (���� ����� ���������� ��� � ���R������ (�&����� ���� �����,F ��������- %�� ���,������ �������� �� ��������� ���� � ������ �� ��� ��(��0- @7������ ������������� ������� (�� �� � � V ��� ��� � �� V- %�� �������� ����� �� J � 2 ���- %��'���0 ������� �� �� �<A6< ������ �� �� ����� ��� �* ����� �� @"% �� ���(� ��<�� �� 2- %�� ������� ��� ���� �����-

9%� ���� �����5����� &�� �� "@� ��� '��� � ���� �� �� ����7 �� ���������(����� ������� �� KJL- %�� ���� ������ �� �� ���� �������M ��� <�� �� I-N���� ��(��0 ����1�� �N�.� ���&�� � ��������� ������ ���� � ��� ��������� '��0R������� ������ ���� �� �����&��� ������ ���� �� �� ����� � �(��R���/ ��� �����- %�� ������� ��� (���'��� N�&���� �������- %�� ���R������'��0������� (�&����� �� �'����� ���� �� ���/ ���R�(��� ���� ����� ��� ����&���� <� ���� ��������- %�� 9%� �� �7����� ���� �� ��� (�&�����- %������� ��� 1���� �� �� 9%� ��� �7����� ��� �������� � ���� �� 0��(� �����-%�� ���� ������ ��� ���� �� �� ���/ ��� '��� ���� �-E 3�1 � I-E 3�1- %��������� ������ �� �7����� ���� � ����'����� ���� ����� �� (���� ���� �� ������ (���� �� ������ �����-

%�� ����� ���('��0 �� �� 9%� ������ ����� � '� �� �� ����� � � � �� ������=������ ��- %�� ����� �� �� �� ����&�� �� (�� � (����� �� &�� ������� � ��� (��� � (�����- +������� �� ����� �� �� � ������ �� ����� ��� ����� ��������'��- %�������� �� ��� � '� �8����� 5����� � ���� �� ��� ��������- %��� ����� � '�� ���'���� ����� �� ���� �����,����� ��� ��� .;@9.=� �������������-

1.2 Microwave/Millimeterwave Holography

.��&� �����(�&� ��� ���������(�&� ���*� ������� ��&� �� ����'��� � ������������� (������ '��� �� �� ��� �����&� ����� ��� (��� '���( A �� �� �� ��1�

DRDC Ottawa TR 2013-160 5

Figure 5: �� '���( ��)��� �� �� �*+,* ������ �� �� �������� �- ���� ��� � ������

6 DRDC Ottawa TR 2013-160

Figure 6: �&�������� ���� ��� "�� ����� �� �.��

�� � ����� ���� (�����- .���� � ���� ���/ ������ �� ��P���&� ������ '�(����� '�� ��� � ������� (����� �� ����� ����- %�� �������� ���������� ��� '�������5�� ��D � ���� ���� �� ����� ��.��� ��� �� ����� ���������-

�.� ��� � � �'�� �� ��&������ � �� �� �����&� �������� ��� ��( ���- 6� ��������('��0 �� �� � ��� �����&�� ��( ����� ��� �� ����� � �����'� ����� �������(������ � �� �� 0��&�� �� ����� � �� ��-�-� ��1�� �� �'� 2 �� �� ��������-

6� ����� ���������� � �������� ��� � �����&�� ��� ������� ������� �&�� �� ���� ��(���� '���� �(�� �&�� � &�� (��� ���/ ��� '���- %��� (��� ���/ ��� '���(�������(� ��� � ���� ����� ����� ��� ������ �� ��� �� �� ���� �� ������ &�� ������ �� ������� ���� ��-

"�&���� �������� ��* ����������� ����� (��� ' �� ' �� :���5� ���� *��������� 9�'����� �:��9� K 2R BL �������� �D ��-� � !E-2 3�1� !� � I� 3�1���� J� � �� 3�1- ����������� ������� ������ �� ����� �� ��� ����� ���� �������� �� ������� ������ ������ � �,� ���� �� K��� <�� �� EL- %�� �����/ � ��&������� :��9 ��������� ������ �� ������������� �� �����(�&� ��������� ��� ���������� �� ����� �".��-

DRDC Ottawa TR 2013-160 7

Figure 7: �������� ���� �� �� ���)����%���� ����)����� ����� �/���

1.2.1 Single frequency MMW Holography Inversion

%�� �����&�� (�&������ ��� �������� ������� �&�� �� ���/ ��� '��� ��� �&�� ������ �� ���� �� �� � �� �- %�� ��� �7������� ��

���� �� �

��

��

���� � ������

���������������� ����� � � �

(���� �� �� �� �'��� � ������ ���� � �� �� �� �'���=� ��P���&� � ������ ��� � ���� (�&� � �'��- %�� ��P���&� � ����� �� �� ���� �� ��P���� � ������� 5������ � �� �� ������ / ���- 6� @/ ���� � �� � �� ��� ��� �� �� ����=� � ������� P� ��� �������� � �� ���� ������ �-�-� � �� ������� � � � -

%�� �7�������� ��� �� @/ ���� � � ��� '� &��(�� �� � ��������� (�&� ������������ ���� �� ��� (�� � (�&� � �'�� ��- 6 ��� '� ���������� ' � � ���������� ������� (�&�� � � � � D

����

���������������� �� �

� �

��

� �

��

������������������� ������� ���

*� ��� ��( � '�� � @/ ���� ��� �� @/ ���� � � � �'���

���� �� �

��

��

���� � ��

�� �

��

� �

��

������������������� �������

���� �C�

8 DRDC Ottawa TR 2013-160

��,����������

���� �� �

� �

��

� �

��

���

��

���� � ������������

� �� ���� �����

���������� ������� �!�

������� �� �,� ������ <� ���� �������� �� ���� � �� �� ������� ���� @/ ���� �!���� '� (���� ��

���� �� �

� �

��

� �

��

�������� ����

� ����

����������� � ����������

������� ����

� ���

�2�(���� ���

�� ������ �� �,� ��&���� <� ���� ��������- 6 �����(� ��

������� ����� � � ��� ����� ��� �I�

%�� ��P���&� � ����� ��� ��( '� ��������� �� K��� @/ ���� �!�L

���� � �� � ����� �� ���� ���� � �����

��� �������

�� ���� �E�

<��� �� ���������� ��������

��� � ��� � �� � ����� � �B�

(� ��������� �

���� � ��� � ��� � �J�

(���� �� � '�� �� �� @/ ���� �E� � ���� �� ������� ���� ���� ��

���� � �� � ����� �� ���� ���� � �����

�� �

�������

��������

�� ���� � ��

%�� �'�&� ���� �� � �����1�� �� ������R���/ ��� ����������� ����� ������� �,���-

%� ����( ��� ����R5��� C,� �������� (��� ���/ ��� '��� �� ��� ��� �� ��������(���� ���� �� �� �� ���R5��� �����7������- 6 ����(� ��� �� ������� ������ �� C,� ���������� �� �� ��P���&� � ����� ���� � �� (���� � �� �� ������ ������� K��� <�� �� BL- %�� ��������� ��(�&��� ��� ��� �� �� ��� ���������� ������ ��P����� ���� �� ���� ��� � ����� ��P������� ��� �� ���� ��� ������������ ��� ������1���� ������� � � � �� ����- %�� (���'��� ������� ������������ ��� '� ���������� �� �� �7������ �� �� ������R���/ ��� T'��0(���R(�&�U����������� ������� ���� ��������-

DRDC Ottawa TR 2013-160 9

Figure 8: �������� ���� �� �� $��'�� ����)����� ����� �/���

10 DRDC Ottawa TR 2013-160

1.2.2 Wideband MMW Holography Inversion

6� �� C,� �(���'���� ����� �� ���� ��� �������� � �� ����� ���� �� �� ��5����� �� ����� �������

���� �� �� �

���

��

���� � ������

���������������� ���� � �

<����(��� �� ���� ���� �� �� �� ���� �� � �,� ����� (� �7����� @/ ���� � � ��

���� �� �� �

� �

��

� �

��

�� ���� ��� � ��

� ����

�����������

� ����������

� ���� ��� � ��

� ���

� ��

(���� �������� (�� @/ ���� �!��

� ���� ��� � � �

���

��

���� � ����������� ��� �� � C�

<��� @/ ���� � ��� (� �'���

� ���� ��� � ��� � � ��� ����� �� ��� � !�

*� ��� ��0� �� �� �� (���R'��� ���/ ��� ���������� ��� �� �� ������������������

��� � ��� � �� � ����� � ������� � � 2�

(���� � �� �� ����� �� ����- *� ��� �'��� �� C,� ��P���&� � ����� ' �������C,� ��&���� <� ���� �������� � @/ ���� � !� ��� �7�������� � �� � � ����� �� � ���� @/ ���� � 2�D

���� � �� � ���C� �� ���� ��� � �� � ���C�

��� ���� ����� �� ���

�� � I�

(����� �

������ � ��� � ��

��� � E�

%�� ������� ���� ���� �� @/ ���� � I� ��� ���� �� �� ��P���&� �� �� �����7���� ���&���� �� �� ��� ������ ��� ������ ��P����� ��� ���0 �� ��,������1������� ���������� ����- >� �� ���� �7�� ������� ���� ��� ��� ���� ����� � � ���,/ ��� ��� ������ ��&�� �� ����� ���� ��� �����- %�� ���� �� �� �����'�� ��������� ��� �� ��������� �� �� �������� ���� � � '� �'���&��- %�� �������������� ����� �� ���� �� � � �����

� � ��� � � B�

DRDC Ottawa TR 2013-160 11

(���� ��� ��� �� �� ����� ���� ���� ��� �������� ���� � �� ��7 �� ������� ���� ��� ��/ �� ����� ��� ������� ���������� ���� ��� '��0 � �� ���� ��- %�����/ ��� �������� �� ��������� ���� �� ��/ ������ �� �� ����� ���� ��� ��

� � � � ������ �� �� (�&� � �'���� �� ���� ��� � ���- ����� � �� �� �� ��7�� ������- *� �'��� ��

�� ��

�� �� � J�

.������&��� �� � �'�� �� ���/ ��� ������� ��� � '���(��� � � � '�

�� ��� ��

������ ����

%�� �����R����� ����� ��� ��

�� ��

� ���������� �� �

(���� �� �� �� (�&������ � �� ������ ���/ ��� ��� �� �� �� ������ �� �� ������'���(��� �� �� ����� � '����� ' �� ���� ��- 6� �� ����� � �� � �� ��������� �� ���� �� ��

�� ��� �� ����

%�� ���� ���������� ���� ��� �� ���� �����R����� ����� ��� ��-

%�� ����� ����� ��� ������� �� �� ���/ ��� '���(���D

� �

�� ��C�

. � ��R'�� C,� (���'��� ����������� ���� ��/ ���� ���� ��� � �������- ����� ���'��� ��� 2 �� �� �'�����- �������� � �� ����� ��� '�(��� � ��� �2 ��� K 2L-���������� ������� ���� ��� ��&� ���� '��� ��� K IL-

%�� ��� � �� �� ����������� ������� ���� �� �� ����� (���� �� ��������� (������� ����� �� &���'�� ������ �� '��0��� �� �� �� '�� K��� <�� �� JL-

1.3 Millimeterwave (MMW) Radiometry

%���� ��� �����&� ���������R(�&� ����� ������ �������� �� �� ���/ ��� �����'�(��� C2 3�1 ��� J! 3�1- %�� ������� � �� ������ ����� �� ��� ���/ ���'��� ����� �� ��P���� ' �� ���� �����- %�� ���������� ��� ������� � ���� �������R��� �������M ��(�&��� �� �����R����� ����� ��� �� ������ '��� �� �� �� ������(�&������- >� �� ���� ����� ��������� (�&�� ��&� � �� '��� ��������� ��������R��� (�&�� ��� �� �'�� ���� � �� �� ���0�� ���� ���� �� �������- .� �7��������&��( ��� '� �� �� �� K JL- "���� ��� �������� ����� � ����� ���� �� �'����&��

12 DRDC Ottawa TR 2013-160

Figure 9: 0�1 23�45� ����)���6 �� 0'1 ���������� ���) �� � ����%��� $��� ������� $���� �/���

�� ��� ������� �� � ���� ��&��( �� ������ � �� ���������� ��� �� �� ��������������-

6� �� ���� �� ������� �'����� �� ����� ������ �� � � � �� ��4������� �� ��������&���� �� �'����- <�� �7������ (���� ��� �� ������� �����&�� (��� �� ��� ����������� �'���� ������ �����&�� ���� �� �� �� �� �� * '���� (���� �� ���� E2 3�1� 3�1�- %�� � ��� '��� (���� ��� &�� ���� ������&� ����� � ��� �� � ,��� � � ������ ������ �� �� � �� �� ��� ��� ������� (������ (���� �����������&� �� �'� �-�- %��� ��0�� ��� � &�� ���� ������ �� ������ '�(����� '�� ��� �� (����� �&�� �� �� (����� �� ����(�� (����� � ' �� '��-

��* ����� ��� ����'�� �� ������� '��R(��� ���,������� �'���� �� (��� � ���� ������ �� ������� � ��� �7�����&��� �� ������� � ���������- 6� ��� ����� �� ��,���� �� ������ �� � � � �� ��������� �'��� '���0��� ������� �� '�� ����������� � '�� ��� � ������� (�� �� �(� ��(�� ��������- "�� <�� �� � ����� K�L�-

@��� ������ ��� �� ��&� '��� ������� �� ������ ����� ��� ��������� (������������ &�� ��* �������� K��R�CL- %�� ��������� �� � ��� �� �� ���� ���'���( � ������- %�� ��� ������ � �'��� �� ����� ������ � �� ���� ����������� �� ���� �� '���(��� �� �� ��������� ��� ! � ��� �� � �'�� " ����� ����� � '���� ������&����-

DRDC Ottawa TR 2013-160 13

Figure 10: 7�� �������) ������� 0���1 �� ������ 0'�����1 ���)���8 0�1 ����������)9 0'1 77- �������� ���) �:��

14 DRDC Ottawa TR 2013-160

1.4 Ultra-wideband Polarimetric Noise Radar

��������� �����/ �� ��&� '��� ��� ��� ��� ���� � ���������1� �� ��������� ���������� ����������� ��� ��������� �����- %�� ��1�� ������ ��� ������� �������,��� �� �� ���� �������� �� ������� ��������- .� ������� (���'��� ��������,��� ����� ������ ��� ��� ������� �� U������� (�&�U � ����� �� �� �'��� ����'���� ���� ����� �� ��- "���� �� ���������� ��� ��������� ' �� ������� ����,��������� �� �� �'���� �� ����� �� �� '������ �� ������������� U5��������U�� ��� '� ��� � ���� �� �'���- 6� ����� � ��� �� � ������� �������� �� ���'���� � �� �������� � ��� ����� � �� �� ���/ ��� '��� �� �� �� ��� ����������-"���� ��������� (������ �� ����� �� ��1� ���� � �� �(�&������ ������������� �C 3�1� � E2 �� �(�&������ ������������� � !�� ��1�� �� ��� (���'��� �)*+������������ ����� ����� �������� �&�� �� !��,C��� ��1 '��� ��� '� ���� � �7,��� ������� �������� ���� (������ �� ��4���� ��1��- "���� ���� ���/ ������ ������������ ���0 ������� �� (��� �� (���� ��� �������� ��������� (������ ��� '� ����������� � � ������� (��� ����� ������ �� ��� ' � ����� �< ��&�������-

������� ���,(��� '��� ����������� ����� ����� ��� '��� ��� � ���� ���������(����� ������� ' � ���� �� ���� �������� K�!RCIL- %�� ����7 ������ ����� �� ��� � ���� �� �������� �� ������� ����� ��� �� � ������ (���� �� '� ���&����P ����� ' � ����� ��P������ ��� �� �� ���� ����� � � �'���� � �� �� 0�����'��� ������� �� KCC�CIL- %�� ����� ����� ����� �� ���� ������ (��� ���� ������ �� ��� �� ���( �� �� ����7 ������ ����� ��� ���� ��� �����������'�(��� �� � ���,��� ��� � ���,(��,(����� �����- %���� �7��������� ��� ����� ������� ���( �� �� ����� ����� ��� ���� �� ��������� (����� ������� '� ����-

����� ������ ��&� ������� � ��&������ �&�� ���&������� ����� ������ (������� ��������� ����&�� ��� ������� ��� �������� ��� �� ����������� KCER!2L- %�������� ��D � � �� �� ��������D "���� �� ����� (�&����� �� ������ �&�� � (��� ���,/ ��� ������ � ��� �� �������� ��&���� � ��� �� �� �� ��� � ����� �4���M��� @������������ ������'���D ��� ����� ������ ��� ��� � �� ���� �������'���� (�� �������'�� �����,����������� �� �� ������ ���� ��� (��� �� �������� (���� �����= ������ �������M �C� "���� � �8�����D � � � �� ���������� ������,����������� �� �� �� �� (�&������ ���� ����� ������� �������� ������� ��,� ����M �!� @��� �� ������ ����������D %������ ����� �� ��� � �������� ��� ��� ,����� (�� ���� ������� �� ������� (�� ���� ��� ��� �������� ��� �� ������M �2�<��/ ��� �������D %�� ����� ����� � ��� '� ������ � ������� ������� �� �����5����� ���� ���&�� ������ ���0��� ��� ������� '����� �� ���&�� ��,'��� ���������������� (�� ������� �����M �I� %� �'��0 �����,������� ��'�� � � �����D+�� ����� ��� ������� ��� '� ��� ����� �� ������� ��� ����������� ���,������ ' &����� '���(��� ��� ��������� ���M �E� 6�� �� ���� �������������� �������D @7����� ������� �� ��� ' ������� �� ���� ���������� ���������

DRDC Ottawa TR 2013-160 15

(��� �� �������� (�� �� ���,������ ������ ������� ��� ����� (��� ���� 1���� � M �B� 6�� �� ���� �������D "���� �� (�&����� �� �� ������'��� � ������ ���� �� �� ��������� ������ �� �� ��&�����=� �����&�� KCER!2L-

16 DRDC Ottawa TR 2013-160

2 Capabilities of Fullwave Electromagnetic

Models: Feasibility and preliminary Case

Studies

2.1 Solid Models

%�� ��&������� �� �� � ��R(�&� ������������� ������ ��/ ���� �� �����(��� �.� ������D

� *������D ����� �� ��������� 0��&��� ��P��� ��������� �7�����&��

� � ����D ������� ���� ����� �������� ������� ���� ����� ��(��� ���������� �������&� ������ ������� ������� ����� �����

� ����� �������D ���,(���'��� �)*+� N�&����� ������ �������&� �����

� < ��� �� ��� ������� ������ ��������D ������� ���0� ��� '��0����&��� ���0������ ��� ��� �������� '���0 (����� ��-

*� ��&� ��/ ���� �� �����(��� ����� ������� (���� ��� ��(������� ���� (�'������DAA(((-C����'��(���-���A���� �-���7�D

*@.:>�"

- !�!W+����W�J<"D �G<� ".%� "%9

�- C�EBW;������0�&W.;E!D �G<� "%9

C- 2BJCW.;!EW.��� �W��P�D �G<� "%9

!- II JW6�����W� �D �G<� "%9

2- B�ECW*��������W��P�D �G<� "%9

I- J JJW�������W3 �D �G<� "%9

E- JEB�WB�W.��� ����W"������W����W3������D �G<� "%9

B- JEJ2W"�����W��P�W"������W+ ����D �G<� "%9

J- JE! 3���0 � D "%9

�- JEIW!���W3������W9� �����D �G<� "%9

����� �.� ����� ��,����� ������� ������ ������ � �� ����� �� C� ������- %�� �.� ������� �� ��� ������ �� ������� �� ��� ���������� ���������� �� ���&����-

DRDC Ottawa TR 2013-160 17

- C2 !W"���W���W*�����W��&��&��D �G<� "%9

�)�.�"

- ���W���D "%9 ������ ���� �������

�- �2IEW���D �G<� "%9 ������ ���� ��(��

C- EJBEW"����W� ���W� ��D �G<� "%9

�>>�"

- �2�EW����W6������D �G<� "%9

�- !I W����W6������D �G<� "%9

<)��6%)�@

- �!B W9���D �G<� "%9

�- !2 �W+��0�����D �G<� "%9

C- 2J� W<���W��'���D �G<� "%9

�>�:)%@�" .�� @9@�%�>�6�"

- ��E!W����W9����W���� ��D �G<� "%9

%�� "%9 ������ ��� '� � ������ �� ������� �� ���� �� ��� ����� ����������"%� �����(�&� " ��� ��"% �*"� K!IL ��� .���� ����,���/ ��� �� � �� ���, ���� ��<""� K!EL- %�� �G< 5��� ��� '� ������� ��� �� G<�%� �������,���� 5���,��4������ ���,������� ���0��� K!BL ��� ��� '� � ���� �7����� � ".%�����- %�� ���� �� ������'�� (�� '�� �<"" ��� �"% �*"- �� ��� � � '��7������� (�� ������ � ��� ��� ��1�- %�� ��� �� ��� �� �� ������ ��� �������5��- 6 (�� �� �� �� ��� �� �� (����� �.� ������ ��� �� ���� (���� ��� ��� ������ � � '� ������� ������ � 5 ��� �� �� �� ������� ��� ��� �����-

"��� ����������&� � ��R(�&� ������ (��� ' �� �� �"%�*"- %���� ������ ��� ���� ��� � �7����� �� ����� �� �� (������ (�� ��� (��� � � ���� (�� � �����R(�&� ��� ������� ��� (�� ��� ������� ��� �� � )*+ ������� ��� ������1����� ����� ��- <�� �7������ �� ������ � � �� �� +�����J<" ����� � ��/ ����E � ��R(�&� ������ �� ����� �� %�'�� - %���� �� ���� ������ �5�� ��� ��� �������R(�&� �7������ �:*@�- %�� ���� �� � ������ �� �� )*+ ������ �� ���7������-

18 DRDC Ottawa TR 2013-160

(a)

(b)

(c)

(a)

(b)

(c)

Figure 11: ��� � ; ���� ��� �� ���� �� �� <����7.* ���)�� $�������������� �� �� �����)� �� =-< >�?��� ������8 0�1 )�� ����6 0'1 ���:@:����6 0�1 ���:@: ���� )�� ����� �� ��� �'���� ,����������� ������� �� ����)A�� B����������� �� ?������� ;������ ���� ������ �� ���)� �� �����&������ / ��

DRDC Ottawa TR 2013-160 19

6� ��� �.� 5���� �� �'��� � ��� � �� ������� �� �'���� ��� �7������ �� �7���������&��- %��� �� ��� ����� �� <�� �� - %��� �� �������� �� ����&��� �� (�����=������ �� �� (� ���������D � � (����� �� ���� ����� ��� ��� (����� � �� � ���'��- %�� ������ �������� �� ��� ��/ ���� (� ��� ������ R ��� (�� �� � ������ ��� ��� (�� �� � ��� ��� �� � �- + � '������ �� �������� �� �������� ���� �� �� �� ���� ��� ������ ��� ��� �'��� �� � � �������� ���- 6 ��������� � 5�� � (����� �� �� �'����� �������� �� ����� � ��4�� � '����������� �� �������� �� �� (����� �� ���� � �-

%�� � ��R(�&� @� ������ ��� &�� ��������� �� ���� �� ����� ��/ ������� ������� ���� ���- %�� ��� ����1�� �� � � ��R���� 6���� G���� �:)2 I� X C3�1� C 3�1� (�� C� 3+ �.�- � � ��� �� �� �� ����� �� �� �� (��� �� �������/ ������� ��� �� �� ����� �� � � C 3+-

"��� ���������� ����� ����� ��&� '��� ����D

- %�� @������� ��� ���������� ���'���� (���� �� )*+ ������ �� �� ������� -2 � �(� ���� �� ����- :��'���� ������ ��� �� ��/ ��� �7�����&����� ������ ���-

�- ������ (���� �� )*+ ������ �� �������� ' � �����R(�&� �7������ ��&�������� ���� ������ ��/ ������� ��� ��� '� ���� ���� ��� ��� ' �������,��� �� ������ ��������-

C- 6 ��� '��� ���5���� �� �� ������� ���/ ������ �� �� ����� ��� (�����.� ������ ��� �&����'��� ������ ��� '�(��� C�� ��1 ��� � 3�1 �� � �������� �� ����� ��-

!- 6 ��� '��� ���5���� �� �� (����� ����� ��� ��� ������ �4���� ' ���������� �� �� � ��� '��-

Table 1: 7��� �� �� �� ������� ���� �� <����� 7.* 0������ ��������6 �����������6 �� $�? ������������ �� ��������1

��� ��� ��������� ��� �� � ���������.����� ���

3 � ��� 3 � O .����������� ��� ������ O .����������� O 3 � ������ O 3 � O .�����

20 DRDC Ottawa TR 2013-160

2.2 Summary of Project Setup and Requirements

%�� ���/ ��� ����� �� ��� ��� ������ �� �� ���� �-C 3�1 � C 3�1-

6� ��� �������� ������� (������ ��� ������� ���� �� (������� ��� ������� �� ������������� ���� ���� �:@�� '��� �� ���� ���� ���� ��� '� �������� �� �� ���/ �������� �� ������- %�� ����� ��� ��� � �� ��� ����� (�� &�� ���� ����� ��������� �� (��� �� ��� 1���� ��� ����� ��� &�� ���� ���� ����-

%�� � ��� '�� �� ������� �� � ���,��������&� ������� �� ����� �&� ����������� � �� ��� � � �� "A�- %���� &�� �� ��� ����� � ���� �� � ���� �� �� ��(,3�1 ���/ ��� ����� ���� ��������� �� ��� �� ��� ����������&� �� � � ��� ��� �� ��� ' ��- 6 ��� �� '� ���� �� �� ����� �&� ��������� �� �� ��� &����4���� ��� � � � � ��� "A��- < ���� � ���� � � �������D � � �� �4���� ���/ ��� ���������� �� ����� � �&�� �� �� ��������� ��� �� ��� ��� �� ���'����� ��� ��M ��� �� ����� �� �� '�� �� ����� �� �� ���� � �� ������ �� (����� ����� ��- <��/ ��� ���������� ��/ ���� ��������� ���� ���������� ���� ��� ��� �� '� �&����� �� �����'��-

� :����� ����������D +�����J<" �:���� *�&� @7�������

Table 2: ������ �� ���C�� D<����� 7.* E

� �� ���� � � ��� ! ������ ��� � � ���

��� ��� ��7 ��� � �'�� ����� ��7 � �'�� ����� ��� ������� �� ���� ����� ���&������� � ���� '������ �+2-�22 � 2-II�BC ��EE�EI� ,B� �+ �� �, � �� �� I� E2�

� :����� ����������D ������ �:���� *�&� @7�������

Table 3: ������ �� ���C�� D7 �:@:E

� �� ���� � � ��� ! ������ ��� � � ���

��� ��� ��7 ��� � �'�� ����� ��7 � �'�� ����� ��� ������� �� ���� ����� ���&������� � ���� '������ �+I-��E� B-!I�CC J�CIC��2� ,B� �+ �� �, � 2� �� C�� C����

DRDC Ottawa TR 2013-160 21

� :����� ����������D ������ O +�����J<" ���� �:���� *�&� @7�������

Table 4: ������ �� ���C�� D7 �:@: ���� <����� 7.* E

� �� ���� � � ��� ! ������ ��� � � ���

��� ��� ��7 ��� � �'�� ����� ��7 � �'�� ����� ��� ������� �� ���� ����� ���&������� � ���� '������ �+I-��E� B-!I�CC J�CIC��2� ,B� �+ �� �, � 2� 2J� �2� C����

6� �� �����(��� �'��� �%�'�� � � %�'�� !�� ����������&� ��� ����� �������� � � ���"%�����(�&� " ��� K!IL� ��� ������'�� �� ���� �� �� ��������� �� �� ��� ������� � �� (��� �� ���� ��� ��� ����� ��/ �������-

%�'�� 2 ���� �� ��� �� ������� �� ��&� '��� ��� ����- %�� ���� ��������/ ������� �� ������� � E ��� �������'�� �� ������� ��� ���� ����� �� %�'��!-

%�� ��� ��������� ������� ��� ���� ���� ���� � �������� ������ ����� K��� ���,��� B ��� J �� %�'�� 2L- %�� ������ ��� ��� ����� ���������� ������ (���� ��/ ���5�� ����� ��������- *��� ����� ������5������ �� � �'�� �� ���� ����� �� ���� ����� �� �J ��� �� ���� ������ ��� �7����� (� ��� ��� � � ��,���� 6����

G���� �:) 2 I� X C 3�1� C 3�1� (�� C� 3+ �� �.��-

<�� � �� � ����� �&�� ���� ���������� ��������� (��� ��&� � '� ����������� (������� ������� ���� �� ��������� �� ���� �� �� �� � �� �� (����� � ��� ��� ���0��'���� ��-�-� 0���� ��- 6 �� ��&���'�� � �������� �� ������5����� �� ���� �� ����� ��� �� �� � ��� '��- %�� ������ �� ������5����� � � '� ����� �� ������ ���� � ���� �� �4�� �� ��� ��� �� �� ��� �� ��� �� ����� �� �� �� (�����- %�������(��� ��5����� ��� ��� ��� �� ��,������1�� ��� �����,������1�� '��0�������5����- %�� ��,������1�� '��0������� 5��� �� �� '��0������� 5��� (���� ������1,���� �� �� ���� �� �� �� �� ������� 5��� ��� �� �����,������1�� '��0�������5��� �� �� '��0������� 5��� (���� ������1���� �� ��������� � �� �� �� �������5���- ��� �� �� ���� ��5����� ������� � �� ����� �����,������ �� � ���� ������� ����� �����,������ �� ���� ���� ���� �� '��0������� 5���-

22 DRDC Ottawa TR 2013-160

Table 5: "��� �� ���������? ���������� ���C��� $��� '��� ���������

"�! # ��������

- +�����J<" 3 � �� ���� �����M �����,(�&� �7������ �:*@��- ������ � ��� ����� ������� �� ���� �����M :*@C- +�����J<" �� � ������ � ��� ����� ������� (�� � � � �'�����

�� ���� �����M :*@!- +�����J<" �� � ������ ������ � ��� ����� ������� (�� � � ���� �����

�� ���� �����M :*@2- +�����J<" �� � ������ �'��0� � ��� ����� ������� (�� � � � '��0

�� ���� �����M :*@I- 3������ 3������ �� ���� �����M :*@E- .;!E .; ���� � ��P� �� ���� �����M :*@B- +�����J<" �� � .����� 3 � �� ���� �����M )*+ ������ �7������J- ������ �� � .����� � ��� ����� ������� �� ���� �����M )*+

������

DRDC Ottawa TR 2013-160 23

2.3 Some Weapon Signatures

%�� ����� ��� �� �� � �'���� ��&� '��� � ����D � ������ �� ���� � # � ��� � ������������ �� +�����J<" ����� �� ��� �� � ����� ��P� .;!E- %�� �� � ������ ���� �����7���� ���������� ��� ���(� �� <�� �� �- .�� �'���� ��� ����������������� ���� ����-

<�� �� C ���(� �� �������1�� ����� �� ������ �� �� ,������1�� ���,���� ���R1��� �,5��� ��� �� �� � �'����- 6 �� ����� �� �� �����&� ������� ����� �� ������� ��� �� �� �'���� �� &�� ��4����- <�� �� ! ���(� �� �������&� ��,��� ���������� ������� ���"�- %�� ��" �� �� .;!E �� � �� ������� ��� �� ���� �����'����� (���� �� � � � �� ������ ��1�- .���� .;!E ��� ��� &�� ����� ��������� ��-EC�E 3�1- "���� �� .;!E ��" �� � �� ������� ��� �� ��" �� �� ���� �����'����� ��� '��� &���'���� �� ��" �� �� ������� �� �������� ��� �� ����� � �������� ����� �� <�� �� 2- *� ���� ��� �� �� .;!E ��� ������ ����� ���������'���( C�� ��1- %��� �� ���(� �� <�� �� I (���� �� ��,��� ��� �����,��� ��"�� .;!E ��� ����� ���� �� ��1 � C 3�1- . ����� ���0 �� �� ��,��� ��" ���'���&�� � �!2 ��1-

%�� �����,��� ��,������1��� ���R5��� �������1�� ������ �� �� �� � �'���� ��� ������� <�� �� E- 6 �� ����� �� �� �����,��� (����� ����� ��� ��� ��4���� ���� ����,��� ����� ���- %��� �� �� ��������� �� ������1���� ��&���� ��� �� '� �7��������� �� � ����� �� ���� �����5�����- %�� �����,��� ��" �� �� �� � �'���� �������� �� <�� �� B ��� <�� �� J- %�� ���0 �����,��� ��" �� .;!E �� � �-CJJJ3�1 (���� �� � �� ������� ��� �� �� ���/ ��� '��� �� �������� � �� ���0 ���� ��,��� ��"-

24 DRDC Ottawa TR 2013-160

radius a = 3 cm length: 13 cm

width: 9.2 cm

length: 16.6 cm

width: 10.6 cm

thickness: 4 cm

length: 50 cm

width: 21 cm

thickness: 3 cm

(a) (b)

(c) (d)

radius a = 3 cm length: 13 cm

width: 9.2 cm

length: 16.6 cm

width: 10.6 cm

thickness: 4 cm

length: 50 cm

width: 21 cm

thickness: 3 cm

(a) (b)

(c) (d)

Figure 12: 4����� �� ��� �� �'C��� $��� '��(������� ��)������ �� ������80�1 ����6 0'1 ��� )���6 0�1 <����7.* ���)��6 �� 01 ��������� ��F !G��

DRDC Ottawa TR 2013-160 25

0.5 1 1.5 2 2.5 3

x 109

0

0.1

0.2

0.3

0.4

0.5

0.6

0.7

0.8

0.9

1

frequency (Hz)

no

rmal

ized

mag

sp

ectr

um

sphere

grenade

beretta

AK47

Figure 13: �������� ��)���� ������ �� �� ������ 0���������1 '��(������������� ��H� �� ���� �'C���8 ���� �� ����� � I 2 ��6 � ��� )���6 ��<����7.* ���)��6 �� �� ��������� ��F !G��

Figure 14: ������ 0���������1 �� �� ���� �'C���8 ���� �� ����� � I 2 ��6 ���� )���6 �� <����7.* ���)��6 �� �� ��������� ��F !G��

26 DRDC Ottawa TR 2013-160

Figure 15: �� �� *,4� /G $������ �� ������ �� �� !G��

0.5 1 1.5 2 2.5 3

x 109

0.2

0.4

0.6

0.8

1

1.2

1.4

frequency (Hz)

RC

S a

mp

litu

de

spect

rum

(m

2)

Y pol, PzEy

X pol, PzEy

Figure 16: �� ����� ��� !G� ���$��) � ��C�� ��$���%���� ��( �� �� �������� �� :G3 75��

DRDC Ottawa TR 2013-160 27

0.5 1 1.5 2 2.5 3

x 109

0

0.1

0.2

0.3

0.4

0.5

0.6

0.7

0.8

0.9

1

frequency (Hz)

no

rmal

ized

mag

sp

ectr

um

sphere

grenade

beretta

AK47

Figure 17: �������� ��)���� ������ �� �� ��������� 0&��������1 '��(������������� ��H� �� ���� �'C���8 ���� �� ����� � I 2 ��6 � ��� )���6 ��<����7.* ���)��6 �� �� ��������� ��F !G��

Figure 18: ��������� 0&��������1 �� �� ���� �'C���8 ���� �� ����� � I 2 ��6 ���� )���6 �� <����7.* ���)��6 �� �� ��������� ��F !G��

28 DRDC Ottawa TR 2013-160

Figure 19: �� �� *,4� /. $������ �� ��������� �� �� !G��

DRDC Ottawa TR 2013-160 29

3 Parametric Studies in Terms of Distance,

weapon, Size, Mutual Position and

Polarization

3.1 Defining the Weapon Signature

%�� ��������� � ���� ��&� ��� ��( '��� ������ � �� ���� (���� �� ���� �� ������ ����� �� � ������� �� �� � ��� '��� �-�-� ���� ��� �� ���� �� ���� �� �� ��' �� � ���-

%�� ���� ����� ��� ��� '� �7����� ���� (� ��4���� ��������� ��� �� (���4���� ��� �� �7������� ��� :*@ ��� �� )*+ �������-

3.1.1 Plane Wave Excitation (PWE)

%�� (����� ����� �� �� �7������� �� ���� �� �� ������7R&�� �� �������� ���R1��� 5���� �-�-� �� ������� 5��� �� �&�� ��� �� �� �������� ���� (���� �� �����(�&� �� �������- %�� ��� 5��� �� ��/ ���� ��� �� (����� �� ���� �����- %��� ���������� ������ �� ��-

.����� (����� ����� �� ��� '� �'����� (��� �� (����� �� �� �� � ��� '��-%���� (� ��� ������ ��� ��������� R ��� (�� �� � ��� ����� ��� ��� (�� ��� ��� ��� �7��� �� ���� �������� ��� �� (����� �� �� '��- 6� �� 5����� ������ �� ��� 5��� �� �� � ��� �� ������ �� �� �������� ��- 6� �� ��������� ������ �� �������� ��� �� �� �� �� � ��� (�� �� (�����- *� ��� ����'��� �� (����� ����� �� �(��� � ������� �� �� � ��� '��� ��

����� � ��� � �� ��!�

6 �� ������� � ������� ����� (�� �� �� ����� � �&�� �� �� ������� �� ��

(����� ����� �� � � � �� ����� ���7��� �� �� � ��� '��-

6� ��� ������ �� ����� �� �� �� +�����J<" ����� � �� � ���� �� ���� ��������D

� ����� � � �� �'����� �(��� �������

� ����� � �� �� ���� ���� �� ������

� ����� � � �� '��0 ��'�&� (����-

6� ��� ������ �� ����� (�&� �� ������� ���� �� ���� ��� �� &������� ������1��- %������ ����� ��� ���(� �� <�� �� ��-

30 DRDC Ottawa TR 2013-160

(a) (b) (c) (a) (b) (c)

Figure 20: ��� ����������� ��������) ��� ��������� �� �� <����7.* ����)�� �� �� '��8 0�1 �����6 0'1 ��6 �� 0�1 '��(� ,� ��� ���� �� ���� $�? �������� ���� �� ����� �� �� ?�������� ��������

3.1.2 Excitation with an UWB Antenna

6� ��� ����� �� ����� �� �� ��� '� �7������� �� ���� �� �� ��P����� ���8������� ���� ��� � �� ������ ��������- %�� (����� ����� �� �� ��� �'����� ��

����� � ������� � ������ ��2�

(���� ����� �� �� (����� ����� �� �� �� �������� �� �� ������ ����� ��� �� ����

������� �� �� ��P����� � �� ������ �������� �� �� �������� �� �� (��������� ������ �� �� ��P����� ���8���� �� �� ������ �� ���� �����- %�� �'���������� �� ��� ��� '� �������� � �� ����� �� �� �� (����� �� ���� ����� ��(��� �� �� (����� ����� �� �� �� �������� �� �� � ���� '�� �'����� ' �������R(�&� ��� ������� K����� � �� ���&�� � � '������L-

< ����� �� (����� ����� �� �����&�� ' �� )*+ ������ � � '� � ���� ����� ����� (���� � �� '�� (���- "������� � �� ���� �� � �����R(�&� �7�������(� ��/ ��� �� ������ �� �� ��� �� �� ���� �� � � ��� ����� ��� �� �� ���� �� �� ��� (�� �� (�����- %�� (����� ����� �� �� ��� ��������� ��

������ � �������� � ������� ��I�

(���� �������� �� �� �� �� �� �� ����� (���� �� (����� �� �� �� � ��� '�� ���������� �� �� �� �� � �� ������ �������� (���� �� � ��� �� �� ��� ���������� (������-

DRDC Ottawa TR 2013-160 31

%�� (����� ����� �� �� ��� ��� ' �� )*+ ������ �� � '� � ���� �� �������� ����� �� �� ������ (��� �� )*+ ������ ������ (��� '� ��������- %���(��� ���� ���'�� � � �������� ��� ���� �� ��&�� �� �� �� (�� ������ � ��������� '�(��� �� ������ ��� �� ����- *� ��� �� �� ��������� '�(����� � ��� '�� �� � ������� ��� �� )*+ ������ �� ��0�� � '� �� ���� � �������&�R����R5��� �� ��������R����R5��� 1���� ���������� �������� �� �� ��� ��������- %� �������� �� ��7�� � ����� �� �� ����� (� ���� ���� � 0��( �������&�� ������R�R����� ����-

3.2 Weapon Size

%�� (����� ��1� �4��� �� ����� �� �� ��� �� (� ����������- <���� �� ��1���������� �� �������� ��������� ���/ ������- %�� ����� �� �� �� �������� � ���,������ ���/ ������ �7��'���� � ������������ ���0 �� ����� ��- %�� ������� ��(����� ��� �� ������ �� ��������� ���/ ������- %�� �������� ���/ ������ ���������� ����� ����� �� �� ���R��� �������� �9%�� �� � ����- 6� �� �'���&�� ��"�� �� ��&�� ���/ ��� '��� ��� �� ���0� ' �� ���������� (�� ���/ ���� �� �������������� � � '� ���� �� � ������ ���/ ��� '���- " �� ����������� ������������" �� ���� �� <�� �� ��� �� ���� �� � ������� ������ K��� ������� ������L- %��������� ������ ����������� � ���� ��1�� �� �����7����� ��� �� ����- 6� �� �����/ ��� '��� �� ������� �� ��" �7��'�� ��� �� ��&���� ���0� �� �������'�� ���,�� ���� ��� ��� ���/ ��� '��� ����� (���� �� ����=� ��������� ������- %��� ��� ������'�� �������� ��� � (����� ������� ���� '���� �� ������� ����� ���-

"������ �� ��1� �� �� ���� � �� ������ �� �� ����� �� ��� ��������� �� ���� ��������,���� ���- %� �� �&�� �� �� ������� � ��� ���� �� �7��� ���������� ���� �� � �� ��-�-� �� ���/ ��� '��� ���� �� ������ �� �� �� (����� ������������/ �������� �� ��" �� ���� '� ����� � � � �� ��1� �� �� ����- .� �� ����'������ ��&���� (�&������ ��� ������� �� ��" ���������� �� �����R������ �� ������� ��������� ��� � �� �������� �� ��������� K��� <�� �� � >����� ������L-

%��� �� ��� ����� (�� �� ��" �� �� +�����J<" ����� � (���� (�� ���� ������ ���� ���/ ��� '����D ���� 2� ��1 � C�� ��1� ���� C�� ��1 � C 3�1� ������� C 3�1 � J 3�1 K��� <�� �� � L- 6 �� ����� �� �� ��������� ������ ��� ���(����� ���� �����7����� '�(��� �2� ��1 ��� C 3�1-

< ���� ���� ����� ������ � �� ��������� �� �� �'��� ��1� �� �� ��" �� ��&��'���( ��� ���� ������ ������-

32 DRDC Ottawa TR 2013-160

1 2 3 4 5 6 7 8 9

x 109

0

0.05

0.1

0.15

0.2

frequency (Hz)

RC

S a

mp

litu

de

spect

rum

(m

2)

Y pol

x

y

incE

P

Figure 21: �� ��)���� �� ������� �� �� <���� ���)�� �� � $�� ��%�������) 0���� 3@ 75� �� . 45�1� �� ���� $�? �� ������ ����) A� 0� �������)?���� B �� ���� �� H� �� ������� ����) �1

DRDC Ottawa TR 2013-160 33

L

D

P

E L

W

T

P

E

L

H

W

T

PE

(a) (b) (c)

L

D

P

E L

W

T

P

E

L

H

W

T

PE

(a) (b) (c)

Figure 22: �� ����� , �� � ����� �� ���� ������������� �������� 8 0�1 ,�������6 0'1 ,�����6 0�1 ������� �� ���� $�? &�������� �� ����) � �� ��� H� ��&���������

3.3 Weapon Shape

Table 6: ;�������� �� �� ����� ����� ���� �� ��%����� ���� @�2 �� 2 45�

6,������� ��� ��� 6,���� ��� ��� �,������� ��� ���� 9 � 9 * % 9 � * % - �� � �� � C �� 2� �2 C�- ��� �� ��� �� C ��� �� 2� CC- C�� C� C�� C� C C�� 2� E2 C!- !�� !� !�� !� C !�� ��� �� C

6� ����� � � � �� �4�� �� �� ����� �� �� (����� ����� ��� (� �������� ������� �� ������ ������D �� S6= ����� ��-�-� �� ����� �� � 0���� �� � ��P�� ��� ��S�= ����� ��-�-� �� ����� �� � ����� ��- %�� ��&�������� �� ���� ��� �� ������� ���� ����� (�� �� ��1� �� �� �'��� �� �� � ������������� ��� �� ���� ��'�� ���/ ��� '��� ��� '� ����- %�� ��� ���� �� � ��� ��� ���(� �� <�� ���� ��� ���� ���������� ��� � �����1�� �� %�'�� I-

%�� ��,��� �G ���� ��" �� �� 6,�������� ��� ����� �� <�� �� �C- 6 �� �'&�� � �� ���� ������� ��������� �� ��1�� �� ����� ��������� ����� �(��� �� ��(�� ���/ ������-.�� �� � ������� ��(�&��� �7��'� � ���� ��� ����� ��������� �� �� ���/ ��� '���'�(��� �-C 3�1 ��� C 3�1- %�� �����,��� ��" ��� �������'�� �������� ��� ����,��� ��" ' � ����� �� ������ ��� ��� �� ����� ����- N�� ������� ��� �� ����'���&�� �� �� ���� �� �� 6,����� (���� ��,��� ��" ��� ����� �� <�� �� �!- %�������,��� ��" ��� ����� �������'��- . �� ��( ���/ ��� ���� �� 6,���� ������������ ����� �������� ����'�� ���� ���� �� �� 6,��������- %��� �� � � � �� ���

34 DRDC Ottawa TR 2013-160

Figure 23: ������ 0J����1 �� �� ,�������� ���� @�2 45� �� 2 45��

Figure 24: ������ 0J����1 �� �� ,������ ���� @�2 45� �� 2 45��

DRDC Ottawa TR 2013-160 35

Figure 25: ������ �� �� �� 4 ����� ���� @�2 45� �� 2 45��

Figure 26: ��������� �� �� �� 4 ����� ���� @�2 45� �� 2 45��

36 DRDC Ottawa TR 2013-160

�� �� ������ �� �� (� ��� �� �'���� ��� �� ������&� �������� (���� ���������R�������� ����� ��������� ��� ���� �������- %�� ������&� ���� �� �� ������� �����5� � ��� ���/ ��� '��� (���� � '������ �������'�� � �� (�&������� ���� ������� � ���- %�� �����R�������� ��������� ��� �� ����� � ��&� � �����5��������-

%�� ��,��� ��� �����,��� ��" �� �� �,����� ��� ����� �� <�� �� �2 ��� <�� �� �I-%��� ��� ���� �� �����5��� �����,��� �H,���� �� �� ���� �� ����� ������� ��� ����,��� �� ���� (���� �� � � � �� �������� �� � ���� ������� �'��� ����� �� ,�7��-%�� ����� ��������� �� � �,���� �� �� ���� ����� $ �� �� �� �� 6,������� �� ���(�� ���/ ��� ��� �� �� �� 6,�������� (���� �� � � � �� �&����� �������� ���� ����� �� �� ������� �'��� ��-�-� $�% � $�- %� �� �� ��(�� ��������� �� �������� �,���� ���0� '���( �-C 3�1-

<�� / ��0 �����7�������� �� �����(��� � �� �� � �' ��� '� ���D �� �&����� ��������� �� �� �'��� ��-�-� ��� � �,������ ��� �� $ � % �� � (��� � ������� ' ������ �� � (��� ��&� �� �����7���� &�� � �� �� (�&������ � �� ��(��R���/ �������� ��������� �� �� �� � ��- <�� � ��� 6,������ �'���� �� �&����� ���� ������� ����� $- 6� �� �'��� �� ���0�� ��-�-� ��� �� 6,�������� � � $����� �� ���������� �&� �� ��0�� � '������ ��� ���� �(��� ��(�� ���/ ������- 6� �������� (��� ������� ���� �� �� �'��� ���������� ��-�-� ������� � '�� ��������� �� �����R������������� �� �� �'��� ��-�-� �� ������ �������� ��� �� '� � ������� ' � ����� �� ��� ����� � �'��� �� �����7���� &�� � �� �� (�&������ � �� ��(��R���/ �������� ���������- .���� ��� � �� T�� ��Y �� T� '����Y �'����� �� ���������� ��� ��������� ����-

%� �� � ���/ ��� '���(��� ���� C�� ��1 � C 3�1 �� � ��'�� ��� ������� ���,������ ����� ��� �� ��� 6,������ �'���� �� ����� ��(���� '�(��� 2 ��� 2� ��-*�� ���� ���������� ������ � �� �� ����� ��� �� ���� ����� �� �� ��� ��,����� �����- %�� �'�&� ���/ ��� '��� �� �'&�� �� (��� � ��� ��� ��������� �������� ��� ����� ��� �����-

3.4 Weapon Orientation and Incident Wave

Polarization (Beretta in Open Space)

%�� �4�� �� �� ������� ��� ��������� �� � ����������&� (����� ��� +��,���J<" ����� �� (�� ������ � �� ����� (�&� �� � �����1�� ����- *� ������������ ����� (���� �� ����� � �� ��� ������ (�� � ����� (�&� ������� ����� ������� � ��� ����� ��- *� 5�� �������� �� ���� �� �� ����� (�&� ����� �-

DRDC Ottawa TR 2013-160 37

x

y

2P

3P

incE

P

x

z

2P

1P

incE

P

z

y

3P

1PP

incE

(a) (b) (c)

x

y

2P

3P

incE

P

x

z

2P

1P

incE

P

z

y

3P

1PP

incE

(a) (b) (c)

Figure 27: �� ���������� �� �� ���)�� $��� ����� �� �� ���� $�? ����������) � �� �� �'��?����� ������ �� $���� �� �� �� ����� �� B������) ?����B ���$� �� ������� �� ������ �� �� ?���� ���$� �� ��H� ������������� ������� B/ ����� � ���������� ����� $��� �� ������ B: �� B2 �� �� .@ )������) & �� K�6 ������?��� �� ������� ���� �� ��� �'��?����� ������ �� ��$���� �� ��� �� ���� K ��� �� ���� ��������) ��������� �� ��� ������ ���� �� ��� ����

3.4.1 Plane Wave Along Z (Broadside Illumination)

%�� ������1���� �� �� ����� (�&� ��� �� � � ��������� �� ��� ���� ��� ��� ������� <�� �� �E- %�� ���� ���������� � (���� �� (����� ��" �� ��&�������� ������(� ' �� �'���&���� ����� ��� ��� ��� ��- ��� �� �� ��" �� � ���R1���/ ��� ��� �� �������� ���� �� ���� �'���&���� ����� � �� (����� �� <�� ���E ��� �� � ����� Z �� ��� ��� ����������� �� ���������- .�� ���� ����� ����� �� ��� 1���-

%�� �,� , ��� �,������1�� ��" ��� ����� � ����� ��� �� ��� ��� �� <�� �� �B�<�� �� �J� ��� <�� �� C�� �������&��- . �� ��������� �� ����� '�� �� ��, ��������,������1�� ��" �7��'� ����� ��������� � I!2 ��1- %��� ��������� ������� ������ �� ��" � �� ��� ��- .�������� ����� ��������� ������� �� �� ��,��� �H ������" � �� ��� �� �� (��0��� � ��-

6 �� ����� ���� �� ���� �� <�� �� �B� <�� �� �J� ��� <�� �� C�� �� � ��&�� ��"������� ������� ��� ��� ���������� �� (����� � �� ��/ ���� �� � �������� �� �� �� ��� �� � ����R��������� ��� ���������- %� &���� ��� ����� ����� ���� ������1���� ���� ��" �� ����� ��� �� ���� �'���&���� ����� �� � ������� ��� K<�� �� C � <�� ��C�� ��� <�� �� CCL- +�� �� H, ��� G,��� ��" ��� �� �������'�� ����� ��� ���&�� ������� ���/ ��� ���������� �� �� �������� ��� �� ��������� ���������-

� � � �� ��������� �� �� ���'���� (� �7��� ������� ��� �� �� �� �,������� (�&�

38 DRDC Ottawa TR 2013-160

Figure 28: �� �� �� <���� ���)�� �� B/ 0���������� ������6 ����) K�1� ��LM����# �� �� ���������� $��� �� LJ����# �� �� ������������� $��� ����� ���� ������ $�? 0�������� ������� ����) �1�

Figure 29: �� �� �� <���� ���)�� �� B: 0����) &1� �� LM����# �� �� ���������� $��� �� LJ����# �� �� ������������� $��� ����� �� �� ������ $�?0�������� ������� ����) �1�

DRDC Ottawa TR 2013-160 39

Figure 30: �� �� �� <���� ���)�� �� B2 0����) K�1� �� LM����# �� �� ���������� $��� �� LJ����# �� �� ������������� $��� ����� �� �� ������ $�?0�������� ������� ����) �1�

Figure 31: �� �� �� <���� ���)�� �� B/ 0���������� ������6 ����) K�1� ��LM����# �� �� ���������� $��� �� LJ����# �� �� ������������� $��� ����� ���� ������ $�? 0�������� ������� ����) �1�

40 DRDC Ottawa TR 2013-160

Figure 32: ������ 0M����1 �� �� �� <���� ���)�� �� �� ��� �'��?����������� B/6 B: �� B2 ��� � �������� $�? ������� ����) ��

Figure 33: N���� �� �� �� <���� ���)�� �� �� ��� �'��?����� ������ B/6 B:�� B2 ��� � �������� $�? ������� ����) ��

DRDC Ottawa TR 2013-160 41

Figure 34: ������ 0J����1 �� �� �� <���� ���)�� �� �� ��� �'��?����������� B/6 B: �� B2 ��� � �������� $�? ������� ����) &�

Figure 35: ��������� 0M����1 �� �� �� <���� ���)�� �� �� ��� �'��?����������� B/6 B: �� B2 ��� � �������� $�? ������� ����) &�

42 DRDC Ottawa TR 2013-160

x

y

2P

3P

incE

P x

y

2P

3P

incE

P

(a) (b)

x

y

2P

3P

incE

P x

y

2P

3P

incE

P

(a) (b)

Figure 36: ����������� �� �� ������ $�?� �� �$� �����$��� ������������� �� ��<���� ���)��� �� ���� $�? ������������� ��8 0�1 B&��6 0'1 B��&�

�� �,������1��- 6������ '�� �� ��,��� �G ���� ��� �� �����,��� �H,���� ��" ��������� ����� ��(R���/ ��� ���0 �� �� �������� ��� �� ��������� ��������� K���<�� �� C! ��� <�� �� C2L-

6� � ����� (� ��� ����� �� �� � '����� �������� �� �� ����� � '���� �����5�����&������ � �� ���� �����������- 6� ���� (����� ��� � ��&�� ������� �� ����������� ������� ���� (��� '� �� �����5��� ��&����� �� ��/ ����� �� �������5��� � ��4���� ��� ��� ��������- 6 (� �� � 8�� � ���� �� �� '��0����� ���->� �� ���� ����� ��������� '�� ��, ��� �����,������1�� ����� ��� � �� ����,���&�� ������� �� �� ����� �� '�� �� ���������� �'� �� ���� �� ����������(�� � ������ ������� ������1�� ������- . � ��R������1���� ���� �� ������'��-

3.4.2 Plane Wave Along X and Y (Narrow-side Illuminations)

6� ���� ���������� �� ��������� �� �� ����� � (�� ������ � �� ���'�� ��,������� ���� ������� �� ���� �� ������'�� �� �� ���&�� � � '������� ��� ���������� �� �� ����� (�&� �� �������- %��� �� ��� ����� �� <�� �� CI- %��� � � ��������� �� ����� � �&�� �� �� ����� �� �� � �� ������� �� �� (����� ����� ��������� ������-

%�� ���� �� <�� �� CI� �� �������� � �� S���= �� &��( �� �� :����� &���� ������,��� ����� � ��� �� �,5��� ������1���� ����� - %�� ���� �� <�� �� CI' �� �������� ��� S��� =- <����(��� ��� �������� ��� �� ����� � ���� �� �� ���&�� � � '���������������� ����� �� ��� ������ �� S��= ��� S��� =-

%�� ��,��� �H ���� ��" �� �� ��� ���� �� �������� � �� �� �� �� ����-

DRDC Ottawa TR 2013-160 43

0.5 1 1.5 2 2.5 3

x 109

0.02

0.04

0.06

0.08

0.1

0.12

0.14

0.16

0.18

0.2

0.22

frequency (Hz)

RC

S a

mp

litu

de

spec

tru

m

Y pol, PzEy

Y pol, PxEy

Figure 37: ���������� �� �� $���� ������ �� $�� �� �� ��������� ���� ������� 0B���1 �� ���� �� �� 0B&��1�

0.5 1 1.5 2 2.5 3

x 109

0.05

0.1

0.15

0.2

frequency (Hz)

RC

S a

mp

litu

de

spec

tru

m

X pol, PzEx

X pol, PyEx

Figure 38: ���������� �� �� $���� ������ �� $�� �� �� ��������� ���� ������� 0B��&1 �� ���� �� �� 0B��&1�

44 DRDC Ottawa TR 2013-160

6� '�� ������ �� �,5��� �� ������1�� ����� - %�� ��4������ �� �� �� ����� ����� �������� (���� ��� �� �� �����(R���� ��� '�������� ��� �������� �������&��-%�� (����� ��" �� '�� ����� ��� �������� �� <�� �� CE- %�� ��(R���/ ��� ���,������ � �'� IC2 ��1 �� ������ ��4���� ' �� ����� �� ��� �������- %������R���/ ��� ����������� ��(�&��� ������ �����5����-

"�������� (� ������� �� ��,��� �G ���� ��" �� �� ��� ���� ������(R����� (�� ����� �'��������� ����- <�� �� CB ���(� �� �� (� �� ��� ��4�� ��� �����5������ �� ����R���/ ��� ��� �� �� '���-

6� &��( �� ���� �'���&������ (� ��� ����� �� �� �� �������� �� ��� ������� ������ ��P ���� ������ �� (�����=� ��������M �� ���� ��������� ����� ������ ������� ���/ ������- %��� ��� '� �7������� (�� �� ��� �� �� ��" ������� ����� �� �� �������� ���������� ' ���� �� �� (����� �����R������ �����&� � ��(�&������- . '�������� ��� �������� �� (����� ��������� �����R������ �� ��������� ���(��� (�� ���/ ���- %��� �7������ �� � �� ������ ��4������ '�(��� ��'�������� ��� �� �����(R���� ��� ������� ��" � ������ ���/ ������ ��� � ����(R���/ ��� ��� (���� �� �������� ��������� �������� �� �� ��-

6 �� '� '���5���� � �7���� (� �� ���� �������&�� ������ (���� ��� ����� ��� '��� ���� ��4���� ������- %�� ������ ��� ������ ����������� �� ��������������-

3.5 Weapon Position on the Human Body (Beretta and

Man)

����� (����� ������� ������ � �� ������� ��� ��������� �� �� (����� (�������� � �� � ��� '�� ��� � ��&�� ������� (�&�- "� ���� C �������� ��� � ������� ��������D �� ���� �� �� '��� �� �� ���� �� �� '�� ��� '����� �� '��K��� <�� �� ��L- %�� ���� �������� ��� �������� � �� S<���=� S"���=� ��� S+��0=-

)���� @/ ���� ��!�� �� ����� �� �� �� +���� ����� � �� ���� ���� ��� �� ������������ �� �� ���� �� � 1,������� (�&� ������1�� ����� �:1@ ����� (�&�� ������ �� �� ��� 5���- %���� ����� ��� ��� �������� (�� �� �������&� (����� ��"(��� �� (����� �� �� ���� ����� ��� � ����- ����� ��� ���,5��� ��� �� ��� ��������� : ��������� �� ���-

%�� (������ (��� �� ���� �� �� � ���� ��P ����� ������ '�� �� ����� �� ����� ����� �� �� ���,5��� �� ��- %��� �� ��������� � � ��� �� �����,������1���� ����-%��� �� ��� ����� �� <�� �� CJ ��� <�� �� !� ��� �� ��,��� ��� �����,��� �� �����������&��- %�� ��, ��� �����,��� �� ��� �� �� (������ (��� � �� � ������� ������ �� �� ���� ��� �������� (�� �� ��, ��� �����,��� �� ��� �� ���� ����� ��<�� �� ! ��� <�� �� !�� �������&��- %�� �� ��� �� ���� ����� ��� �� �� ��������

DRDC Ottawa TR 2013-160 45

Figure 39: ���������� '�$� �� ������ 0M ���1 '��(������� ��� H� ������ B/ �� �� ��� �� �� ��� $��� � $���� ,� *���� �� �� �� ��� �� � ������� 0�� $����1�

�� �� � ��� ��4�� �����5����- 6 �� ����� �� ����� �� ����� �7��� '�(��� ����� ��� �� (������ (���� �4��� �� (����� ����� ��- H�� �� ����� ������������� ������� ���� �� � ����� ���� �(��� ��(�� ���/ ������ �� �'���&�� �� �� ������ �� (����� � ������� � �� � ��� '��-

%�� (����� �� ��� �� �� ����� �� � ����� � � �� ���� �� �� � ��� '�� ������(� �� <�� �� !C� <�� �� !!� <�� �� !2 ��� <�� �� !I- %�� ��4������� '�(����� ��,��� �� ��� �� �� ��� ��� �� ��� �� � �� � � ��� &�� �����- ��(�&����� ��� �����5��� �� �� �����,��� �� ��- %�� (����� ����� �� (��� � �������� �� ���� �� �� ��� �� ���� �����5���� �� �� ����� �� � �� �� �� ���� ����� ������� �� �� �� (����� ����� �� �������� �� ���� ����� ��� � ����-

%�� ��� �� ��� �� (����� �� ��� (��� �� (����� �� � ������� � �� '��0 �� ��� ��� '�� ��� ���(� �� <�� �� !E� <�� �� !B� <�� �� !J� ��� <�� �� 2�- "� �������� � ���� ��� ���� (�� �� �����,(�&� �7������ �����- ��(�&��� ���� � ����� � '� �7����� � �� �7������ (�� � )*+ ������ �� �� �'��� � ���������� '� ��&�� �'� �� ����� �� �� � �� ������� ��� ������1���� �� �� ������� �� ����-

46 DRDC Ottawa TR 2013-160

Figure 40: ���������� '�$� �� ��������� 0J ���1 '��(������� ��� H� ������ B/ �� �� ��� �� �� ��� $��� � $���� ,� *���� �� �� �� ��� �� � ������� 0�� $����1�

DRDC Ottawa TR 2013-160 47

Figure 41: �� ������ ��)����� �� �� $���� �� ��� ���� $ �� ��� ��������)����� &����� �� �� ��� �� �� $���� ,� *���� �� �� ����

Figure 42: �� ��������� ��)����� �� �� $���� �� ��� ���� $ �� ��� �����������)����� &����� �� �� ��� �� �� $���� ,� *���� �� �� ����

48 DRDC Ottawa TR 2013-160

Figure 43: ���������� '�$� �� ������ 0M ���1 '��(������� ��� H� ������ B/ �� �� ��� �� �� ��� $��� � $���� � �5� ,;� �� �� �� ��� �� � ������� 0�� $����1�

Figure 44: ���������� '�$� �� ��������� 0J ���1 '��(������� ��� H� ������ B/ �� �� ��� �� �� ��� $��� � $���� � �5� ,;� �� �� �� ��� �� � ������� 0�� $����1�

DRDC Ottawa TR 2013-160 49

Figure 45: �� ������ ��)����� �� �� $���� �� ��� ���� $ �� ��� ��������)����� &����� �� �� ��� �� �� $���� � �5� ,;� �� �� ����

Figure 46: �� ��������� ��)����� �� �� $���� �� ��� ���� $ �� ��� �����������)����� &����� �� �� ��� �� �� $���� � �5� ,;� �� �� ����

50 DRDC Ottawa TR 2013-160

Figure 47: ���������� '�$� �� ������ 0M ���1 '��(������� ��� H� ������ B/ �� �� ��� �� �� ��� $��� � $���� � �5� < �! �� �� �� ��� �� ���� ���� 0�� $����1�

Figure 48: ���������� '�$� �� ��������� 0J ���1 '��(������� ��� H� ������ B/ �� �� ��� �� �� ��� $��� � $���� � �5� < �! �� �� �� ��� �� ���� ���� 0�� $����1�

DRDC Ottawa TR 2013-160 51

Figure 49: �� ������ ��)����� �� �� $���� �� ��� ���� $ �� ��� ��������)����� &����� �� �� ��� �� �� $���� � �5� < �! �� �� ����

Figure 50: �� ��������� ��)����� �� �� $���� �� ��� ���� $ �� ��� �����������)����� &����� �� �� ��� �� �� $���� � �5� < �! �� �� ����

52 DRDC Ottawa TR 2013-160

3.6 Complete System Models and Their Performance

in Frequency and Time Domain Analyses

%��� �� � � ������� � � �� �� ��� ��� �� �� ��� ����� ������ �� �� (��������- %���� ������ ��� &�� ������7 ��� �� ��� ����� ��� �� �� '� ������� ���� � � ����������- ���&������� ������� ��� '��� ���� (�� ������ �

� ���� ��1�

� ������� � �'���'��� '� ������� ��� �'���'���R'� ���� �� �

� ���&������� �� �� ��� (�&������

� ����� ������ �� �� � ��� '�� ��� �� (�����-

"��� �������������� ��� ��&�� �� %�'�� E ��������� ����� � � ��R(�&� ��� ��,����- %���� �������������� ��� � '� �����(�� �� '�� ���R ��� ���/ ���R��������� ������- 6� �������� �� ���R������ ��� ������� �� ����������� ���/ ���'���(��� �� �� �7������ � ��� ��� �� �� �7���� D � ����-

@��'������� �� ��������� �� �� ����� ������ ��� �� ��� ��� �� �� (����� ��,������ ��� '��� �� ���� � �� ���� ������ �8����� �� �� ������������� ������-%�� ������ �� �� (����� ��� �� � ��� '�� ��� �� '� ������5�� �� � �� �� ���,��'�� �� ����� � ��� �� ����� ��/ �������� ����( ��� ������ ���� ��1�� ���� ������������ �� �� ���� ������ ���- 6� ��� ��� ����(� ������������ ������ ���'����(���� �� ������ ��� '� ��&�� ��&���� ����� �(� ���� �� ����-

%�� ������ �� �� ����� �� ��� �� ����R��1� �������� � � � �� 5�� ����� ������-%�� ����� � �'�� �� ���� ����� �� � ������ ��&��&��� �� ������� �� � ��� ����� (����� �� � ��� (��� �� ������ �� �'� -2 � �(� ���� �� � ���- .�� ���� ���� �� ���� ������ (��� �� ������ � ���� �����R(�&� �7���������/ ���� �'� � ��� �����- <�� ��(� �� ��7�� � ����(�'�� ������� '�(��� ����� ���� ������ ��� � ��� ����� �7���� -� �- %��� ���'��� � � '� ����������� �� � �� ��� ����� ' �� ����� ���� �� ������ ����� ������������- " ��������5������ (��� ���� ����( ����������� ���� ������7 ��������� ���� ���� ������� ��� ��� ��&���� � ���� ��� � ����� (������-

DRDC Ottawa TR 2013-160 53

Table 7: ������ �� ������������ ��� �����) �� ����������

���� ���� ��1� ������D ����A�2��7�� �D ����A I

�����&� ���� ��5����� ������������������ � �'���'��� '� ������� � ���� ����AI���&������� ������� ",�������� ���&������� �����D Q �-��2

����� ����,�������D � ���� ,B� �+����� ������ ������ ������ ������� ��� ����A ����������� �� � ��� ��� � � '� ���������

54 DRDC Ottawa TR 2013-160

4 Recommendations Regarding Real System

Parameters

%�� �������������� ��&�� '���( ������� �� ���/ ��� ������ ������1����� ������� ��� �������� ��� '����� &�- �������� �����-

.- <�� �� �����'�� ������� �� ����� ��� 0��&�� ��� ���� ��������� � �� �����,������ � ��&�� �� ���/ ��� '��� ���� C�� ��1 ��� �� (� � � C 3�1-*���� ����� � '�������� � ���� �� ���/ ������ � � � 3�1 ��� � 8������� ��� ������ ��������� ���� ������ ���( �� ���� �� �����5��� �������������� �� �� (����� ����� �� '���� � 3�1- @&�� � ����� (����� � �� ��.; !E �7��'�� � ������������ ��������� � � ���/ ��� �� ���� �� �-E! 3�1-%�� ����������� ���/ ��� '��� (��� ��&�� ��� �� �� �������� ����������� � � (������ �� ��1�� �� ��� ���� 2 � 2� ��-

+- %���� �� �� �� ' �� � � ������ � ���� (��� ��&� � �7���� ������1���� ��,&����� �-�-� ���� �������&�� (��� ��&� � '� �/ ����� (�� (� �����,������1���������- %�� ������������� ������ ���( �� �� �����,������1�� ����� ��, ��� �� (������ ��� ������ ���� �� ��,������1�� �� ��- %�� ���� �����5����������� ��� ���� �� �� (����� ������� � ���� ������ � �� @,5��� �� ��������� (�&�- 6� ������� �� ��,������1�� ����� �� �� ������� �����������'� ���� ������� ����� (���� ��� ������� ����� �� @,5��� �� �� �������(�&�-

�- . �� ���� ���� �� � ���� ���( �� � '����� ����� ���� (��� �� ��&������5��� ��&������ �&�� � �������� ���- %��� �� � �� �� � (��� � 8��� ��&� � �����&�� � �� ������� �� �� ��������-

�- >� �� ���� ����� � (� �� ���� �� �� ����� � (���� � ���� �� ��� �������� ��&� � �����5��� ����� �� �� ��������- %��� �� ���� � � � �� ����� �� ����� �����,������ ������ ������� �� �� �����,������ �� �� (������� � ����� ��������� ��� � �� �������� �� ���������- 6 �� � � ������������ ��&� ��&���� �������&�� ������� ���� �������� �� � ������� �������������-

< ���� �������������� ��&�� �������� ������� �� ������ ������ ����� ��� ��7,�� � �������� ��(��-

4.1 Radar Range Equation

%�� ����� ����� �/ ���� ��&�� �� ���� �� �����&�� � �������� ��(�� &�� �����&���� �� ����� �����,������ ���"� �� �� ���� �� 0��(�- 6� � ��������

DRDC Ottawa TR 2013-160 55

�������� ���������� ��� �����&��� ������� ��� ��,�������� �� �/ ���� ��

����� ������ ����������������������

��

����

��

������ &�� ������ &��

������� &��� ��E�

(���� �� ��� �� ��� �� �������� ��� �����&�� ��(�� &�� ��� �������&��M ��� ������ ��� �� ��������� ��� �����&��� ������ �8���������� �������&��M ������ ��������� ��� �� ��P����� ���8����� � �� ��������� ��� �����&��� ������ �����,���� �������&��M �� ��� �� ��� �� ��������� ��� �����&��� ������ ������&�����C

�������&��M � �� �� (�&������� � �� �� ������� '�(��� �� ������ ��� ������� ��� � �� �� ��" �� �� ����-! %�� ������&���� ��� �� ��" ��� �&�� ���� �� �������&� � �� ������� ��� ��������� �� �� ������ ��� �� ����- <��, �� 2 ��� ����� �� ������ (���� ��P ���� �� ������ �� �� '��0������� ������-%���� ���D �� ���� ����� ���� ���� �� ����� �� �������� ���� ���� ��� �� ����� ����������� � �� ���� ���� ���-

*��� �� ����� �7����� ������1���� ��&����� ���� ��� (� �����&��� �������-%������� ��� ��� ������1���� �������� � �� �� �� ��������� ������ ���,����G ������� ��� �� ���� ��� ������1���� ��������� � �� �� �� ��������������� ������,��� �G �������- 6� �������� �� '��0������� ������ ������� '��� ��,��� ��� � �����,��� ��������- %�� (� '��0����� ��������� ��� ���,�������� ������'�� ' �� ��,��� ��� �� �����,��� ��" �� �� ����� ��� ��� ��-%�� '��0����� �� ���� ��� �� ��������� ' �� ���������� ������1�� �������-%� �� (� �����&�� ��(�� &�� �� ��&� � '� ���� ����� �� ��,��� ��(�� ���� ��� �������,��� ��(�� ���� ��� ���� ���� � ������ ����������� ������ �� ��(�� �� (���� ��,����1���� �� �� ���������- ��� �� (� ������� ��� ��������� �� �������� �� 1����� ���� ����� ��� �� �� �'����� �� � ����� (�� '�� ������� �� ���� ����=� ���,����� �� ��7�� � ��������- *� �� �� �� ������� ��� ������1����,���� ����-%��� �� ������ (��� �� (� ������� ��� ������� ������1�� ��� ��� �������������������� � ���� ����M �-�-� � %G ������ �� ����� �� �� �G ������ �� ����� � ����� ���������� �� ����� �- ��(�&��� ���� ���� ������1�� ������� ��� '� ������1�,������ ���� ���� �� (���M �-�-� � %G ������ �� ����,���� ���� ���� ������1�� ����� �G ������ �� ���,���� ���� ���� ������1��� �� &��� &����-

�%�� ������ �8����� �� �� ���� �� �� ��(�� �������� ' �� ������ � �� ��(�� ��� ��� ��������- 6 �� � ���� �� �� �� ������ �� �� ������ �� � ��-

C%�� ������&� � �� �� ���� �� �� ������ ���� � �� �� ������ �8����� �� �� ��� ��V���-�-� � � ���- + ��5������ �� ������&� ���(� �� �������� ������ �� �� ��&�� ���������������� ' �� ������ �� �������� � �� �&������ �������� ������- %�� ���� �� �'������� �� ��� ������� ��(�� ��&���� ' �� ��������� ��� � �� ����� ����� �� � �������-

!%�� ��" � �� � ���� �� �� �4���&� �������� ����� (����� (��� � ������� ' �� ��(������� �� �� ������� (�&�� ���� ��� �� �4���&� ��� ������� ��(�� � �� �� �� �&������������� ������ ���� ������� ��(�� ��&���� ' ��� �� �� ���� �� �� ���� ��� ' �� �������� � �� �����&��� ������-

56 DRDC Ottawa TR 2013-160

tR R=

rR R=

( , )t tθ ϕ

TX

RX

( , ) ( , )r r t tθ ϕ θ ϕ=

( , )i iθ ϕ

Figure 51: 7��������� ���� ������� �����������) �� ��)��H���� �� �� ������ ��������� �� ���������� �� �� ������� �� �� ���)�� �� ���� ����� ��� ���� ������ �����?��� ; $���� ��'���������� ��� �� �� ��)���� �������� ���� ����� �� ���)� �����? �� �� ������ '����)��� �� �����?��� �� �� ���?��) ������� ��� �� �� ��)� ���� ���6 �� $���� �� '��(������ ����?�� ������)���� ��� '����)�� �� ����� �� ��� $�� �� ���� �� �� �����������) ������6���� ��� � ���� ���� �� '��(������ ��)��� ����)�� ��� ��'���������� �� ����)� �� ������ ���� ��� �� $���� �� ���)� �� ���������� �� ��)� �� �������� ��(� �� �� ����� �������� ����� �� �� ���)��

DRDC Ottawa TR 2013-160 57

����� (� ��� �� �� �� ��������� ��� �����&��� ������� ��� ��������� �-�-� ��������&���� ��� �� ���� ��� '�� �� ��,��� ��� �� �����,��� �����&��� ��������� (��� �� ��� �� ��������� ������- *� ���� ��� �� �� �� ��������� ��������&��� ������� ��� ������� �� �� ���� '������� ��������� ��� ��,��������� �-�-����� ��� � ���� ���� �� ��� ����� �� <�� �� 2 - *�� ���� ��� ������� @/ ���� ��E�'������

�� ������

� ��� ��� �������� �

����

��

������ &��

�� ��������� &�� ��B�

%�� � '������ ���� �������1� �� (� ��(�� ����� ��� ���� ���� (��� ��, ��������,��� �� ��� ��� ���� ���-

4.2 Estimated Receive-to-Transmit Power Ratios

%�� �����(��� ������ �������� &�� �� ��� ��� ��� (��� ��������� �� �����&�,�,������ ��(�� ����� &��� � �� ����� �D

� �� ��,��� ��" ��� � �� �� ����������� � �� �� � ����� ����� � �+�����

� �� ������� ��������� �� �'� I�� ��1�M ��� ����������� �� ��7�� ���,��� ��" �� � ���� ������� �� ��� � ��� �

� �� �'� B�� ��1�M

� �� �����,��� ��" �� � ��� �� ����������� � �� �� � ����� ����� ��+����� � �� ������� ��������� �� �'� I�� ��1�M ��� ����������� ����7�� � �����,��� ��" �� � ���� ������� �� �� � ���� �� �� �'� B����1�M

� �� ������ �8����� �� ��� ��� �� � ��� (���� �� ����� ��� � ����,/ ��������� N�&���� ������M

� �� ��P����� ���8���� �� �� � �� (��� ����(�'�� &�� � �� ����� � ����(���� ����������� � ��� �+-

��� �� ������ (������ �� ��&� ������ ��" ' � ����� �� � � C- ��(�&��� � ����(�� ��" �' �� � �� �� �� ����� �� ����� ��� �� ���� ��� � ��������� �� ��(����� ��1� ��� �� ����� �� ��� �������-

%�� ����� ����� �/ ���� ����� (��� �� ���� �� �� �� ��� 1��� �<�� ������ ��������� �� ����� ������� (���� ���� ������&� �� � �������� � / ���- 6� �� ���1���� �� �������� ��(�� ����� ��������� ������ �� ���� ��� �������� ������ ��� ��� �����' ���-

6� �� ���������� ��������� ����� �� <������� ������ �� �� ������� �� ��(������� ��������� ����� �� ���� �(�� ���� P � ������ ' �� ��� ��� �����' ���

58 DRDC Ottawa TR 2013-160

������� �� � ��� �� �������� ��������'��- >�� �� ��� ��(�&��� ��� �� �� ������� ����� �/ ���� (� �� ���� �� �������'�� ������� �� �� ���������� �������� (���-

6� �� �����&� ���� 1���� �� ����� ����� �/ ���� (��� ���� �� ������� � ��� ��-%��� �� '��� �� �� ��� 1���� �� �������� 5��� �� ������ �����&� ��� ��� ��������������� ���������� �� '�� �� ������� � � �� ������ ��� �� ��� ��� ��������� �� �'���&���� ����- ��� ��������� �� �� ���� �� (���� �� ���� 1��� ���� ������� � (��� �� ��� ���������������� � �� ������� � �� '������� ����� �� �������� ���� ������ ��P ������ ������ �� ������- %�� ������ ���� ������������� �� �� �����&� ���� 1���-

6� ��� � �� (� ��� �� �� �� ������� (��� �����( �� � ����� �&����'�� ���,(���'��� N�&���� ������- %��� ������ ������ ��� ��� � ��1� �� �� � ���- %� ���� ������ ��1� �� �� ������ ������ �� :�+ ������� ���� � '����� �������� ������������ �� :�+ ������ �� � �� �

���� � �� ��� ��- )���� �� �/ ����

��� �� ���,1��� ��(�� �����

���� ����

��

�� ��J�

(�� �� ������ (�&������ �� � � ���/ ��� ������

� �� ��

� �� ��� ��� � ��� �C��

(� ���� ��� �� ����� � ������� ��/ ���� ��� �� �'���&���� ���� � '� �� �� ���1��� �� ���� �� �- %� �� ����� ����0���� �� ����� ����� �/ ���� ��� '� ������ �����'�� ������� ��� ��� �������� � � �� �-

*� ��7 ���� ��� �� ����� � ������� ��/ ���� ��� �� �'���&���� ���� � '� ���� ���������� �<������� ������ ����

���� � ���

���

��

� �� ���� �C �

%� �� �� <������ ������ �� �� )*+ N�&���� �� �� �� ����� ���� � � � �� �-

"���� �� ����� ����� �/ ���� ��� ���� ���� �� �������'�� ��� �� �� �� <������������� (� (��� ���� � �� �����&�,�,������ ��(�� ���� ��� (� ����&���D � ���� � � ! � �<������ ������ (���� ��� �� ��� ��� ��������� ��� �� ���� ! � � �� �<�� ������ ������ (���� ��� �� ��� �������'� ��� ����-

*� ��� �� �� '����� '�(��� �� <������ ��� <�� ������ ������� �� �� ��������� �� 5��� ��������� ������ &�� ���� ��� � �� �������� '�(��� �� (�-

DRDC Ottawa TR 2013-160 59

4.2.1 Results in the Fresnel Region

"���� �� N�&���� ��� � ���� (���� ������� (�� ���/ ��� �����5����� (� ��������(� ���/ ��� �����D

� . !�� ��1� �� N�&���� ���� ��� ������&�� �� -B �+ �� -2 �� � ������ �����-@��������� �� N�&���� '���&�� �� � ������ � !�� ��1 (���� �� ������&� ���� ���� �� �� �� � ����� ������-

�� . 3�1� �� N�&���� ���� ��� ������&�� �� !-E �+ �� �'� C-� �� � �����������-

%�� ��,��� ��� �����,��� ��(�� ����� � !�� ��1 ��� 3�1 ��� ����� �� <�� �� 2���� <�� �� 2C� �������&��- *� �'���&� �� �� ��(�� ���� �� �� ��� ������ �!�� ��1 ��� � 3�1 ������ �� ������ ������ ���� � 3�1- %��� �� � � ��� � �� ����������� �� �� ������&� ��� �� ��� �� (�&������ ��� �� ��@/ ���� ��B�- *���� � ��������� � ���� ���� !�� ��1 � 3�1� �� (�&��������������� �-2 ����- %�� �����,��� �� ��� � !�� ��1 ��� � 3�1 ��� ! ����(��0�� ��� �� ��,��� �� ���� (���� �� � � � �� ��� �� �� � �����-

��7� (� �������� �� (���,���� �������� �� ���� �� (�&������ (��� � � � �� � ��� �� �� � 3�1�- *� (��� �� �� ���� ��, ��� �����,��� ��" �� '�����- %��� ����(� ��� � ����� �� � �&�� ��� ������&� &�� �� ������� ���� � �+ � �+ (�� ���� �� C �+- %�� ��,��� � �&�� ��� ����� �� <�� �� 2! ��� �� �����,��� � �&�� ������(� �� <�� �� 22- "���� �� ��(�� ���� ������� �� �� ������&� �/ ����� ��� �&�� �� ���� ����� ��� �������� �7��� ' I �+-

60 DRDC Ottawa TR 2013-160

1 1.5 2 2.5 3 3.5 4

0.5

1

1.5

2

2.5

3

3.5

4

x 10-5

range (m)

Pr /

Pt

Power ratio for co-pol 400 MHz

Power ratio for cross-pol 400 MHz

Figure 52: ���?������������ ��� �� ��������� ��$� ������ �� G@@ 75� ?�������) $����� �� *���� �)���9 �� ������ )��� �� /�3 0/�� <1�

1 1.5 2 2.5 3 3.5 4

0.5

1

1.5

2

2.5

x 10-5

range (m)

Pr /

Pt

Power ratio for co-pol 1 GHz

Power ratio for cross-pol 1 GHz

Figure 53: ���?������������ ��� �� ��������� ��$� ������ �� / 45� ?���� ���)$����� �� *���� �)���9 �� ������ )��� �� 2�@ 0G�� <1�

DRDC Ottawa TR 2013-160 61

Figure 54: ������ ����� �� < ?���� ���) $����� �� *���� �)��� ��� ���� )���?�����

Figure 55: ��������� ����� �� < ?���� ���) $����� �� *���� �)��� ��� ���� )���?�����

62 DRDC Ottawa TR 2013-160

4 5 6 7 8 9 10

2

4

6

8

10

12

14

16x 10

-8

range (m)

Pr /

Pt

Power ratio for co-pol 400 MHz

Power ratio for cross-pol 400 MHz

Figure 56: ���?������������ ��� �� ��������� ��$� ������ �� G@@ 75� ?�������) $����� �� ��� ���9 �� ������ )��� �� /�3 0/�� <1�

4.2.2 Results in the Fraunhofer Region

%�� ���� �� �� ��� �� �� ���� �� " '������ !-�- ��� ��( �������� ��� �� �����&�� �� � � � � �� �� (���� ���� (���� �� ��� 1��� �<�� ������ �������- <�� �� 2I��� <�� �� 2E ���( �� �����&�,�,������ ��(�� ����� � !�� ��1 ��� � 3�1(�� �� �������&� ������ �����-

<�� �� 2B ��� <�� �� 2J ���( �� ����� ��, ��� �����,��� �� ��� �� �+ ��� �� � ����&�� ��- .����� �� ������ ���� �������� �� C �+ ����� � � I �+ �������� �� �� ������� ��-

DRDC Ottawa TR 2013-160 63

4 5 6 7 8 9 10

2

4

6

8

10x 10

-8

range (m)

Pr /

Pt

Power ratio for co-pol 1 GHz

Power ratio for cross-pol 1 GHz

Figure 57: ���?������������ ��� �� ��������� ��$� ������ �� / 45� ?���� ���)$����� �� ��� ���9 �� ������ )��� �� 2�@ 0G�� <1�

Figure 58: ������ ����� �� < ?���� ���) $����� �� ��� ��� ��� ���� )��� ?�����

64 DRDC Ottawa TR 2013-160

Figure 59: ��������� ����� �� < ?���� ���) $����� �� ��� ��� ��� ���� )���?�����

DRDC Ottawa TR 2013-160 65

4.3 Antenna Gain and the Half-power Beamwidths

(HPBW)

<�� ������� �� (���,��5��� ������ '���� ������ ������&� ��������� �� �������'�(��� ������ ������&� ��� �� ����,��(�� '���(���� ��:+*� �� �� (� ��,������� ��������� ������ ��� '� �� �� ���� ;�� �= ���� �� K!JL�

� �����

������

�C��

(���� ��� �� �� @,����� �:+* ��� ��� �� �� �,����� �:+*� '�� �� �������- %������� �� �&��������� �� ������&� �� � � )*+ N�&���� ������ � � 3�1 (������ ������ ��� �� ������ ������&� ��� �� '���(���� ��� ������� �� ��� � ������ � ��- 6 ��&�� � &�� � �� -I �+ (��� �� �� �� ���� �� �'� B-� �+-

���� �������� ��������� �� ��&�� ' @����=� ���� �� K2�L

� ����

������

�CC�

��� ��� ������ �����- 6 ����� �� ������ �� �-I �+- �� ��� �� ���� �������� �'����� ���� �� %�� ��� :������� ���� �� K2 LD

� ����

���� � ���� �C!�

%�� N�&���� ���� �� �� (��� ������� ' ���� �����7���� �7��������� '��� �� ��� �� � &�� ������&� ������ ��� �� ����� �� �� (��� �����7����� ' � ������������ '���- . ���� �����7������ �� ��&�� ' �� �����(��� �7��������

� �����

������

�C2�

(���� �� ���8���� �� �� � ������ (�� ��� ��� � 5 �� ���� ��� �:+* ����&����'�� ��� �� N�&���� ������-

%�� ������ '���(���� ��&� (�,���� ��������� � �� ���� �����������- <���������( '���(���� ���� ������ ����� � �� ������ �����&�,�,������ ��(�� �����-"������ �����( '���(���� ���� ���� � ����� ����������� �� �� '��� (��� '�������� ��� ��� �� �� ������� ������-

>� �� ���� ����� �����( '���(���� �� ���&��� ��� 8���� ���� ��&����� (����� ��� �� &�� ����� � �� ������- <�� �� I� ��� ����� �� ������ ����������

66 DRDC Ottawa TR 2013-160

������� '�(��� �� ������ '���(��� �� �� &������ �������� �� � �� ����� ���� �� ��&���� ����� (��� �� D

���

����

����

�� �CI�

%�� N�&���� ������ ��� ��� �&������ �:+* �� �� &������ �������� �� � ���- .� ����� �� �� �� ��� �� ��� ����� ����������� � � ����� (��� �� �� &�������������� �� �� � � � ��� ����� �� � &�� ��� ����- <�� �� ������� ������ ����� ��� �� ����� (��� (��� '� ������ ��� �� ��� ��� �����5��� ��P������ ����� ��� ����� �'���� ��� '� �7�����- <�� �������� '���( �� ��� �� ������ �� ������� � ��� ����� ������ � ���� (���� �� ����� ��� � �����-

%�� ���� ��� ���� ���� �� �� ����1���� �������� (���� � ��7�� ������ (����� � ��� �� �� '� ��� ��� �� �� � � �- > � � ���� ������ ������ ��� ��� ���&����� ����1���� '���(��� �� �� � �

�- %��� ����������� � � ����� � ��������� �� �� �� � � (���� �� ������ '��� (��� �7��� ���� � ����� (��� �� �- 6� � � �� ��� �� '��� (��� '� (���� ��� �� ����-

����� (� ��&� � �������� �� ��� �� �� ��� 1��� �� �� N�&���� ������ �� ���������� '���( ' �� ����������� �� �- .� (� ���� ���� ���&�� ��� � �� ������'�� �������� �� ���� ������ �� �� ��� 1��� (���� �� ���� (��� �� �� ��� �����&��� �� ������- "���� ���� � �� �� ��� ���� � �� ��� � �� ����� �� �� ������'��� (��� ��&�� � �� ������ ����� ���� ��� �� ���������� �����,������ �� � ������ ���� ��(�� (��� '� ��P������ ���� �� � ��� ����� ��&�������- �����&���� ��( ���/ ������� � � N�&���� ������ ������� ��������� �� � ������� �-�-� � ��� ���1�� � ������&� ��� � &�� '���� '���(��� �� �� ���&���� ����� � �����-%� �� � �� ��( ���/ ��� ���� �� �� ��� � ����� ��� ���&��'��-

>�� �� ��0 (����� (� �� �� �����&� �� ������ ������&�� ��� �/ �&��������� �� �� '���(����- %�� ���(�� �� �� ��� ��� '� ���� ��� � �� �7����� ����0��� �� ������ ������- %�� � ���� ������ �� ������ ����� ����� ��� � ��'��� ��,��� (���� �� � '� / ��0� ������� � �� �������- *� ��� �� (�� ���� �������� � �� ���'�'� ����� � �� ������� �����'�� ������ ��� �� '���(��� '�(���!�� ��1 ��� C 3�1 ' ����� �'���&��� �� � !�� ��1 � '���&�� ��������� ��� ����� ������ ��� �� ��������������-

��� ���� �� ���������� �� ��1� �� �� ������ (��� �������� ����- . ������� �� ! �2 � �� ������ ���/ �� ��� �������� �� �� ���������� ��&������� �� � ����,���0�� ���� �� � � � ���� ������� '�(��� �� ��� �� ������ ��� �� ������� ������-6� � ��������� ��&�������� 57�� ������ ��� '� �������� (�� ������ ������� ���&�� ������ �����-

DRDC Ottawa TR 2013-160 67

R

Vθ VW

Figure 60: ,����������� �� �� ������ 5B<- �� �� �� ?������ ������� �� ���������� �� �� ��������� ����� $��� �� �� � ���) ��

6� � ��������� ��&������� (�� � 0��(� ������ � �� �� '� '���5���� � ���������� '���(���� �� �� �� 5 �� � �� �� �����'�� �� ��7�� � ���� �7��� ���� &������ ��� ����1���� ���������- %��� (� �� ��� �� �� ��P������ ��� �� ����,��������� �����������- 6� �������� ��� (� �� �����&� �� �����&��,�,����������(�� ����- .� ���� ���� @/ ���� ��B� ��� @/ ���� �C2�� ��� ���� ������� ���� (� �:+* ��

����� �

��������

� �CE�

��(�&��� '���(��� ��������� (��� ������ ��&��� ��/ ������� �� �� ������ ��1�-%� ��������� ��� ���'���� �������� �� �����(��� ��������- %�� ����� �� 57�� �� � � ��� �� ������� &������ ����� (��� �� �� '��� ��&����� �� � �- )����@/ ���� �CI�� (� ���� ��� �� ������� &������ '���(��� �� �� ��- .������ ����� �� ������� ����1���� ����� (��� �� �� '��� ��&����� �� �� �� ����1���������� '���(��� �� �'����� �� �� ����- %���� ������ (� �� ���������� � ����� �� �'� IJ �� B �+� �� ��� @/ ���� �C2� �(���� �� &�� ��0�� � ������������ �����- . �������� �/ ���� ������� �� ��7�� � �����&�'�� ������ ���� � �������� ��1� �� K2�L K2CL

' �� ��#�� � ��# �CB�

(���� � � ���� �� �� (�&� � �'�� ��� # �� �� ���� � �� �� ������� ������ (�������� �����'�� �� ������- <�� � �� � �� �� C�� ��1� ���' �� � ��� (� ���� ����� �# ����- . � ��� ��� ��/ ���� � ����� � ���� � �� # �� � ���� �- ����� ��� ������� �� ������ (���� ������ ��������� �� ������ ��� � �- .��� ����� @/ ���� �CB� �� � ��������� ���� (���� �� ��������� �������'�� � �����&�� �-�-��� ������ ��1� (��� ��&� � '� (��� �'�&� �# ��- .� �� �7������ � ����,/ ��� ���������� �����&�� � ���� �� I �+� (��� �� ���� �� �� �'� � � �� '�� ���������(���� � �� � � ���� �� � �� � � �-

68 DRDC Ottawa TR 2013-160

Table 8: 7�&���� ����$ ��$� ����� ��� ����� &����� �������) �� ������ O

$� � �% &�'() ��* � # ���% �+�� �� ����� ,�! &!�)C�� � 2�� �A���� I 2�� � 2��� � I�� �� �� ��1

6� � ����� � �� �� �������� � ������ ������ �����5������ ��� �� ������ ������'���� �� ���� �� '���(���� �� �� ������ �� � '� ��� �� � ����'�� �����- %�������5������ ��� �� ������� ����� ������� ��� ��( N"*� �&����� ������� (�&������ �� �� '���(��� �� ������ �� ����� � ��� �� (�&����� 5����- %�� �4�� ���� �� ��� � ����� (��� ��&� � '� ��������� ' �� �����&�� ������-

4.4 Maximum Transmitted Power

� ���� �� ���� ������� �� �����(��� ��������� �� ���� � '� ����������-

4.4.1 Safety Code 6 Canada [54]

"��� ���� I� "����� �-�� �����5�� �7��� �� ����� ��� ������� �>% ������5�� ���< ��� �����(�&� (��0��� ��� ������� � '��� ���� ���� �� ���� �� ������� 5��������� ��� ��(�� ����� ��� ���/ ������ ������ ��� �� ��1- %�� &�� �� ������ �� ��(�� ����� ��� � �����1�� �� %�'�� B �� �� ����&�� ���/ ��� '����-

%�� ������� '�(��� �� ��7�� � ��(�� ����� ( �� ��� �� ��7�� � ��� ����,���� ��(�� ��

�� �� �( �� ����

'�

�CJ�

(���� '� �� �� ������ ���� �� �� �������� �� ��7�� � �������� ��� � �� �������- <�� � ����� ������ �'� � � �� ��� �7������ � ��7�� � ��(�� ����� ��( �� � �� ���� � � � � �������� ��� � �����5��� ��� ������� ��(�� ��

�� �� ��� �� �

� � ������ �!��

*� � � '��� �� ���� �� �� ������ ���� ������� �� �� ���/ ���- <�� �7�������� )*+N�&���� ������ ��� ��7�� � ���� � � 3�1 ��� � ��'� �� � �� �B-� �+��-. � 3�1� (� ���� ��� �� ��7�� � ����(�'�� �������� ��(�� �� �� �� ���*�2I-B �+��- ����� �� � !�� ��1� �� ������ ��� � ���� �� -2 ��� �� ��7�� ���(�� �� ��&�� ' @/ ���� �!��-

DRDC Ottawa TR 2013-160 69

6� � ����� ������ (� ��� ��� �� �� �� ��(�� ��&�� �� �����' �� ����� ��������� �� '��� �� ������- %� �� �� � ���� �� � '� �����5�� �&�� ��1 �� '���(����� '������

��� ����� �� �

�� �������

����

����� ��� ������� ! ����� "#��� !� �! �

%�� �'�&� ���� �� �����5���� ��(�� ��� �� ����� ������� ' �� "��� ���� I������-

70 DRDC Ottawa TR 2013-160

5 Simulation Models of the Complete

Ultra-Wideband System

%(� ��������� (��� � ����D � � � ����,������ ���� ���� ���� � � ����� ���(��� �� �������� �� � � ���� ��� ��� � ����,������ ���� ���� ���� � ������ ��� �� �� �������� �� � � ���- %�� ����,������ ���� ��P��� �� � �,��� &����� ��� �� ����(��� ������������ �� �� �����,'���� ���������,(������������- %���� �������� ���,(���'��� �)*+� ������� (��� '� ���D ��� ������������ �� ����� ������� ��� ��� �� �������� �� �� ��,������1�� ���� ��, ��� ��� ��� ��� �� �����,������1�� ���� �� ��- 6� '�� ��� ���� ���������� ������ ��� ��������� ��� �� �������� ��������� �� �� ����,������ ����D � �����P����� ���8���� � �� ��������� �������� � �� ������������ ���8���� ��� ��,������1�� �������� ��� � �� ������������ ���8���� � �� �����,������1���������- %�� (� �� �� ��� ������'�� '���(-

5.1 Antenna Description

%�� ������ (�� �������� � �� ���� ������ ������� ��� �� �<"" K!EL �����(�� ���&���� �� ��������� ����- <�� �� I ���(� �� ������ �� ���������� ��� ���������� ���- <�� �� I� ���(� �� ������ �� �� ���� ���� ���� �� �"%�����(�&�" ���� (���� �� ����� � �� �<"" ������- 6 �� �&���� �� �� ������ �� (��������� �� �� '��� '�(��� �-! 3�1 ��� C 3�1-

295 mmL =

350 mmW =

4.65 mmw =

60 mmg =

1.5748 mm2.33r

==

Figure 61: "����� �� �� =-< ������ ��)� �� �� ����� 7������� ����) ���� �� �� �������� �����) �� �� ���������� ��%�������� ����� �� ?���� ���� ��'����� ��)�� � �� ��� �����? �������?��� �� �� ���?� �� �� �����

DRDC Ottawa TR 2013-160 71

frequency (GHz)

Figure 62: ����� ���� �� �� =-< ������ ������ '� � � � �����������

#1

#2

#3

Figure 63: ��������� ��� �� � ���������� �������� �� � )�� �� ��� �����

72 DRDC Ottawa TR 2013-160

5.2 Three-Antenna System for Measuring Gun

Signature in Open Space

%��� �� � �� ���(� �� <�� �� IC- %�� &������ ������ ���0�� �� [ �������� '��������� ������ (���� ����� �� ����������� '�(��� �-C 3�1 ��� C 3�1-.����� [� ���&�� � �����&� �� ��,������1�� �� �� ���� �� ���� (���� ������[C �����&�� �� �����,������1�� �� ��-

6� ����� � ��/ ��� �� � � ����� ��� � �� �������� � ���� � (� ���� ������D��� ����'����� ���� ����� (���� �� �������� ��������� �� �� ���� ���������� ��/ ���� �� ���� ����� �������� ���� �� � ��M ���� �� ���� ����� (���� ���������� ��������� �� �� ���� ������� ��� ��/ ���� (�� �� � �-

%�� (� ��� �� �������� ��������� ������ �� ��� ������� ���� (��� � ���� ���� �� �� �������� �� �� � �� ��� ���(� �� <�� �� I!� <�� �� I2� ��� <�� ��II- 6 �� �&���� �� �� ������ �����&� ��4������� '�(��� ����'����� ��� ������ ������ ��� � �� �� ��,������1�� � �� ������� ��� �� �����,��� ��� ������� ����5����� �� ��P����� � �� ������ ����� � '� �� ���� �4���� ' �� �������� �� ��� �-

6 �� �������� ��(�&��� � ��� �� �� � �� ������ �� �� ������� ��� �&�� �������4������� �� �� ����'����� ��� �� ���� ������ �� ������ ������ ��� ���� ���� ��� ��� � �� �������- %� ��� ���� ��� ����� �� �'��� � ��4������ �� �� ����������� ��� ���� �� ��� �����- %���� �'��� � ��4�������� �������� � �� � ������ ���� ��� ���� �� ' � ������ � '������ �� �� ������7,&�� �� ����������������� �� �� ����'����� ���� ����� ��

� �� � �� C� ���� ���� �� �� ������ ����� ���

� �� � �� C�D

�� � ���

� � ��� �!��

%�� ����� ��� �� �� ���� ����� ��� ��� ���(� �� <�� �� IE- 6 �� �&���� ������ ����� ��� ��� �� ����� ��&� �� �� ����� �� �� ���0� �� �� ���� ����� ������ �� �� ���� ��������- +��� ���� �����5����� ����� �����'�� ��� �� �������&� ����� ���- %���� ��� ��5��� ��

$�� �

���� � ��

����� � ��

�� ��� �%� �!C�

%�� ����� ��� �� ��� ���� �����&� ����� ��� ��� ���(� �� <�� �� IB- <��� <�� ��IB'� � �� ���� �� '���( 3�1� �� ��� ����� ��&� ������� ���0 �� � IBJ ��1�� �� ����� ������- %��� ������� ���0 �� �� �������� (�� �� ��� �� �������

DRDC Ottawa TR 2013-160 73

0.5 1 1.5 2 2.5 3-30

-25

-20

-15

-10

-5

frequency (GHz)

20l

og 1

0 |S

11| (d

B)

antennas only

antennas plus gun

0.5 1 1.5 2 2.5 3-1200

-1000

-800

-600

-400

-200

0

frequency (GHz)

Ph

ase

S1

1 (

de

g)

antennas only

antennas plus gun

(a) (b)

Figure 64: �� �F����� ��P���� ��� ��%��� $�� �� )�� �� �� ��� ����8 0�1��)���� 0�� <16 �� 0'1 ���� 0�� )��1�

�� �� ���&�� � � ���� (���� �� ���� � � �+���� J<"� ��� ������� ���0� �� ������� ��� �����,��� ������� 5���� � �'� I!2 ��1- )���� ����� �� �����,����� �� ����� � '� �� (��0 �� ��� ������ �� � �� ����� � ���� �� ����� ��&���� ��- 6 �� '� (��� ��&�������� �������&� ������ ����������� � �����&��� �����,������1���� ����� �� ������-

74 DRDC Ottawa TR 2013-160

0.5 1 1.5 2 2.5 3

-70

-60

-50

-40

-30

-20

frequency (GHz)

20

log 10

|S21

| (d

B)

antennas only

antennas plus gun

0.5 1 1.5 2 2.5 3

-5000

-4000

-3000

-2000

-1000

0

frequency (GHz)

Ph

ase

S21

(d

eg

)

antennas only

antennas plus gun

(a) (b)

Figure 65: �� ������������ ��P���� ��� ��%��� $�� �� )�� �� �� ��� ����80�1 ��)���� 0�� <16 �� 0'1 ���� 0�� )��1�

0.5 1 1.5 2 2.5 3

-50

-45

-40

-35

-30

-25

-20

frequency (GHz)

20

log 10

|S31

| (

dB

)

antennas only

antennas plus gun

0.5 1 1.5 2 2.5 3

-3500

-3000

-2500

-2000

-1500

-1000

-500

frequency (GHz)

Ph

ase

S31

(d

eg

)

antennas only

antennas plus gun

(a) (b)

Figure 66: �� ������������ ��P���� ��� ��%��� $�� �� )�� �� �� ��� ����80�1 ��)���� 0�� <16 �� 0'1 ���� 0�� )��1�

DRDC Ottawa TR 2013-160 75

Figure 67: 7�)����� �� �� )�� ��)������ $�� �� )�� �� �� ��� �����

0.5 1 1.5 2 2.5 3

100

200

300

400

500

600

700

800

frequency (GHz)

Rel

ativ

e S

ign

atu

res

(%)

S11

signature

S21

signature

S31

signature

0.3 0.4 0.5 0.6 0.7 0.8 0.9 1

5

10

15

20

25

30

X: 0.6888Y: 20

frequency (GHz)

Rel

ativ

e S

ignat

ure

s (%

)

S11

signature

S21

signature

S31

signature

(a) (b)

Figure 68: 7�)����� �� �� �����? )�� ��)������ $�� �� )�� �� �� ��� ����80�1 ���� 2@@ 75� �� 2 45�9 0'1 ���� 2@@ 75� �� / 45��

76 DRDC Ottawa TR 2013-160

5.3 Three-Antenna System for Measuring Gun

Signature in the Presence of Lossy Dielectrics

%� � � �� �4�� �� �� � ��� '�� �� �� (����� ����� ��� � ������ ����5������� �� ����� �� <�� �� IC (�� ����� ��� ' ������� � ���� ��������� ���' '������� � �- %�� ����� �� ���(� �� <�� �� IJ- %�� ���' ������ �� �4��� �� �� � ���'�� (���� � �� ���� ��� ����(� ��� �������'�� ���� ������ ��� ��� �����-%�� ���' ��� ���,��������&� ��������� (�� �����&� ������&� �� !� ��� �����5����� ��&� � �-B "A�-

Figure 69: ��������� ��� �� �� ���������� �������� �� � )�� '��( '�� ����� ������� ���' �� �� � �� �� � � �� +�� �� ������ ���� �� ��������� �� )�� �� .@3 �� �� *�)�� O2��

<� � ��� ������ ��� ������� � � (���� ���� �� �� � ��� �� �� �������� ���������D

� ����������� ���� R ������� ��� ����' ��� � � ��� �������� �� ��������� ��&�� ��D ��

�� � � �� �� -

�� ���� ���� R ������� �� � ���' �� � �� �������� �� ��������� �� &�� �� ���'�� �������� �� ��������� ���(� �� �� ������ �� <�� �� IJ�D ���

� � � � �� �� -

C� ��� ���� R ������� �� � � � �� � �� ������� ���� ����� ���' �� &�� ��D���� � � � �� �� -

!� �������� ���� R ������� �� � � � �� � ���' ���� �� � �� ������'�� �� <�� ��IJ�D ����

� � � � �� �� -

DRDC Ottawa TR 2013-160 77

0.5 1 1.5 2 2.5 3-50

-40

-30

-20

-10

frequency (GHz)

20

log 10

|S

11|

(dB

)

antennas only

antennas+gun

antennas+slab

antennas+gun+slab

0.3 0.4 0.5 0.6 0.7 0.8 0.9 1

-12

-10

-8

-6

-4

frequency (GHz)

20lo

g 10 |S

11| (d

B)

antennas only

antennas+gun

antennas+slab

antennas+gun+slab

(a) (b)

Figure 70: ����� ���� �� �� ���������� �������� �� ���� �Q��� ��������80�1 ���� 2@@ 75� �� 2 45�9 0'1 ���� 2@@ 75� �� / 45��

Figure 71: ������������ ��� 0����� �����1 �� �� ���������� �������� �� �����Q��� ���������

78 DRDC Ottawa TR 2013-160

Figure 72: ������������ ��� 0��������� �����1 �� �� ���������� �������� ������ �Q��� ���������

0.5 1 1.5 2 2.5 3

0.005

0.01

0.015

0.02

frequency (GHz)

Sig

nat

ure

Mag

nit

ud

es

fro

m

S11

slab only

slab + gun

0.5 1 1.5 2 2.5 3

20

40

60

80

100

120

140

160

frequency (GHz)

Rela

tiv

e S

ign

atur

es f

rom

S

11 (

%)

slab only

slab + gun

0. 4 0 .5 0 .6 0.7 0.8 0. 9 10

2

4

6

8

10

(a) (b)

Figure 73: ����� ��)������ �� �� ������� ���' �� �� ���'�� ���)� �� )������ ���' �'���� ���� ���8 0�1 ��)����� ��)����� �� 9 0'1 �����? ��)�������� �

DRDC Ottawa TR 2013-160 79

0.5 1 1.5 2 2.5 3

0.01

0.015

0.02

0.025

frequency (GHz)

Sig

natu

re M

agn

itud

es f

rom

S21

slab only

slab + gun

0.5 1 1.5 2 2.5 3

500

1000

1500

2000

frequency (GHz)

Rel

ativ

e S

igna

ture

s fr

om

S21

(%

)

slab only

slab + gun

(a) (b)

Figure 74: ����� ��)������ �� �� ������� ���' �� �� ���'�� ���)� �� )������ ���' �'���� ���� ���8 0�1 ��)����� ��)����� �� 9 0'1 �����? ��)�������� �

0.5 1 1.5 2 2.5 3

0.5

1

1.5

2

2.5

x 10-3

frequency (GHz)

Sig

nat

ure

Magn

itu

des

fro

m S

31

slab only

slab + gun

0.5 1 1.5 2 2.5 30

20

40

60

80

100

frequency (GHz)

Rel

ativ

e S

ign

atu

res

fro

m

S 31 (

%)

slab only

slab + gun

(a) (b)

Figure 75: ��������� ��)������ �� �� ������� ���' �� �� ���'�� ���)� �� )������ ���' �'���� ���� ���8 0�1 ��)����� ��)����� �� 9 0'1 �����? ��)�������� �

80 DRDC Ottawa TR 2013-160

0.4 0.5 0.6 0.7 0.8 0.9 1

5

10

15

20

25

30

X: 0.6807Y: 21.75

frequency (GHz)

Rel

ativ

e S

ign

atu

res

Sk

G (

%)

S11

signature

S21

signature

S31

signature

0.3 0.4 0.5 0.6 0.7 0.8 0.9 1

5

10

15

20

25

30

35

X: 0.6672Y: 9.905

frequency (GHz)

Rela

tiv

e S

ign

atu

res

( S

k

G) s (

%)

S11

signature

S21

signature

S31

signature

(a) (b)

Figure 76: �����? ��)������ �� �� )��8 0�1 ���� ��������� �� ��� ���� ��03@1�9 0'1 ���� ��������� $��� �� ���' �� �������) &��� (��$�) �� ������� ������� �� �� ����� �� �� '�� $������ $���� �� 03O1��

Figure 77: ��������� ��� �� �� <���� .* ���)�� '��( '� � ����� ����������' �� � � �� +�� �� �����? �������?��� �� ?���� ��8 /6 :6 36 /@6 :@6 2@6 G@�B��� $�? �� ������ ���� �� ������

DRDC Ottawa TR 2013-160 81

%���� �������� ��������� ��� ���(� �� <�� ��� E�� E � ��� EC- %�� ��� '� ���� ������ ��� ������� ���� ����� ��� ���� �� ������ � '������ ����� ������ ��� �� @/ ����� �!�� ��� �!C�-

6 (�� �'���&�� �� ���&�� � ��� ������� (���� (� ���� (�� ����,��0� 5��� ������������ �� �������� �� ��� �� (���� ������&� ��� ���� ��&� ������ �����5��������� (�� ���� ���0� �� �������� �� �� (����� K��� <�� ��� ! � !�� !2� !I� !J���� 2�L- 6 (�� �'���&�� �� �� ��� �� �� ���� �� � ��� (�� (����� �������&��� �� (����� ����� �� �� �� ���� �� �&������ ' �� ����� ��P����� ������ '�� K��� <�� ��� CJ� !C� !E� ��� !BL- %� ���� �7��� �� (����� ����� �� �� ��'� ��������� �� �� ��� �����,��� �� �� K��� <�� �� !� ��� <�� �� !CL-

"������� �� ���� ���&�� � ��� ������� �� � � ��������� '���( 3�1 �� �� '������5�� �� �� �������� �� �� � ��� '�� (��� �� (����� (�� � ������� ������ �� � �� ���� �� �� '��- ��(�&��� ���� ����� ��� (��� �'����� ��� �����7�� 0��(����� �� �� �� �� ���� �� � ��� �(��� (������- . ����� �������� ���� ������� ���/ ��� (�� ���� �'���&�� �� ���������� (�� �� ����� �� �'������� ���� �����-

%�� ����� ��� ������ �� �� ����,������ �� � ��� �� ������� �������� (�� ���'�&� �'���&�����- <����� (� ��������� �� ������� ����� �� �� '�� ��� ���� ���� ��������� ���'� �� �� ���� ������ ��� ��( � �� �������� ���0 ��� � ����� ��- <�� ��� EC� E!� ��� E2 ���( �� �'��� � ��� �����&� ����� ��� ��(� ��� �� ����� ��� �'����� ���� � ��� ���� ��� � �� �� ������'�� ��7-

� %�� ����� ��� �� �� ���' ����� ��� �'����� ��������� �

�� � ���

� � ���� � � �� �� �!!�

%�� �����&� ���' ����� ��� $�� ��� ���� ���� (�� � ���� �� ������� � � D

$�� �

���� � ��

����� � ��

�� ����%�� � � �� �� �!2�

�� %�� �&����� ����� ��� �� �� ���� ������ ' �� (����� �� � �� ���' '������ ��� ���� ���� ��������D

��� � ����

� � ���� $�

�� �

������ � ��

����� � ��

� ��� �%�� � � �� �� �!I�

����� ����� �� � �� �� � ��� �� �� � ,��������� (���� ��� �� ���'���� ���� ��

�� � � '��0�� ' �� ��������� ���' �� �� ���� �� �� �������-

82 DRDC Ottawa TR 2013-160

<��� <�� �� EC ��� <�� �� E!� � �� ���� �� �� (� ����� ����� ��� ��� &���������- %�� ���' '���&��� �������� ��� ���0� �� � � ����� ��- %�� �����,�������� ��� K��� <�� �� E2L ��� ����(�� ��4����M ��(�&��� �� ��� �'� � ����(��0�� ��� �� ����� ����� ���- *��� �� �7�� 0��(����� �� �� ����� �� ���� � ��� ��� ���' �� �� ��� ������� � (��� '� &�� ��8� � � �7��� � �����'��(����� ����� ��-

"������� (� ��������� �� �� �� ���0�� �������� �� ��&��� �7�� 0��(����� ���� ���� �������� ��������� �� �� �������� �� �� '�� ����� ��� ���'�� ��(����� ����� �� ��� '� �'����� ' �� ������ ������,� '������ �����/ �- %����� ���������� ' ��������� �� �����&� � � ����� ��� �'����� �� ���� ����� $��

�� � �� �� � (�� ���� �'����� �� �� �������� �� �� ���' ��� ��� ���� �� �����' �� �� �� �&����'��- 6� ��� ����� �� � � ����� ��� ��� �'����� ��

��� �� � ����

� � ���� � � � �� �� �!E�

(���� �� �����&� ����� ��� � $�� �� ��� �'����� ����

� $�� �� �

������ � ���

����� � ���

� ��� �%�� � � �� �� �!B�

%�� ���������� �� $�� ��� � $��

�� �� �� ���/ ��� ����� '�(��� C�� ��1 ��� C3�1 �� ��&�� �� <�� �� EI- 6 �� �&���� �� �� ������� � � ��������� � �'� IB� ��1 �� ������ �� '�� ����� ���- .� �7������ �� ������� ���/ ��� �� ������� �� �7����� �� �� �������� �� �� ���' �� ������ ��(�� ��� �� �� ���������- %�� ����� �� ����� ��� ��

��� ��� �� �� �� ���� �� �������� �������

���0� K����� � <�� �� EEL ��� ��� �� ���(� ����-

DRDC Ottawa TR 2013-160 83

5.4 Impact of the Human Body on the Weapon

Resonance

6 (�� ������ �'���&�� �� <�� �� EI �� �� ������� ���0� �� �� (����� ������������ ������ � ��(�� ���/ ������ (��� �� (����� �� ������ ��7 � �� � ��� '��-.� ���� (�� ���� � ��&��� �������� �� ����,�������� ������ ��-�-� / ���,���� ����� ���� � � ��������� ��������� 3����=� � ����� �������� �� � �� '��,���� ���� �� ��������� �� ��� � �� ���/ ��� ���� �� � � ����� �� �� ��� ����������- ��(�&��� �� ��� �� ��� �� ����������� (�� �� � ��,(�&� ��� ������-

%�� �����(��� � ������� �� ��,(�&� ��� ������ ������ (��� ������ ��� ��������D� � ��������� ������� ���� �� �"% @�������� "��&�� K�!LM ��� ���,������ ���,���� ���� �"% %���,������ "��&�� K�!LM ��� �C� �� ����� �� ������ (�� ����,���� ���� 3����=� � ����� �� � �� '��,���� ���� � ���� �� ���������� ���, ���� <@;> K!JL-

6� �� �� ��������� �� ����� � �� ������ �� � ���� �� ���� ��������� ������ � � 8,����� ����� ��&�- %�� �����&����� �� ��� �������� �� �� �� �"% @����,����"��&�� ���� �� ����( ��� ���� '� ������� ��� �� �� � �� ������ � �� � � ����,��������� ����� ��� � '� ������ �� � � 8����� ����� '�7 '� ���� ' ������� ��������,�������,���� ��� �:��� (����- %��� ����� � �����'��&�� ���� ���� �,����� ���� ��� ������'�� ��� ��- .� �� ������ �� �� � '���� �����0��� � ������ � �������� �� � � "A��� �� �����'��� �� �� ��� ��� ���������� (�� ����� ��� � ����������- %�� ��� ��� ������� �� �&�� ��&����-

%�� ��� ��������� (���� (�� ���� ��&������� �� ��� ������� ������� � '� �� ��������'�� ��� ��� �8����- %�� ����� �� �� �� ���� �� 5��� ���' �� � �� (�������� �7����� ���� (� ��� ������D ��� �� �� � ����� (�&� ��� ������� �� ���'�� � �� � �� ��� �'� �� �� � ����� (�&� ��� ������� �� ���' �����- %�� � ��� '������ ���� �� �� ���D

����� � ��� � �� �!J�

(���� ��� �� �� �� �� �� �� ���' �� � �� � � (���� �� �� �� �� �� �� �� ���'�����- %�� �� � �� ���(� �� <�� �� EE-

����� ���� ��� �� ��� �������� �'����� ���� �� �������� �(��� �� �� ��������������� �� �� ���'- ��� �� �� ���' ���� ��&� �� 57�� � � � �� "A� (������ �����&� ������&� )� &����� ��D � �� 2� �� ��� C�� !�- %�� ����� �� ��� �������� �� <�� �� EB (���� �� �����,��� �� ��� ��� ���(� �� <�� �� EJ- %�� ����������� �� '�� 5� ��� ������� �� ���/ ������ � (���� �� ������� ��������� ��

84 DRDC Ottawa TR 2013-160

�&����- 6 �� ���� ����� ���� �� �� �����,��� �� �� (���� �� ��P ���� �� �� ���'�� (��0��-

6� �� C�� ��������� �� ��(�� ����,����� �� � �� �� �� T��� �Y ����� (���� �� ����� ���������- %�� ���� ����,����� �� � �� �� ���- %�� (����� �� ������ �� ���� �� T��� �Y ����- *���� �� ������� ���/ ������ ���� �� �������� (�� �����'����� ��� �� �� ��� ��������� �� ��� ��/ ������� �� ���� <@;> ��� �����������5���� �7���� ���� �� �� ���,������ ��� ������ ��� ��� ���������-

Figure 78: ����� ��)����� �� �� <���� .* ���)�� '��( '� � ����� ����������' �� � � �� +�� �� �����? �������?��� �� ?���� ��8 /6 :6 36 /@6 :@6 2@6 G@�

DRDC Ottawa TR 2013-160 85

Figure 79:��������� ��)����� �� �� <���� .* ���)�� '��( '� � ����� ����������' �� � � �� +�� �� �����? �������?��� �� ?���� ��8 /6 :6 36 /@6 :@6 2@6 G@�

86 DRDC Ottawa TR 2013-160

5.5 Impact of the Weapon on the Body Response

%���� �� ��� �������� �'���&���� � '� ���� �'� �� ����� �� � ������� (������� �� '�� ��������D ���������� �� �� (����� ������� �� �� '��� �� (�������(�� �������� �� �����,��� �� �� ���� �� '�� �� ��������� �� ����� ���/ ���'���- %�� ����� (���� ��� ���� ��� �4�� �� �� ���� �� � � � �� ���� �� �� '������������ ���'�� ��� ���(� �� <�� �� E2-

%� � ���� ���5�� �� �4��� ������ ����,������ �� � (�� ��� ���� �� ���(��� <�� �� B�- %����� �� ����� � �� �� �� ���� �� � ����� ������ ��� ����,�������������� (���� ��1� �� �� ��� �� �� � � ��� ����- .� ���� �� <�� �� B � �&�� ������� ���/ ��� '���� �� �����,��� �� �� ���� �� ���'���� ���� �� '�� �� �� � �� ����� �������� �������� � �� �����,��� �� �� ���� �� '�� �����-

%��� �4�� �� �� '� � ������� �������� ��� �� ������� �� ��������� (���������� �7������ ' �������� �� ��� ����� �� �� �����,��� �� �� �&�� �� ��������/ ��� '���- %�� �7������ �� �� (����� ��������� ���� �� �����,��� �� �� ������ � �����'���-

6 ��� �� '� ���� ���� �� �� �7����� (����� ����� ��� �� ��� ���������� ����� ����� �������� (�� �� ����� ��� ���� ���� �� "����� �-

DRDC Ottawa TR 2013-160 87

Figure 80: ��������� ��� �� �� ���������� �������� �� � )�� '��( '�� ���) ����� ������� ���' �� �� I G@ �� � � �� +�� �� )�� �� �������� ���� �� �� �� ���'�

0.5 1 1.5 2 2.5 3

1

2

3

4

5

x 10-3

frequency (GHz)

Sig

nat

ure

Mag

nit

udes

fro

m S31

slab only

slab + gun

0.5 1 1.5 2 2.5 3

10

20

30

40

50

60

70

frequency (GHz)

Rel

ativ

e S

ignat

ure

s fr

om

S

31 (

%)

slab only

slab + gun

(a) (b)

Figure 81: ��������� ��)������ �� �� ���) ������� ���' �� �� ���'�� ���)��� )�� ���� ���' �'���� ���� ��� $�� �� ���)�� �� �� �� �� �� �� ���'8 0�1��)����� ��)����� �� 9 0'1 �����? ��)������ �� �

88 DRDC Ottawa TR 2013-160

6 Frequency-Sweep Measurements of Small

Weapons on Persons

%�� �'����&� �� ��� ������ �� ������� � � �����������&� ���� ������ �� ������� �� �� ���� ����� (������ � �� �� ����� �� ��� 0��&�� ������ ���� ��������� �� �������- %�� ���� ������ ��� �� �� �<A�����(�&� ���/ ��� �����M���� ����� ����� '�(��� 2�� ��1 ��� 2 3�1- %(� ��� �� ���� ������ (���������� � D

� ������� ���/ ��� �(��� '�(��� 2�� ��1 ��� 2 3�1 (���� �� ������7 ���,����� ��������� (��� ��/ ���� �� � ������ �� ���/ ���� ���

� �� ���� ����� � ��� ���� ������ (���� �� ���,������ ������� ������ ����/ ���� ���� &�� '����'��� ���/ ���,�(��� ��� &�� ��&���� <� ���� ����,����-

6 �� 0��(� �� ������� �� ��������� � �� ������������� �������� ��<A�����(�&� ���/ ������- %��������� �� ���������� �� ������� �� (������ ���,������ ���� ������� �� �����'��- 6� ����� ���� � �� '����&�� �� �� ������� ��� (����� (� �� '� ������ � ���/ ������ (���� �� (����� �������� ��� � � ��&������ � � �����5��� '��0����� K ��� "������ � ��� CL- .� (�� ������ ���5���� '�������� ��� � ������� ������� �� � �������� ��-�-� ��(��,���/ ���� ������������ ����� (������ � �� �� ����� �� ��� 0��&�� ��� '�(��� 2�� ��1 ��� C 3�1 � ��� ������� ���/ ��� ����� ��� ���/ ���,�(��� ���� ������ ��&��� ��� '���-

.���� �����������&� ���� ������ �� ��� ���/ ��� '��� (��� ������ ��/ ���� (��� ������ �����,����� ���� ��&������ � �� ���� ������ ������� ����� K�I��E�C �C!L- %��� ���� ��/ ���� �� ������� ������ ������ �� �� ��� ������ ��� �������� �������- 6 �� ������'�� � ������� �� ������� ����'������ ��� �� ������/ ��� �� �� ���,������ �����,����� ����(�� ���� �� � ���/ ���,�(��� ����-%���� �� ������ �����5��� ��4������ '�(��� �� �����,����� ���� ������ ��� �����/ ���,�(��� ���� ������ ������� � � ������� )��&����- %�� �����,��������� ������ (��� ������� � �� �� �������� ����'�� (���� � ����� ��P�������� ����������� (��� �������- . ������� )��&����� �� ���� ������ (���������� � �� �� ���������� ��&������� R � � �7��������� �����(�&� ��'�����(���� �� ����� �� / �� ������ ��� ���� ' ��' � ��� �� ��� ���� ����-

.���� � �� (��� 0��(� �� �� � ��� '�� ����� �� � &�� �����5��� ������� ��������� �� (���� ���� ���0 ���� � � � �� ������ (�����- %� �� � ��� ���� � ��������� � �&�� �� �� �����'��� �� � ����� ���� ��� ��������� (����� �������(���� �7����� ���/ ������ ����� � �� ������� ���/ ������ �� �� (������-

DRDC Ottawa TR 2013-160 89

%�� �7�������� (��� �������� � '� �� �����������&� �� �����'��� ���� ���� ����,��� ����������,1��� ���� ������� ��, ��� �����,��� ���� ������� ���� ������(�� ��4���� ������ ��� ��4���� (������- %�� ����������� �� ����������&������ �� ������ :����� ��&����� �� %����� (�� ��&�� �'�� �� �� ���&���� ������������� �� ��� 0��&��- .���� ���� ����������&�� &�� ������ � (��� ���� (������(���� �� �������&� ��� (��� '���� ��/ ����-

6.1 Antennas

%�� ������ (�� �������� � �� ���� ������ ������� ����� K�I� �E� C � C!L- 6���� ��� �� ���������� ��� ���(� �� <�� �� B�- %�� ������ �� (��� ������ �� ��'��� '�(��� �-2 3�1 ��� 2 3�1- %�� ���� ��� ��P����� ����� �� �+ �� � ������������ �� ���(� �� <�� �� BC- %�� ���� ��������� ���� �� �&���� ���� �� ����� �'�&� 2�� ��1 �� ��P����� �� '���( , � �+-

%�� ������� �� �� ������ ������� ���� (��� � (�,������ ���� �� ���- 6� �(�,������ ����� ��� ������ ������� ��� �� ���� �����&��- %�� (� ���������� �� ��� ���� �� �� ���� ��� �� ��� �� ���� ����=� ����� ���7��� �� ���(� ���� ����� �� <�� �� B!- %���� ����������� ��&� '��� ���D ��� �,�� �'� N,N� ������ �,N- 6� �� �,� ���������� '�� �� ��������� ��� �� �����&��� ���������� ������� ����1����� (�� ������ � ��� ��- 6� �� N,N ����������� '��������� ��� &������� �������- 6� �� �,N ����������� �� ��������� �������� ����1����� ������� (���� �� �����&��� ������ �� &������� �������-

<�� �� B2 ���(� �� ���� ��� ��P������ �� �+ �� ��� ������ ��� (��� (� ��,����� ������ �� ����� ���7��� �� �� ���� ����������� ��,�� N,N� ��� �,N�- 6�� �&���� �� ������� �� (� ������� ����� � ���� ���� ���� �� ��&� �����5�����P ���� �� ���� ��������� �������-

6.2 Measurement Setup

%�� ���� ������ (��� ������� � '� �� �����������&� �� �����'��- %�� ���� ������ �� �� �����(��� ������-

� %�� �� ���� �����

� <�D ������� ���/ ��� �(��� ���� 2�� ��1 � 2 3�1

� %�D �� ���� ���,������ � ��� ���� �����

�� .����� >��������

� �,�

� N,N

90 DRDC Ottawa TR 2013-160

295 mmL =

350 mmW =

4.65 mmw =

60 mmg =

1.5748 mm2.33r

==

Figure 82: "����� �� �� =-< ������ ��)� �� �� ����� 7������� ����) ���� �� �� ��%������$� ����������

Figure 83: 7���� �F����� �� < �� �� =-< ������ ��)� �� ��'������� �� �7��

DRDC Ottawa TR 2013-160 91

(a)

(c)

(b)

Figure 84: ����)���� �� �����������) �� ���?��) ������� 0'��� ������� ���� �� �� �� �� ���)�18 0�1 5�5 �����)���6 0'1 >�> �����)���6 0�1 5�>�����)����

92 DRDC Ottawa TR 2013-160

Figure 85: �� �F����� ��P���� ��� ��%��� $�� �� �����������) �� ���?��)������� ����� �� ���� ���&����� �� 2 �$�������� �����)����8 5�56 >�>6 ��5�>�

Figure 86: B���� �� �� (��� 0$���� /1�

DRDC Ottawa TR 2013-160 93

Figure 87: B���� �� �� ����� )��6 �) ��� B::3 0$���� :1�

Figure 88: B���� �� �� ���) )��6 <��$���) . �� 0$���� 21

94 DRDC Ottawa TR 2013-160

� �,N

C� �������

� ����D �����7����� I� �� ���� �� ������ �������� ���� � �� ����

� <��D �����7����� 2� �� ���� �� ������ �������� ���� � �� ����

!� *�����

� ;����D ���(� �� <�� �� BI

� "���� ����� �D ��� ����� ����� ���(� �� <�� �� BEM '����� ��� ��������� �'� I �� ��� � ��� �������&��� �� �����

� 9���� ����� �D �������� � � ���(� �� <�� �� BBM '����� ��� ��������� �'� B �� ��� � ��� �������&��� �� �����

2� �������

� ��� ���0�

� ���0 �(����� ���0�

I� *����� :������ �� +��

� ����

� ����

� '��0

%�� ���� ����� ���� ������ (�� �� ������������� 5�� ������ ������ ��� ��,����'�� '���(- ��� �� ���� ������ ��� �0�� �� ���� ������� ���������D ����������� ��� ��� �����M ���� ���� �� � ��� (��� � (����� � �� ����M ��������� �� ��� (�� � ������ (����� � �� ���! �������- %�� ��������"��� ����, ����� �� �0�� ���� ���� ��� ���� �� ���� �� ����� � �&�� �� �� �������� ������� ��� ����� �� �� ���� ����� ����-

6.3 Instrument Setup

.�� ���� ������ ������� ���� ��� �0�� (�� � &���� ��(��0 ����1�� �N�.�D�#$%$# �&' &������ '����� ()* +, " -* �,./ '������- %�� ����� �� �����/ ���,������ �<�� ��� �� ���,������ �%�� ���� ������ ��� � �����1�� ���� %�'�� J-

DRDC Ottawa TR 2013-160 95

Table 9: >� ����)�

�� �������� � ��������

'���(��� ���� �-2 3�1 � 2 3�1 <��� � ��1 � !� 3�1� �'�� �� ���/- ����� C�� !���

6< '���(��� C 0�1 C 0�1�(��� ��� -�2 B � � ��&������� � �'����A��� ��� �. , � �� A O2� ��

6.4 Representative Data in the Frequency-domain

(FD) Measurements6.4.1 Antennas-only FD Measurements and System Uncertainties

6� �� ���� �� �� ���������� ��&������� � �� �� �� ��� �� �� ���� ����� ���� ������� )��&����� � �� ������� � �&�� �� �� ������'��� �� �� ���� ��,����- "��� ����������&� ��� �� ��� �� �,� ��� ��� ���(� �� <�� �� BJ� <�� ��J�� <�� �� J ��� <�� �� J�- <�� �� BJ ���(� �� ������ �&��������� � �&�� �� ����P����� ���8���� ��� (���� <�� �� J� ���(� ���� �� �� ����������� ���8�������- ��� �� ��� �� ����������&� �� �� � �� �� ����� '�(��� �� ������������ �����&��� ������� (���� �� ��� �����5��� � ��( ���/ ������- <�� �� J ���(��� ������� �� �� ���� ����� �� �� ��P����� ���� �-�-� �� ��4������ '�(������ ���� ������ (���� ��� �� '� �������� ' ��� �� � � � ����� ��� �����������������- %�� ������� ��&�� �� �� ���� �� �� �+ ��������� �� ������� ���� ������ � � � � (��0 ���� '���( ��� ��&�� (��� '� �� �4�� ������'��- %�� ������� �� �� ����������� ���8���� ��� �� �� ������� ��&��M ��� <�� �� J�-

6.4.2 Some FD Measurements Involving Weapon 2 (Small Gun)

<�� �� JC ���(� �� ����������� ���8����� ��� ���� ��� �� �� N,N ����������(�� �� ���� �������� ���� ��� (�� (����� � ������ ����� �� � � ������� ��I� �� ������ ���� �� ������- %���� �� �� ��� ��&��&��- "��� ������'�� ���������� �� ����� �� �� �� �'���&�� �� �� '��� '�(��� � 3�1 ��� C 3�1- <�� �� J!���(� �� ���� ��� �� ��� �� �,� ���������� (���� <�� �� J2 ���(� ���� ��� ���,N ����������- %�� ������ ��&��� ��� �� ������� �� �� �,� ���������� (������ � � � �� ��� �� �� � � '����� �� ������� �� ��� ����� �� �������� �� ��5��� ������1����-

��7� (� ���0 � �� ���������� '�(��� �� ����� �� �� ���� � ��� (�� (������ �� ���� ��� �� ���� � ��� ���- %�� ������� � �� ������ �� �����7�����I� ��- <�� �� JI� <�� �� JE ��� <�� �� JB ���( �� ������� �� �� ����� N,N� �,����� �,N� �������&��- 6 �� ����� �&���� �� �� (����� ������� �� ����� �� ��

96 DRDC Ottawa TR 2013-160

Figure 89: �� �F����� ��P���� ��� $������ ���)� �� 2 ��������? ����������� �� 5�5 �����)����

Figure 90: �� ������������ ��P���� ��� $������ ���)� �� 2 ��������? ���������� �� �� 5�5 �����)����

DRDC Ottawa TR 2013-160 97

Figure 91: =��������� �� �� �F����� ��P���� ��� $������ ���)� �� �� 2 ���������? ��������� �� �� 5�5 �����)����

Figure 92: =��������� �� �� ������������ ��P���� ��� $������ ���)� �� �� 2��������? ��������� �� �� 5�5 �����)����

98 DRDC Ottawa TR 2013-160

Figure 93: �� ������������ ��P���� ��� ����� �� �� >�> �����)��� $���������)� 0������� ����1 �� $��� $���� : �� �� ���)� �� O@ �� �$�� ���� ���������

�����5���� �� �� ���/ ��� '��� '�(��� � 3�1 ��� C- 2 3�1-

@7�� ��&� ���/ ���,�(��� ���� ������ (��� �0�� �� � �������� ���������� ��,&������� (�� ���� (������ �� 0���� ��� (� ����� ���- %�� ���������� ��� ��� ���� ��D

� . �������� � � -2 ������ �� (����� ��� � ������'�� ��P ���� �� ������� �� �� ���� � ���-

� .��� �� �� �����,��� ������� ��� (��0� �� ��� ��P ����� � '������� '�� �������� �� � (�����-

� %�� ���0���� �� �� ���0� ���� �� ��&� �����5��� ����� �� �� ��� ��-

DRDC Ottawa TR 2013-160 99

Figure 94: �� ������������ ��P���� ��� ����� �� �� 5�5 �����)��� $���������)� 0������� ����1 �� $��� $���� : �� �� ���)� �� O@ �� �$�� ���� ���������

Figure 95: �� ������������ ��P���� ��� ����� �� �� >�5 �����)��� $���������)� 0������� ����1 �� $��� $���� : �� �� ���)� �� O@ �� �$�� ���� ���������

100 DRDC Ottawa TR 2013-160

Figure 96: �� ������������ ��P���� ��� ����� �� �� >�> �����)��� $������ ���� �� $��� ��� �������) $���� : �� ����� �� �� ���)� �� O@ �� �$�� ������ ������� 7�� ��� � ����( C��(� ���

Figure 97: �� ������������ ��P���� ��� ����� �� �� 5�5 �����)��� $������ ���� �� $��� ��� �������) $���� : �� ����� �� �� ���)� �� O@ �� �$�� ������ ������� 7�� ��� � ����( C��(� ���

DRDC Ottawa TR 2013-160 101

Figure 98: �� ������������ ��P���� ��� ����� �� �� >�5 �����)��� $������ ���� �� $��� ��� �������) $���� : �� ����� �� �� ���)� �� O@ �� �$�� ������ ������� 7�� ��� � ����( C��(� ���

102 DRDC Ottawa TR 2013-160

7 Signal Processing Algorithms for

Resonance Based Concealed Weapons

detection

6� ��� ������ (� ������ � ��������� ����� ��� ������� �� ��������� (������(���� ���1�� �� ����7,������ K2IL ��� ; �������,% �� K2EL ������ ��� �7�������� ��������� �� �7��������� ������ ��� ����� �� �����- %���� ��������� ��� ��� ��� � � ������ '��0��� �� �� �� ��� ���� (����� �������� �� �������- %����� ��� �� ���� ���� ������ �0�� � ������� )��&���� ���� )*+ ��������������� ��� ' �� ' �� ���� ������ �������-

7.1 Radar Data

%�� ��� ��� ��� � &���� �� �������� (��� �0�� � ������� )��&���� ������� �� �- ���� ������ �� �� ���/ ��� ������ ���� 2�� ��1 � 2 3�1 (����0�� ���� � &���� ��(��0 ����1�� �N�.� K'������ �#$%$# �&' ������� ������()* +, 0 -* �,.L- %���,������ ���� ������ ���� �� N�. (��� ���� �0��' ��� �� (��0 (��� (�� �� ��������- %���� �� �� ' ��������� �� ��� ����� ���� ���,������ ���� ������- %���� ���� ������ �0� ��� ���� � ���������� ���5� ������� N,N� �,�� ��� N,� ������� (� ��,��� ���� ������ ������ �����,��� ���� �����- %��� �������� ������ �� ��� �������� ���� ��� �������� ������-

<�� � � ������� (� ������� �� ��� ����,�/ ��� ����7,������ ����� �%9"�:����� �� ; �������,% �� ����� �;%�� �� �������� �7������ ������'�� �� �������(��� �������- :�������� ������ � ���� �7������� ��� ���� �4��� �� ����� ��� � ����� �� ���� �������&� �������-

+�� �� %9"�:� ��� ;%� �� ���,������ ��� � �7��� �� ���������- %�������� �� (� �0� �� 6�&���� <� ���� %�������� �� � � ���/ ���,������ ���- 6������ � ��� ���� �������� � � ���/ ���,������ ��� �� �� ��� ������� �� ����� 5�� ������������� �� �����(�- <���� �� ��� �� �������� � ���� �� ����� �� ,23�1 � 2 3�1- %��� ��&��&�� ��������� �� ���� ��� �� �� ���� ��� ��� ��� �0����� ���� ��� ������ �� �� �������� ��� ��� ���'����� ��� ��� ��� ������- %��������� �� ��� ������ � ����'=� 6�&���� <� ���� %�������� � ����� ��1��7��- >����� ���,������ ��� �� �'������ (� � �4 �� ���� ��� �������� ��� ���1� ����� ��� ��� �������� ��� � � ��������- %��� ��� ��� �� (� ��� ������� ��� (���� ��������� ���������� �� � � ���� ��� �� �� ������ ��P�����- %��� ��� ����������� �� ��� ������ � �� ��������,�7������ ��������-

DRDC Ottawa TR 2013-160 103

7.2 Total Least-Squares Matrix-Pencil Method

%�� ����7,:����� ����� ��� �� %��� 9���,"/ ��� ����7,:����� ����� ����7������� �� ����� �� K2IL- . '���� � ���� �� �������� '���(- . ����� �� �� �� �� ����� �� ��� * ��� '� ���������� �� � ������ �� ������ ��� ����� K2B�2JLD

�*� �#������ �

��

���

�#� &'��+*����� � ,� ����+*��

�����#�� ��� #�� ,�� ��� �� � �2��

%��� ��� ��� '� ���&���� ��� ������7,&�� �� ������-

�*� ���

���

������ �2 �

����� ��� � � � � � '� � �� �� �*� � �- 6� ��� ������������� �� ��� ����� ������ ����� �� �� (��� �� �� ����� ���������� �� �� ����� ��� ��� ������ ( � -� � .�� ������� ' �� ��� ���� ������� -� � �� ��� ��� ��� ���/ ������ � ����- +��� �� (� ��� ������� (�� ���� �������� �� ����� '� ���������� '�� ��5��� ������ ��� ��� ������� �� ��� � ����&��� �� �- %�� ������ �� ��� ��� ���� � 5��� ���D

�* � � �� (���

���

��������� � �� � � � � �2��

(���� �� �� �� �� ���,������ ����� ��- %���� ��� � �/ ��� ������ ����� �� ��������� � * � � ��� ������ � * � �� � �� �- <�� ��������� (� ��5�� �� ( � �����M�� ������ ��� '������

���

���

���� �2C�

%�� ����7 ������ ����� �� ��� ��� � 5�� ��� �� ���/ - %��� �� ���� ' ��5������ �����(��� ����7D

0 (�

����

� � � � � ���---

---- - -

--- ����� ��� ���

����

�����������

�2!�

104 DRDC Ottawa TR 2013-160

����� $ � � ��� �� ������ ' �� ���-

%� �'��� �� ����,�/ ���� ����7,������� � ���� ��� &�� � ������������ �"N�� ����������� �� 0 �

0 � 1)2 �22�

*� ��� ��� �� �� �� � 8����� ����� ���� ��� &�� �� ���������� � ������ ���,������ � � � �����- %���� ��� ������� ' ����&��� �� ���������� ��� ��� �� 1 �) ��� 2 � ����� ��( ������� ������ 1 �� )� ��� 2 �- *� ��� ��� ������� ������,5����� ������D

0 � � 1 �)�2 � �2I�

%� ��5�� � � 8����� ����� ���� ��� &�� � (� � � ��5�� � ��( �������� �������� �������� ������� ! ����- . � 8����� ����� ���� ��� &�� � �� ��� ��5��� �� ������ ��� &�� � ���� ��� ! ����)���

2- ! ������� �� '� ������ ����� ��- ! ���� � � (��� ������&� �� ������ (���� � ����� ! ���� (��� ���� � �� ����� ��� ������������ �� ��������- *� 5�� �� � �������� ������� �� � ���� (��0� '��-

*� �� �� ������ 0��� � ����� �� 2,� ��� �� �� 0 � �(�� ,'���� ����7����-*� ��( � ���� ��5��

0� (� � 0��� 0��� 0����� � � 0� (� � 0��� 0��� 0��� � � �2E�

(���� $ � �����I- %� ���1� �� ��� �� � �� �� �����'�� (� �� $ � �����- )�������� ��5������� � ��� ��( '� ���(� �� �� ��� �� ��������1�� �����&�� �� �� ������7 ���� 0�� 0�� �-��

�� � �+3�0 � 0��� �2B�

(���� 0 � �� �� �����,:������ ��� ��,��&���� �����'=� ���3&)�- <��� @/ ���� �2B�

���������� ���� � ���������(��� ����,�/ ���� ���'���D

2+ ���&����� ��� �� ����'� �� ����� � �� �� �� �� ������ ���� ��� &�� �-I������ �� P��� �������-

DRDC Ottawa TR 2013-160 105

����

� �---

���

�����

����

� � ��� �� ��---

---- - -

---����� ����� �����

����

����

��

��---

��

���� �2J�

6 �� ������� � ��� �� �������� � ����� &�� � ��� $ ����� � � ���0,��5��������7 (��� ���� ��� ��- <�� �� � ����� �� � � ���������� ��&��������� (���� �0� ��� ������������ �� �������� �� �� @/ ���� �2C� ��� ������ ��- %�� �� ���1� ��� �&����'�� ��� � (� �� '� ��&������ � � ���1� � �������� ����� ��� ���� �7��� ��-

7.3 Kumaresan-Tufts Method

%�� ; �������,% �� ����� �� ������'�� �� ����� �� K2EL- . '���� �&��&��( �� ���������� �� ��&�� '���(-

*� 5�� ��� (�� �� ������7 �7�������� ���� �� � ������ �� ������ ��� �����-

���

���

���� �� � �� � � � � �I��

*� ��� ��5�� �� ����7

0 �

����

�� �� ���� �� �� ��---

---- - -

--- ������ ���� ����

����� �I �

��� �� ��� �� &����

4 �� �� �� ����

� �I��

*� ��� ���� �� �/ ����

0, � �4� �IC�

(���� , ��� ,� ,�

���� ��5��� �� ��������� ��

106 DRDC Ottawa TR 2013-160

���� � � ���

��,�

� �I!�

��7 (� ������� � ���� ��� &�� � ������������ � �����&� �� ����������� �� ���������� �� �����D

0 � 1)2 � �I2�

*� ������ �� ����� ����� ���� �� ���� ��� &�� �� ���� @/ ���� �I2�- %��� ������ ���� �� ������� ���������� ����� �������� ���9� �� ���������� �� KIL-%��� ��&�� � �� ������ ��� ��( ��� ���� ��� &�� �� � 0���- .������&��� ����� �� ������ ��� � �'�� �� ����� � � � �������� ������� �� �� �� ����7,�����������- *� ����� �� � �'�� �� ���� ��� &�� �� � 0��� �� / - ��7� (� ��5����� �� &����� 5��� � � � � �� �� / � � ����� �� � ��* ��� �� �� 1 ���2 � �������&��- *� ���� �� �� &���� , ��

, � ���

��

��5� 4�� �II�

��7 (� 5�� �� ���� �� ���� (���� ���������� � �� �� ���� �� @/ ���� �I����� (� 0��� �� ��� �� ����5�� ��� � �- <��� ���� &�� ��� (� ��� �7��� �� �������(�- <���� (� � � ��,����� � � ������ ���� �� �7����� ���������-

+ � ������ �� �IE�

(���� * ��� � �� � �� �

�� - � � -� -� �� � ��� � � � �� �� �� -

%���� � 5�� ��� (� ���� � �� �����,:������ ��� ��,��&���� �� + ��� � ���� �(�� � � �������� ������

6 � + �IB�

����� 6 ���� �� ��

-

%��� ����� ����� � ���� ����� �� � �� ��� �� ������ ���0 ��5����-

DRDC Ottawa TR 2013-160 107

7.4 Background Clutter Suppression

%�� '��0��� �� �� �� �� � �������� ' �0��� ������ ���� ������ �� �� '��0,��� �� (��� �� �����- %�� ��� ���� ����� ��� ��� ��� ���������� �� � � ��� ������7 ��� ����� ��� ���� ��������� ��� �� ��- *� �� �� �������� ���@/ ���� �I�� �� �� '��� �� � � �� �� � ��������� (���� ��� '� �� �� �� �� ������� �� �� ������-

��7� ���� ������ ��� �0�� (�� �����- <�� �� ��� ��� �� ��� ����� ����, ������ ��� �0�� �� �����(�D

� %���� ������ ��� ���� ������ �+��0��� �� ���� �������

�� ���� ����� �� � ��� (��� �� (������

C� ���� ����� �� � *����� ���

!� ���� ����� �� � ��� (�� � (�����

��� <���

�'� "���

��� +��0

���� ������ ��&��&��� �� ��� (��� �0��� (�� '�� � ���0 ��� ��� ���0�- >����� ���� ������ �� ��� ���� ����� ��� ��/ ����� (� �7��� �� ��������� ��� ������ ���- *� ��� ��5�� � ��������� 7 (���� �� ��� � ����� ��( ��� �(� � ������ � � ���� ���� ����� ��� '� ���� � ���� �� � � '��0��� �� ���� �����- 6� ����� �� � � ���� ���� ����� �� �� �� � '� (���� ��� ������ �� &�� � �� �� � �-

7.5 Target Identification

7.5.1 K-Nearest Neighbours (KNN)

%�� ��7 ��� �� � ���0 ��� �� �������� �� � 0��(� ���� ����� �� �� �� ����, ������ �� ������ ����M ��� �7������ (� �� �� '� ��������� ��� �� ����� �� �� �0���� �� �� ����� �� �� �� � ��� (�� � 0����- <�� �� � ����� �� ��� ������ (� ���0� �� ����� ����M �� �� (� �0� � ���� ����� �� 4�����) ��� � ���� ����� ��+��) �� (��� �� � ���� ����� ��+��) ���! 4�����)- *� ����1� �� ����� ��� ��+��) ��� +��) ���! 4�����) ��� �� ��������� �� �� ����� �� ��4�����) �����-%� �� ��� (� ��5�� � ��������� 7� (���� �� ��� � ��5�� &����� (���� (���� ����� �� 4�����) �� '� ������ �� �� ��� �� +��) ��� +��) ���! 4�����)- %��������� �� ������� ���� � ���� �� 4�����) � � ���� �� ������ ����� �� (� �� �� ;,������ �����'� � ������ �������� �&����'�� ���� �� ������� ���'�7�� ����' ��������2!(.�- %�� �������� �� ��� �� ������� ���� ���� ���� �� � ��� ����� �� � �� ������ ���� �� �� *����� ����� ��- %�� �������� ��� (��0�(�� ���� ���� �������� (� ���� � ���� ��� �� ��������D

108 DRDC Ottawa TR 2013-160

� ;,������ �����'� �� ��� ���� ��� �� � � �����

�� ;,������ �����'� �� ��� �������� ��� �� � � �����

C� ;,������ �����'� �� ��� �� ����� �� �� � � �����

<�� ���� ������� ��� (� �0��� ��� ������������ ��� �������� ���� ���7�� (������ �� ���� ��� ���� ������� ��M (� ���� � �� �&����� ������� '�(��� �� ������� �� ��� �� �� �� (����� ����� ��- *� ��� ������� �� �&����� ��������� +��) ��� +��) ���! 4�����- %�� ����� �� (�� �� ������� ������� �� ���������5�� �� ���� ������� � �� ����� �� �� �� (�����-

7.5.2 Naïve Bayesian Classifier (NBC)

%� ��0� �� �� �7����� ������5����� ��������� (� �� ����'=� ��?&� +������������5�� �� � � ���- %� �� ��� (� �0� �� �����(��� ����D

� ����� � ������� ����7 �-�� �� ��(� �� (���� ���������� � ��4���� ����, ������ (� ��&� �0��-

�� ����� � ����� &���� ���� (���� ������ ������ �� �����E �� ���� ��( �� ��������� ����7-

C� <� �� ������� ��� � � ��?&� +������ ������5�� ���� ����'=� ��?&� +�������� ��&����'�� �� �� "����� %���'�7�� ���� �� ������� �'Q���&�+���-5�-���-

!� ����� � �� &���� ���� (���� ��� �� ���� � �'�� �� ��� ��� �� --

2� <��� �� ����� �� �� &���� ' ���� ����� �� ���'�'��� �� � '�������� � ���������- )�� �� ������� ��������� ��'���- %��� �� ��� � &���� (���� ��� ������������� � �� ��4���� �������- %�� &�� �� ���������� � �� ���'�'��� ��� '�������� � ���� �����-

%���� ��� ��� ������ �� ��( � ��5�� �� �������� ��� �7������ (� ��� ��5�� ����� �� � ��� (��� � (����� ��� ����� � �� �� (����� �����- *� �� �� ���� ��5������ (����� ������� ��� ��&� ����� �� �� (������ ����� � �� �� 0���� ����� �������� C �� �� � � �����- )���� ���� ������ (� ��� �'�� � �� �� (� ��� �'�� ���4������� '�(��� (����� ���-

E���� �� ��� ����� �� ��� � � �������� ��5�� �� �� �� ������- <�� �7������ �� ��( ���� ������� ����7 ����������� � � ������ �� �� 0��(� � ������ � (����� � �� �������� ����� ���� �� 5�� ������ �� � (� �� '� �- 6� �� 0�� ��( �� - ������� � (����� ���� ������ (� ����������� ��� �� 0�� ������ �� � �� -

DRDC Ottawa TR 2013-160 109

8 Results

8.1 K-Nearest Neighbours

%�� ��� �� �������� '���( ����1� �� �4��� �� 7 �� �� ��� ��- .� ������� ���� ��������� �� �� %9"�:� �� ���(� �� K!L ��� ;%� �������� �� K�L- <�� ��� ����� �� ��������� ���� ���� ������ (� (��� �� �� �����(��� �������D

� �������� �� �&����� ������� '�(��� ����� �� �� ����� �� �� +�� ����� ��� ������ �� �� ����� �� �� �� 4����� ���-

� ��! ������ �&����� ������� '�(��� ����� �� �� ����� �� �� +���4������� ��� ������ �� �� ����� �� �� �� 4����� ���-

%�� ���5� ����� �� �������� �� �� �����(��� �����D'������ 5����������6+��64�����67�2������ <�� �7������ �� ���5� ����� N,NA���A* A���� ������ � ���������� '�(��� 4�����) ��� ��� +�� �!�� ��(��� �� 4�����) ��� ��� +�� �!�� ���! 4�����) �� 8����� %��� �� ���0 �������� ���0� (���- N,N ������ �� �� ������� (��� ������ �� � &������,&������������� ���,����-

110 DRDC Ottawa TR 2013-160

Table 10: ���������� �� 7� �� �?��) ������) �� '��()���� ���?6 7� � �

��������� ����&�� ��� �V�����&�� *�����

�V�����&�� ���O*�����

�V�%9"�:� �� � JJ-! JJ-I JB-B�%9"�:� ���2� J -IC J2-�B J -�I%9"�:� ��� � E-C! �B-E! E-�2

;%� ��C� JJ-2! �C-! \ ��-II\;%� �� � J -EI J!-BJ J -J�;%� ���2� IB-!E EC-2J II-E�;%� ��� � E-C! �B-E! E-�2

9 4� ��� ���� �� �2!��3� ���2������� �3�� )** ��2���� �!� �������! ���:�2�� �������� �� ��� ������ ��������� �!�� �� �!� ��2������: ���������� �!�� � ����� �!�� ;��

��� ���� �� �!� ��2������: ��� �!�� ��� ���� �� �!� ������ �� �� �3�:�

DRDC Ottawa TR 2013-160 111

Table 11: �" 7B7 ������ $��� 7� � ���� 7� � � $��� ���)� ��� �� �������

���5� ����� !"���� �!"��� �

# ���� �# ��� �

���� ���� �

���5� ����� !"���� �!"��� �

# ���� �# ��� �

���� ���� �

N,NA���A* A���� �-!C �-J2 �- � �,�A���0A* A���� <=� <=� <=�

N,NA���A* A'��0 �-!2 �-JE �- I �,�A���0A* A'��0 <=� <=� <=�

N,NA���A* A���� �-�C �-B� �-�C �,�A���0A* A���� <=� <=� <=�

N,NA���A*�A���� <=� <=� <=� �,�A���0A*�A���� � � <=�

N,NA���A*�A'��0 <=� <=� <=� �,�A���0A*�A'��0 � � <=�

N,NA���A*�A���� <=� <=� <=� �,�A���0A*�A���� � � <=�

N,NA���A*CA���� -�2 -C �-C� �,�A���0A*CA���� � � <=�

N,NA���A*CA'��0 - I �-J �-!E �,�A���0A*CA'��0 � � <=�

N,NA���A*CA���� �- � -2J �-E� �,�A���0A*CA���� � � <=�

N,NA���0A* A���� �-22 -�I �-!I N,�A���A* A���� <=� <=� <=�

N,NA���0A* A'��0 -C� - J C-J! N,�A���A* A'��0 <=� <=� <=�

N,NA���0A* A���� �-I! -2J -�J N,�A���A* A���� <=� <=� <=�

N,NA���0A*�A���� <=� <=� <=� N,�A���A*�A���� <=� <=� <=�

N,NA���0A*�A'��0 <=� <=� <=� N,�A���A*�A'��0 <=� <=� <=�

N,NA���0A*�A���� <=� <=� <=� N,�A���A*�A���� <=� <=� <=�

N,NA���0A*CA���� �-E2 �-J2 -J2 N,�A���A*CA���� <=� <=� <=�

N,NA���0A*CA'��0 -�� -�� -BJ N,�A���A*CA'��0 <=� <=� <=�

N,NA���0A*CA���� �-E� �-J! �-EJ N,�A���A*CA���� <=� <=� <=�

�,�A���A* A���� <=� <=� <=� N,�A���0A* A���� <=� <=� <=�

�,�A���A* A'��0 <=� <=� <=� N,�A���0A* A'��0 <=� <=� <=�

�,�A���A* A���� <=� <=� <=� N,�A���0A* A���� <=� <=� <=�

�,�A���A*�A���� � � <=� N,�A���0A*�A���� <=� <=� <=�

�,�A���A*�A'��0 � � <=� N,�A���0A*�A'��0 <=� <=� <=�

�,�A���A*�A���� � � <=� N,�A���0A*�A���� <=� <=� <=�

�,�A���A*CA���� � � <=� N,�A���0A*CA���� <=� <=� <=�

�,�A���A*CA'��0 <=� � <=� N,�A���0A*CA'��0 <=� <=� <=�

�,�A���A*CA���� � � <=� N,�A���0A*CA���� <=� <=� <=�

9 <= :������ ��: ��:�>��: 3����

112 DRDC Ottawa TR 2013-160

Table 12: �" 7B7 ������ $��� 7� � ��� � 7� � � $��� ���)� ��� �� �������

���5� ����� !"���� �!"��� �

# ���� �# ��� �

���� ���� �

���5� ����� !"���� �!"��� �

# ���� �# ��� �

���� ���� �

N,NA���A* A���� �-EE -�� �- I �,�A���0A* A���� �-2J �-22 -!�N,NA���A* A'��0 - C -�I �-� �,�A���0A* A'��0 �-JJ �-!2 �-J2N,NA���A* A���� �-J� �-JC �-CJ �,�A���0A* A���� �-EC -�2 - IN,NA���A*�A���� -IB -C! �- ! �,�A���0A*�A���� �-JI -! -!IN,NA���A*�A'��0 - � -�� �-CJ �,�A���0A*�A'��0 -�J -CB -! N,NA���A*�A���� �-JI �-J2 �-!C �,�A���0A*�A���� �-BC �-JB C-!�N,NA���A*CA���� �-J� -�I �-!2 �,�A���0A*CA���� �-EE �-JC - �N,NA���A*CA'��0 �-BE -�I �-CC �,�A���0A*CA'��0 �-B� �-JE -2�N,NA���A*CA���� �-IJ -!I �-EI �,�A���0A*CA���� �-!� -EB �-J2N,NA���0A* A���� -�C -�E �-II N,�A���A* A���� �-JJ -�E �-B�N,NA���0A* A'��0 -!J -�C �-I N,�A���A* A'��0 -�C - �-J�N,NA���0A* A���� -C� �-JJ -�I N,�A���A* A���� �-J �-E �-J�N,NA���0A*�A���� �-JJ �-JC 2-BJ N,�A���A*�A���� -�B -�� �-CJN,NA���0A*�A'��0 -�� - J �-C2 N,�A���A*�A'��0 -2E �-B� �-B�N,NA���0A*�A���� -�I �-J 2-�2 N,�A���A*�A���� -�C -2� !-��N,NA���0A*CA���� - C - � �-�2 N,�A���A*CA���� �-J� -�� -CIN,NA���0A*CA'��0 -C2 �-B! C-�� N,�A���A*CA'��0 �-EB -B2 - BN,NA���0A*CA���� -C - C-BJ N,�A���A*CA���� �-B -�I - J�,�A���A* A���� - I - �- 2 N,�A���0A* A���� �-B �-J! -�B�,�A���A* A'��0 �-JI -2 -B� N,�A���0A* A'��0 �-J� -C -�2�,�A���A* A���� -�! �-JJ -�J N,�A���0A* A���� �-I� - � - ��,�A���A*�A���� �-EI �-BB -�2 N,�A���0A*�A���� �-B� - ! -E2�,�A���A*�A'��0 �-!! -�� �-E2 N,�A���0A*�A'��0 �-!2 �-EB �-!!�,�A���A*�A���� �-22 �-JC �-B� N,�A���0A*�A���� �-I! �-EE �-J!�,�A���A*CA���� �-EC �-BB -I� N,�A���0A*CA���� -!B -�B �-I �,�A���A*CA'��0 -�2 - �-I N,�A���0A*CA'��0 -� - � �-IC�,�A���A*CA���� �-BB �-JJ �-JB N,�A���0A*CA���� �-2J �-22 -!�

DRDC Ottawa TR 2013-160 113

Table 13: �" 7B7 ������ $��� 7� � ����� 7� � � $��� ���)� ��� �� �������

���5� ����� !"���� �!"��� �

# ���� �# ��� �

���� ���� �

���5� ����� !"���� �!"��� �

# ���� �# ��� �

���� ���� �

N,NA���A* A���� -�! �-JC �- � �,�A���0A* A���� �-JI �-JC C2-� N,NA���A* A'��0 -�B �-J! �- ! �,�A���0A* A'��0 -�� �-JC -I�N,NA���A* A���� -�C �-JI �-! �,�A���0A* A���� -�� �-JI - BN,NA���A*�A���� -�! -�2 �- 2 �,�A���0A*�A���� �-JE �-JJ - �N,NA���A*�A'��0 -� - � �-!J �,�A���0A*�A'��0 -� �-JI -!�N,NA���A*�A���� -�! -�! �-2 �,�A���0A*�A���� �-J! �-BB -B2N,NA���A*CA���� �-JB -�� �-!B �,�A���0A*CA���� -�B -�� �I-!�N,NA���A*CA'��0 -�! �-J! �-�J �,�A���0A*CA'��0 -�E �-J! -IIN,NA���A*CA���� -�� �-J! �-B� �,�A���0A*CA���� -�C �-JB �-J2N,NA���0A* A���� �-JI -�C �-B N,�A���A* A���� - � - E �-JJN,NA���0A* A'��0 -�� -�2 2-EE N,�A���A* A'��0 �-JJ �-JE �-J�N,NA���0A* A���� - � �-JJ �-� N,�A���A* A���� -� -�� -!�N,NA���0A*�A���� �-JI �-J2 E-�! N,�A���A*�A���� -� -�C �-B2N,NA���0A*�A'��0 �-J -� �-I! N,�A���A*�A'��0 - 2 - C -I!N,NA���0A*�A���� �-BJ �-J! 2-2� N,�A���A*�A���� �-JJ �-JE -J2N,NA���0A*CA���� -�� -�� !-JB N,�A���A*CA���� -�I -�E C-2BN,NA���0A*CA'��0 - � -�� I-E� N,�A���A*CA'��0 - � -� �-J N,NA���0A*CA���� -�E -�C E- � N,�A���A*CA���� -�� -�E -CI�,�A���A* A���� �-JB �-J� -EC N,�A���0A* A���� �-JE -�2 - 2�,�A���A* A'��0 -�I �-JE -2I N,�A���0A* A'��0 �-JI -�� - ��,�A���A* A���� �-JJ �-J2 - � N,�A���0A* A���� -�� -�C �-JB�,�A���A*�A���� -�B �-J2 C-CJ N,�A���0A*�A���� -�E -�E -CJ�,�A���A*�A'��0 -�2 �-J2 -CC N,�A���0A*�A'��0 �-JJ -� �-�C�,�A���A*�A���� -�! �-J� -�E N,�A���0A*�A���� -�� -�B �-IC�,�A���A*CA���� -�� �-JJ �-CB N,�A���0A*CA���� �-JC �-J� -CI�,�A���A*CA'��0 �-J� -�I �-B! N,�A���0A*CA'��0 -� �-J! �-BI�,�A���A*CA���� �-JE -�C -�E N,�A���0A*CA���� -�C �-JB �-EB

114 DRDC Ottawa TR 2013-160

Table 14: !�7 ������ $��� 7� � ���� 7� � � $��� ���)� ��� �� �������

���5� ����� !"���� �!"��� �

# ���� �# ��� �

���� ���� �

���5� ����� !"���� �!"��� �

# ���� �# ��� �

���� ���� �

N,NA���A* A���� �-J -�J �-�E �,�A���0A* A���� �-CB -EE -JIN,NA���A* A'��0 -�! -2I -2B �,�A���0A* A'��0 �-EJ �-�E �-!�N,NA���A* A���� - 2 -�2 �-E� �,�A���0A* A���� -�C �-2E �-�IN,NA���A*�A���� �-�J �-I� �-EI �,�A���0A*�A���� �-B - � 2-2JN,NA���A*�A'��0 �-B2 �-�! �-CB �,�A���0A*�A'��0 -J2 !-E2 E-�!N,NA���A*�A���� - � �- ! �-E� �,�A���0A*�A���� �-E2 B-CB �-� N,NA���A*CA���� -2C �-IJ �-I� �,�A���0A*CA���� -EC -B2 - �N,NA���A*CA'��0 -!� -CJ �-B� �,�A���0A*CA'��0 -2 I-CI �-� N,NA���A*CA���� -B� -�� �-IJ �,�A���0A*CA���� �-J� -E� J-C N,NA���0A* A���� �-!B �-�C -CJ N,�A���A* A���� �-J2 -� �-��N,NA���0A* A'��0 -EE �-JE �-BE N,�A���A* A'��0 �-� �-2� �-EEN,NA���0A* A���� -2 -�� �-EC N,�A���A* A���� -�! �-2E J-IJN,NA���0A*�A���� -2! -BB �-II N,�A���A*�A���� -C2 �-E I-2 N,NA���0A*�A'��0 �-J� -�E -C2 N,�A���A*�A'��0 -!B -�� -�EN,NA���0A*�A���� -�E �-�C �-E� N,�A���A*�A���� -B� �-22 �BJ-I!N,NA���0A*CA���� �-B! - C �-JJ N,�A���A*CA���� �-22 �-BB C-2CN,NA���0A*CA'��0 �-JI �-B! �-E! N,�A���A*CA'��0 �-B �-J� -22N,NA���0A*CA���� �-BI -�� -!� N,�A���A*CA���� �-BI �-EI E-�B�,�A���A* A���� �-I� - 2 J-�! N,�A���0A* A���� �-I! �-!B �22-BE�,�A���A* A'��0 - J �-JC �- N,�A���0A* A'��0 �-EE -!� �-EI�,�A���A* A���� -�C �-EE �-J N,�A���0A* A���� -CC -!! �-J��,�A���A*�A���� -2E �-2� �-� N,�A���0A*�A���� -�B �-JE I�C-E2�,�A���A*�A'��0 �-!� �- B �-I� N,�A���0A*�A'��0 �-2C �-JE �-BC�,�A���A*�A���� �-CJ �- E �-B! N,�A���0A*�A���� -!E -CC C-C �,�A���A*CA���� �-JJ �-22 �-�B N,�A���0A*CA���� - B �-JC �2I-2�,�A���A*CA'��0 -E2 �-�� �-EE N,�A���0A*CA'��0 -2! �-B� J-���,�A���A*CA���� !-!I C-! �-�C N,�A���0A*CA���� �-BE -E2 -

DRDC Ottawa TR 2013-160 115

Table 15: !�7 ������ $��� 7� � ��� � 7� � � $��� ���)� ��� �� �������

���5� ����� !"���� �!"��� �

# ���� �# ��� �

���� ���� �

���5� ����� !"���� �!"��� �

# ���� �# ��� �

���� ���� �

N,NA���A* A���� �-EJ - C -�I �,�A���0A* A���� �-E2 �-2E -!!N,NA���A* A'��0 -�C -C2 -2I �,�A���0A* A'��0 �-IJ �-E2 �-��N,NA���A* A���� �-BE -�C �-IB �,�A���0A* A���� �-B� �-IB -2CN,NA���A*�A���� �-2 -CJ �-BB �,�A���0A*�A���� -�2 �-J �-C�N,NA���A*�A'��0 �-�J �-II �-E� �,�A���0A*�A'��0 -2I �-EE �-ECN,NA���A*�A���� �-!C �-BJ �-BC �,�A���0A*�A���� -�C �-J2 �-� N,NA���A*CA���� �-BI �-B� �-IC �,�A���0A*CA���� - B -2B �-E�N,NA���A*CA'��0 �-2E �-JE -� �,�A���0A*CA'��0 -� - � �-�2N,NA���A*CA���� �-2J - J -�� �,�A���0A*CA���� �-B! �-EI �-2JN,NA���0A* A���� - � - ! - 2 N,�A���A* A���� �-!I �-EJ �-��N,NA���0A* A'��0 -C �-JI �-JI N,�A���A* A'��0 �-E2 �-2� �-I2N,NA���0A* A���� -!E �-JE �-I� N,�A���A* A���� �-IB �-E� - !N,NA���0A*�A���� -�E �-EI �-B� N,�A���A*�A���� �-EJ �-2B �-IEN,NA���0A*�A'��0 �-J �-I! -�2 N,�A���A*�A'��0 �-B� �-B� �- 2N,NA���0A*�A���� -C �-JB �-B� N,�A���A*�A���� -�B �-I� �-EIN,NA���0A*CA���� -�! -�� -�� N,�A���A*CA���� -�J �-J! �-2!N,NA���0A*CA'��0 -EC �-JC �-JJ N,�A���A*CA'��0 - J �-E� �-C!N,NA���0A*CA���� -C! - C -C� N,�A���A*CA���� -�E �-I� �-���,�A���A* A���� - B -�B 2-EC N,�A���0A* A���� �-BJ - � C�E- �,�A���A* A'��0 -�B -C� 2-BJ N,�A���0A* A'��0 �-J� -�E B�-JJ�,�A���A* A���� - ! -CC I-� N,�A���0A* A���� -�2 -�! EB-�J�,�A���A*�A���� �-J2 -CJ �-�I N,�A���0A*�A���� �-JC �-JB ICE-I��,�A���A*�A'��0 �-IJ �-2E - 2 N,�A���0A*�A'��0 �-EJ - ! I�!-�E�,�A���A*�A���� �-I �-!� -�C N,�A���0A*�A���� -�! - ! C-JE�,�A���A*CA���� -CC -!I �-�� N,�A���0A*CA���� �-JB -�E !�-J2�,�A���A*CA'��0 -C2 -EJ �-CI N,�A���0A*CA'��0 -C! -�I � -2��,�A���A*CA���� -�J -�J �-CE N,�A���0A*CA���� -�2 - B �-BC

116 DRDC Ottawa TR 2013-160

Table 16: !�7 ������ $��� 7� � ����� 7� � � $��� ���)� ��� �� �������

���5� ����� !"���� �!"��� �

# ���� �# ��� �

���� ���� �

���5� ����� !"���� �!"��� �

# ���� �# ��� �

���� ���� �

N,NA���A* A���� -�! �-JC �- � �,�A���0A* A���� �-JI �-JC C2-� N,NA���A* A'��0 -�B �-J! �- ! �,�A���0A* A'��0 -�� �-JC -I�N,NA���A* A���� -�C �-JI �-! �,�A���0A* A���� -�� �-JI - BN,NA���A*�A���� -�! -�2 �- 2 �,�A���0A*�A���� �-JE �-JJ - �N,NA���A*�A'��0 -� - � �-!J �,�A���0A*�A'��0 -� �-JI -!�N,NA���A*�A���� -�! -�! �-2 �,�A���0A*�A���� �-J! �-BB -B2N,NA���A*CA���� �-JB -�� �-!B �,�A���0A*CA���� -�B -�� �I-!�N,NA���A*CA'��0 -�! �-J! �-�J �,�A���0A*CA'��0 -�E �-J! -IIN,NA���A*CA���� -�� �-J! �-B� �,�A���0A*CA���� -�C �-JB �-J2N,NA���0A* A���� �-JI -�C �-B N,�A���A* A���� - � - E �-JJN,NA���0A* A'��0 -�� -�2 2-EE N,�A���A* A'��0 �-JJ �-JE �-J�N,NA���0A* A���� - � �-JJ �-� N,�A���A* A���� -� -�� -!�N,NA���0A*�A���� �-JI �-J2 E-�! N,�A���A*�A���� -� -�C �-B2N,NA���0A*�A'��0 �-J -� �-I! N,�A���A*�A'��0 - 2 - C -I!N,NA���0A*�A���� �-BJ �-J! 2-2� N,�A���A*�A���� �-JJ �-JE -J2N,NA���0A*CA���� -�� -�� !-JB N,�A���A*CA���� -�I -�E C-2BN,NA���0A*CA'��0 - � -�� I-E� N,�A���A*CA'��0 - � -� �-J N,NA���0A*CA���� -�E -�C E- � N,�A���A*CA���� -�� -�E -CI�,�A���A* A���� �-JB �-J� -EC N,�A���0A* A���� �-JE -�2 - 2�,�A���A* A'��0 -�I �-JE -2I N,�A���0A* A'��0 �-JI -�� - ��,�A���A* A���� �-JJ �-J2 - � N,�A���0A* A���� -�� -�C �-JB�,�A���A*�A���� -�B �-J2 C-CJ N,�A���0A*�A���� -�E -�E -CJ�,�A���A*�A'��0 -�2 �-J2 -CC N,�A���0A*�A'��0 �-JJ -� �-�C�,�A���A*�A���� -�! �-J� -�E N,�A���0A*�A���� -�� -�B �-IC�,�A���A*CA���� -�� �-JJ �-CB N,�A���0A*CA���� �-JC �-J� -CI�,�A���A*CA'��0 �-J� -�I �-B! N,�A���0A*CA'��0 -� �-J! �-BI�,�A���A*CA���� �-JE -�C -�E N,�A���0A*CA���� -�C �-JB �-EB

DRDC Ottawa TR 2013-160 117

.� ���(� ' �� �'���� �� 7 &����� �� ;,������ �����'� �� ����� �� ����������� ����� � ��������� ���� �� (����� (��� � �� ������- *� ��� �� '������������� ���� �� %9"�:� �� %�'�� � �&�� �� �� %�'�� � ������� �� ��%9"�:� ��� �� ������� '��� (��� 7 �� �-� - %�� ;%� �������� '�� �� ���������� �������� �� %�'�� !- *� ��� ����� �� ���� ��� �� �� '�� &�� � ��� 7 �� �-��2 (��� ���� �� %9"�:� ��� �-� (��� ���� �� ;%�- ��7 (� �7������� �4��� �� 7�-

118 DRDC Ottawa TR 2013-160

Table 17: �" 7B7 ������ $��� 7� � ��� � 7� � ��� $��� ���)� ��� �� �������

���5� ����� !"���� �!"��� �

# ���� �# ��� �

���� ���� �

���5� ����� !"���� �!"��� �

# ���� �# ��� �

���� ���� �

N,NA���A* A���� �-IB -� �-J2 �,�A���0A* A���� - I �-JC �-! N,NA���A* A'��0 �-B - E �-J� �,�A���0A* A'��0 �-E� �-JB -!�N,NA���A* A���� �-II �-B! �-EJ �,�A���0A* A���� �-J! -2B �-J2N,NA���A*�A���� �-EJ -�B -CI �,�A���0A*�A���� -I� �- � - IN,NA���A*�A'��0 �-B2 -C! �-�� �,�A���0A*�A'��0 �-E - 2 -!IN,NA���A*�A���� -C2 -�B �-JB �,�A���0A*�A���� �-I! -�! -! N,NA���A*CA���� �-J� �-JC �-E �,�A���0A*CA���� �-JJ -�! �-��N,NA���A*CA'��0 -� -�� �-B! �,�A���0A*CA'��0 -�B �-E! - �N,NA���A*CA���� �-EI -�I �-EC �,�A���0A*CA���� -�! �-B -2�N,NA���0A* A���� - -B2 �-II N,�A���A* A���� �-JE -CE �-J2N,NA���0A* A'��0 �-J! -J �-B� N,�A���A* A'��0 -�B -!� �-B�N,NA���0A* A���� -� -I! -�I N,�A���A* A���� -�! -�I �-J�N,NA���0A*�A���� �-EJ �-B� -2J N,�A���A*�A���� - C �-JB �-J�N,NA���0A*�A'��0 �-BJ �-B! -�! N,�A���A*�A'��0 -B� �-�� -�JN,NA���0A*�A���� �-I2 �-JC -!B N,�A���A*�A���� -�! -C! -CJN,NA���0A*CA���� �-BI �-IE �-B� N,�A���A*CA���� �-II �-BB -2IN,NA���0A*CA'��0 -�B �-E! �-EI N,�A���A*CA'��0 -B! �-E! -CIN,NA���0A*CA���� �-J! �-EI -�E N,�A���A*CA���� �-2� -�C - B�,�A���A* A���� �-J2 �-E� �- 2 N,�A���0A* A���� �-JB �-B2 - J�,�A���A* A'��0 - �-2B �-JI N,�A���0A* A'��0 I-BJ �-C� -�B�,�A���A* A���� �-!I �-I2 -�J N,�A���0A* A���� �-!� - I -�2�,�A���A*�A���� �-JJ �-EB -�2 N,�A���0A*�A���� E-B� - J -B!�,�A���A*�A'��0 �-JC �-2I �-E2 N,�A���0A*�A'��0 �-�2 -2C �-���,�A���A*�A���� �-JI �-2 �-B� N,�A���0A*�A���� -!J 2-B! �-E!�,�A���A*CA���� �-II -�C -I� N,�A���0A*CA���� �-I2 �-JJ �-J!�,�A���A*CA'��0 �-EI �-J2 �-I N,�A���0A*CA'��0 �-B �-E� �-I �,�A���A*CA���� �-2J -C! �-JB N,�A���0A*CA���� -!2 �-� �-IC

DRDC Ottawa TR 2013-160 119

Table 18: �" 7B7 ������ $��� 7� � ��� � 7� � �� $��� ���)� ��� �� �������

���5� ����� !"���� �!"��� �

# ���� �# ��� �

���� ���� �

���5� ����� !"���� �!"��� �

# ���� �# ��� �

���� ���� �

N,NA���A* A���� �-B2 -�� �-I� �,�A���0A* A���� �-!B �-J� �-! N,NA���A* A'��0 �-EJ �-BJ �-B� �,�A���0A* A'��0 �-E2 �-J� -!�N,NA���A* A���� �-BJ -�C �-2� �,�A���0A* A���� �-22 -�� �-J2N,NA���A*�A���� -� -� -�� �,�A���0A*�A���� �-B2 �-B - IN,NA���A*�A'��0 �-JI -�E �-J� �,�A���0A*�A'��0 -!� - E -!IN,NA���A*�A���� -�2 �-JB �-EE �,�A���0A*�A���� -!I -�E -! N,NA���A*CA���� �-BB �-BE �-�I �,�A���0A*CA���� -C� �-E� �-��N,NA���A*CA'��0 �-BJ - J �-JI �,�A���0A*CA'��0 �-B! �-B - �N,NA���A*CA���� �-EE -�E - �,�A���0A*CA���� �-J2 �-E� -2�N,NA���0A* A���� �-J -2 �-II N,�A���A* A���� �-I2 -I� �-J2N,NA���0A* A'��0 �-EE -�E - B N,�A���A* A'��0 �-B2 -!I �-B�N,NA���0A* A���� �-BJ - ! -�I N,�A���A* A���� �-BI - �-J�N,NA���0A*�A���� -�� -�� -�� N,�A���A*�A���� �-J� -C2 �-J�N,NA���0A*�A'��0 �-J - ! �-C2 N,�A���A*�A'��0 - � - B �-CJN,NA���0A*�A���� �-JI - ! - I N,�A���A*�A���� �-EE �-BJ �-B�N,NA���0A*CA���� �-BB �-B - J N,�A���A*CA���� -�! -�I !-��N,NA���0A*CA'��0 �-B! �-EJ �-JE N,�A���A*CA'��0 �-B2 -EJ -CIN,NA���0A*CA���� �-J� �-J - � N,�A���A*CA���� -�� �-�J - B�,�A���A* A���� -�J �-I� �- 2 N,�A���0A* A���� -�! �-EJ - J�,�A���A* A'��0 -22 �-2 -B� N,�A���0A* A'��0 -�� �-J� -�B�,�A���A* A���� �-BJ �-CJ -�J N,�A���0A* A���� -C� �-EE -�2�,�A���A*�A���� �-JE �-B! -�2 N,�A���0A*�A���� - � �-BB - ��,�A���A*�A'��0 �-JJ �-EI �-E2 N,�A���0A*�A'��0 -B� -�� -E2�,�A���A*�A���� �-BB �-BI �-B� N,�A���0A*�A���� !-BB - � �-!!�,�A���A*CA���� �-22 �-JC -I� N,�A���0A*CA���� -�� �-2J �-J!�,�A���A*CA'��0 �-2J �-EI �-I N,�A���0A*CA'��0 �-JB �-EI �-I �,�A���A*CA���� �-2I �-BE �-JB N,�A���0A*CA���� -!� �-B �-IC

120 DRDC Ottawa TR 2013-160

Table 19: �" 7B7 ������ $��� 7� � ��� � 7� � �� $��� ���)� ��� �� �������

���5� ����� !"���� �!"��� �

# ���� �# ��� �

���� ���� �

���5� ����� !"���� �!"��� �

# ���� �# ��� �

���� ���� �

N,NA���A* A���� - � -�� �-I� �,�A���0A* A���� �-J� �-B2 2- JN,NA���A* A'��0 -�B �-B! �-B� �,�A���0A* A'��0 -2! �-JB -!�N,NA���A* A���� -�2 - 2 -2� �,�A���0A* A���� -�2 -�B �-J2N,NA���A*�A���� -�! -�I �-!! �,�A���0A*�A���� -�� �-J! - IN,NA���A*�A'��0 - B - I -�C �,�A���0A*�A'��0 -�I -CB -!IN,NA���A*�A���� -�� �-BC �-B2 �,�A���0A*�A���� -CE -!I -! N,NA���A*CA���� �-BB -�� -C �,�A���0A*CA���� -�� �-EC �-��N,NA���A*CA'��0 - � - � �-JB �,�A���0A*CA'��0 - I �-IE - �N,NA���A*CA���� �-B2 - B �-I! �,�A���0A*CA���� �-JI �-E� -2�N,NA���0A* A���� �-J� -�B �-II N,�A���A* A���� �-E� �-2! �-J2N,NA���0A* A'��0 �-J� -�2 - B N,�A���A* A'��0 -�� -!! �-B�N,NA���0A* A���� �-BB -!� -�I N,�A���A* A���� -�C - � �-J�N,NA���0A*�A���� -�C �-JJ �-C� N,�A���A*�A���� �-I� �-J� �-J�N,NA���0A*�A'��0 - J -C �-C2 N,�A���A*�A'��0 �-IB - I �-CJN,NA���0A*�A���� �-JI �-JB �-�� N,�A���A*�A���� �-I2 �-B! �-B�N,NA���0A*CA���� -�! -�� - J N,�A���A*CA���� �-I - C !-��N,NA���0A*CA'��0 -�� �-BJ �-JE N,�A���A*CA'��0 �-2J -IE -CIN,NA���0A*CA���� - I �-JC - � N,�A���A*CA���� �-II -�! - B�,�A���A* A���� -!E �-EI �- 2 N,�A���0A* A���� �-B2 �-B - J�,�A���A* A'��0 -CI �-I! -B� N,�A���0A* A'��0 �-E! �-BJ -�B�,�A���A* A���� -�J �-I -�J N,�A���0A* A���� -C� �-BC -�2�,�A���A*�A���� �-JI �-IC -�2 N,�A���0A*�A���� �-J� �-BJ - ��,�A���A*�A'��0 -�2 �-I! �-E2 N,�A���0A*�A'��0 -�I -�B -E2�,�A���A*�A���� �-B �-II �-B� N,�A���0A*�A���� - E �-II �-!!�,�A���A*CA���� �-I �-BB -I� N,�A���0A*CA���� - ! �-BI �-J!�,�A���A*CA'��0 �-B �-BE �-I N,�A���0A*CA'��0 - B -� �-I �,�A���A*CA���� �-BE �-EE �-JB N,�A���0A*CA���� -�J �-JE �-IC

DRDC Ottawa TR 2013-160 121

Table 20: !�7 ������ $��� 7� � ���� 7� � ��� $��� ���)� ��� �� �������

���5� ����� !"���� �!"��� �

# ���� �# ��� �

���� ���� �

���5� ����� !"���� �!"��� �

# ���� �# ��� �

���� ���� �

N,NA���A* A���� -�� �-E! �-EI �,�A���0A* A���� -C �-I� -E N,NA���A* A'��0 �-EC �-E! �- J �,�A���0A* A'��0 -�J �-BB J-BBN,NA���A* A���� �-BE �-J �-22 �,�A���0A* A���� �-J2 �-2I �-I�N,NA���A*�A���� - E �-E2 �- I �,�A���0A*�A���� -�E -�C �-BCN,NA���A*�A'��0 -�B �-B2 �-C2 �,�A���0A*�A'��0 - C -C �-�BN,NA���A*�A���� -C! -�2 �-C2 �,�A���0A*�A���� -IC -CB �-�!N,NA���A*CA���� �-EC �-2C C-�C �,�A���0A*CA���� �-B2 �-JI �-I2N,NA���A*CA'��0 -!� �-IJ C-JI �,�A���0A*CA'��0 -�E -�� �-�CN,NA���A*CA���� �-IE �-B� �- I �,�A���0A*CA���� - I -�2 �-�CN,NA���0A* A���� �-B� �-JB -I� N,�A���A* A���� -EB �-J! �-��N,NA���0A* A'��0 -�J -�I -2E N,�A���A* A'��0 �-JJ �-2B �-EEN,NA���0A* A���� �-EE �-J� -IE N,�A���A* A���� �-J �-!I J-�EN,NA���0A*�A���� �-JJ -�� �-JC N,�A���A*�A���� C-� �-E! I-2 N,NA���0A*�A'��0 -�J -EC �- C N,�A���A*�A'��0 -CB -JC -�EN,NA���0A*�A���� -2E -�! �-EE N,�A���A*�A���� E-J� �-B! C-!2N,NA���0A*CA���� - � �-J� !- N,�A���A*CA���� -C� �-C� C-2CN,NA���0A*CA'��0 �-JC -2� -!! N,�A���A*CA'��0 -2B -!2 -22N,NA���0A*CA���� -�J �-JJ �-II N,�A���A*CA���� �-IC �-!� E-�B�,�A���A* A���� �-E� �-JI �-�E N,�A���0A* A���� �-EI �-IJ I-B2�,�A���A* A'��0 �-E! �-JE �-�B N,�A���0A* A'��0 �-IJ �-I! �-EI�,�A���A* A���� �-E �-BC �-I� N,�A���0A* A���� - � - J �-J��,�A���A*�A���� -!2 -CJ �- N,�A���0A*�A���� �-!B �-J2 -CE�,�A���A*�A'��0 -CJ -�J �-CI N,�A���0A*�A'��0 �-!C �-2E �-BC�,�A���A*�A���� - C -�� �-B� N,�A���0A*�A���� �-CC �-B� C-C �,�A���A*CA���� �-JB �-J �-IB N,�A���0A*CA���� C-�� �-I! !-EI�,�A���A*CA'��0 -!� �-J! �-�! N,�A���0A*CA'��0 C-I� J-I� J-���,�A���A*CA���� -�B �-B� �-�! N,�A���0A*CA���� - E -2� -

122 DRDC Ottawa TR 2013-160

Table 21: !�7 ������ $��� 7� � ���� 7� � �� $��� ���)� ��� �� �������

���5� ����� !"���� �!"��� �

# ���� �# ��� �

���� ���� �

���5� ����� !"���� �!"��� �

# ���� �# ��� �

���� ���� �

N,NA���A* A���� �-!2 �-BB -�� �,�A���0A* A���� - �-E �-�EN,NA���A* A'��0 �-IC -C� �-I� �,�A���0A* A'��0 �-B2 �-IJ �-�CN,NA���A* A���� �-I2 - �-E� �,�A���0A* A���� �-EI �-E! �-�IN,NA���A*�A���� �-2I -CI -I �,�A���0A*�A���� -C� �-J� �-JJN,NA���A*�A'��0 �-I! -�! �-I2 �,�A���0A*�A'��0 -�2 -�E -�!N,NA���A*�A���� -�2 �-�J �-�B �,�A���0A*�A���� �-�� -2! �-� N,NA���A*CA���� �-IE �-�E -2 �,�A���0A*CA���� �-IJ -�E - �N,NA���A*CA'��0 �-IC -2! - � �,�A���0A*CA'��0 �-JC -EB �-� N,NA���A*CA���� �-!B �-2I �-�E �,�A���0A*CA���� �-I2 �-EC �-BIN,NA���0A* A���� �-B� �-B �-�J N,�A���A* A���� �-EB �- I �-��N,NA���0A* A'��0 �-B� -�! �-B� N,�A���A* A'��0 -CJ �-2� �-EEN,NA���0A* A���� �-EB -�C �-C� N,�A���A* A���� -�J �-!C J-IJN,NA���0A*�A���� �-I! �-2! �-J� N,�A���A*�A���� �-�2 �-!I I-2 N,NA���0A*�A'��0 -C� - �-I� N,�A���A*�A'��0 -CB -JC -�EN,NA���0A*�A���� - � �-2C �-B� N,�A���A*�A���� �-�C �-I! C-!2N,NA���0A*CA���� �-!C -�B - B N,�A���A*CA���� �-2J �-! C-2CN,NA���0A*CA'��0 �-2C -C� �-�2 N,�A���A*CA'��0 �-B� �-I� -22N,NA���0A*CA���� �-!I -�C �-CJ N,�A���A*CA���� �-CC �-C2 E-�B�,�A���A* A���� - 2 -C� �-�E N,�A���0A* A���� �-I! �-!B CJ-! �,�A���A* A'��0 - � �-JB C-B! N,�A���0A* A'��0 �-2C �-B �-EI�,�A���A* A���� �-B! �-J� C-!J N,�A���0A* A���� - -�E �-J��,�A���A*�A���� -! -BI �- N,�A���0A*�A���� �-J2 - B -CE�,�A���A*�A'��0 -!I -I� C-�B N,�A���0A*�A'��0 �- 2 �-EB �-BC�,�A���A*�A���� -� -�� -�! N,�A���0A*�A���� -�� �-II C-C �,�A���A*CA���� �-2 �-22 �-CI N,�A���0A*CA���� �-J� �-C� !-EI�,�A���A*CA'��0 - B C-C� �-�� N,�A���0A*CA'��0 -!C �-BE J-���,�A���A*CA���� - � �-!C �- C N,�A���0A*CA���� -C -!� -

DRDC Ottawa TR 2013-160 123

Table 22: !�7 ������ $��� 7� � ���� 7� � �� $��� ���)� ��� �� �������

���5� ����� !"���� �!"��� �

# ���� �# ��� �

���� ���� �

���5� ����� !"���� �!"��� �

# ���� �# ��� �

���� ���� �

N,NA���A* A���� �-CB -�J -�� �,�A���0A* A���� �-J� �-!I �-�EN,NA���A* A'��0 �-!� -2I -2B �,�A���0A* A'��0 �-EJ �-!E �-�CN,NA���A* A���� �-CE -22 �-E� �,�A���0A* A���� -�C �-E! �-�IN,NA���A*�A���� �-EC �-JC -I �,�A���0A*�A���� �-JE �-J! �-JJN,NA���A*�A'��0 �-E -!B �-I2 �,�A���0A*�A'��0 �-EC - ! -�!N,NA���A*�A���� - B -!J �-I� �,�A���0A*�A���� �-J �-�� �-� N,NA���A*CA���� �-E2 �-EB �-I� �,�A���0A*CA���� �-BE �-JC - �N,NA���A*CA'��0 -�� - � �-!! �,�A���0A*CA'��0 �-JI -2 �-� N,NA���A*CA���� �-JJ - C �-IJ �,�A���0A*CA���� �-I� �-IE �-BIN,NA���0A* A���� - 2 �-BC �-�J N,�A���A* A���� �-EB �-JB �-��N,NA���0A* A'��0 -2� - 2 �-B� N,�A���A* A'��0 -CJ �-E �-EEN,NA���0A* A���� - C -�� �-C� N,�A���A* A���� -�J �-I2 J-IJN,NA���0A*�A���� �-B2 �-B �-I N,�A���A*�A���� �-�2 �-�C I-2 N,NA���0A*�A'��0 �-EJ -!2 �-!� N,�A���A*�A'��0 -CB -JC -�EN,NA���0A*�A���� �-B �-I2 �-2! N,�A���A*�A���� �-�� �-I! ��-BBN,NA���0A*CA���� -� �-BI -2E N,�A���A*CA���� �-!C �-I C-2CN,NA���0A*CA'��0 �-JE �-I2 �-�2 N,�A���A*CA'��0 �-!E �-EE -22N,NA���0A*CA���� �-JC -�C - E N,�A���A*CA���� �-!2 �-2E E-�B�,�A���A* A���� -E� - 2 �-�E N,�A���0A* A���� �-!! �-! J -B��,�A���A* A'��0 -�2 - C C-B! N,�A���0A* A'��0 �-2C �-EI �-EI�,�A���A* A���� �-JI �-J� C-!J N,�A���0A* A���� - �-J! �-J��,�A���A*�A���� -I! -�! �-�C N,�A���0A*�A���� �-B! - B -CE�,�A���A*�A'��0 -C -�! -�C N,�A���0A*�A'��0 �-EC �-EB �-BC�,�A���A*�A���� �-EC -�� -BB N,�A���0A*�A���� -E� �-II C-C �,�A���A*CA���� �-2I -2! �-�! N,�A���0A*CA���� �-J -�B !-EI�,�A���A*CA'��0 -2� �-�� �-� N,�A���0A*CA'��0 �-E� �-BC J-���,�A���A*CA���� -�C �-C� �-�J N,�A���0A*CA���� -J! -C -

124 DRDC Ottawa TR 2013-160

.� �� �'��� ���(� �� ������ �� 7� ��� � �����5��� ����� �� �� ��� ��- %�'�� E ��� %�'�� �� ���( �� �������� � ��(�� &�� � ��� 7� �� ��� ���� ����� �����&����� �� ������ &�� ��- %��� ���������� �� ���� �� �� ������ ������ �� 7� ���7 - <��� ���� ��� �� (� ��&� ��������� �� �� ������ ������ ��� 7� �� �-�C-%�� ������ ��� �������� � 7� �� �� ����� �������� � 7 �� � � � �� �� �� ��� � �������- 6� �� ��� ����� ���� ��� �� �� ������ ����� �� �� ������ ������������������ ��&�������� (� ��&� ������ �� �� ���� ����� � (����� ��������� (������� ������ �� ���/ ��� (��� �� (����� ������� �� �� � ��� '��- ��(�&����� ���� ������ � �� �� ������- 6� ����� � ���������� � �����'�� ���� �� ������������� (� � � ������ � ������ &����� �� (���� � ��'�� � ���� ������� � ���� �� (�����- 6 �� ����� ���� ���� ��� �� �� �� ;,������ �����'� �� �������� (����� ������� ���� �� ������� ���/ ��� ��� �� � '� ��� �����'�-

DRDC Ottawa TR 2013-160 125

8.2 Naïve Bayesian Classifier

%�� ��� �� '���( �7����� �� �4��� �� �� '��0��� �� �� ������5����� ���� ����?&� +������ ������5�� �� ����'- %�� ������� ��� ��� ������ ��� �� �� %9",�:� ��� ������� ��� ���� @/ ���� �2C�- %��� ��&�� � ���,������ ������ ��(� ��� ���&�� � �� ���/ ��� ������ ���� �� <�� <� ���� %��������- <��� (��������� � ���� (���� (� ��&� (� �������- ����� �� � ���� (��� � (����� �������� � �� � ���� (�� � (�����- > � ������5����� �������� �� �� �����(�D

� 9��� �� �� ��� ��� ���� ������ �� ��� ���� �� (��� �� ���� ������ �� ��*������ ���� ��� ��� ��� ��� ������ ���5� ������- *� ���� ��� �� �������� ������ ��� ��� '��� �� �� ��� ���� ������ ��� ��� �� �� &�����-

�� ����� � ����7 �� ���(� '���(D

� �

�����$�$ �

���$�$ �

%��$�$ �

%��$�$

����$�� �

���$�� �

%��$�� �

%��$��

������� �

������ �

%����� �

%�����

���� � ������ � ��� �� &���� ��������� �� ��������- %�� � �������� ��,���� �� ���� ��� �� � '����� ������ �� ������ ���5� �����- <�� �7,������ ����

$�$������ �� �������� �� ��� ���� (��� �� ������� ��� �� ��N,N ���5� �����-

C� ����� � ����� &���� � (���� ������ ������ �� ����� �� ���� ��� ��- �-�-�� � �� ������� �� �� 5�� ��� �� �� � '������ � ����� -

!� %�0� �� ���� ��� &�� � ������������ �� ���-

2� ����� � ����7 �� � �� �� ��� �������� + � �� ��- ���� ����� ����� ��

� �� ��� ��� �� . ��� � �������&����

��� ������ �� � ������ ��� &�� � �� ���� �� �� � �'�� �� ��������� ��� � �������� � � ������- *� ������ Q��

I� ����� � ����7 � � ������ -

E� ����� � ��?&� +������ ������5�� �� � ����� �� "����� E-2-� ��� C-

B� 6���� �� ���� &���� ��� ��� ���� ������ ���5� ������ ��� ���'��� ������ ��� ��� �� &���� �� �� ��� �� �-�-� � � � ��$�$ �

�$�� �

���� �

� -

J� ����� �� �� &���� � ������ ��� ������ �� ����� ���'�'������ �� � �����

�� "����� E-2-� ��� 2-

126 DRDC Ottawa TR 2013-160

%�� ���� ���� �� ��� �� �������� �� �� �����(��� �����D ���A*�����A9��������� ����� �� ��� (�� � (����� ��� ���,��� ��� ����� �� ��� (��� � (�����-<�� �7������ ���A* A���� ������ � ���� ����� �� ��� (�� %��� ���0� ���*����� ������ �� ���� ���� �� ������- "���� ���� ��� ��� �� � ���� ������������ �� ��� ���� (� �� �� ��� �� ���,��� � �� �� �����5�� �� ����������- ���� �����5�� ��������� �� ���� �� ������� ������� ������5�� � (��������� � �� ��� � �'�� �� (����� ���� ���� ������-

Table 23: �<� ������ $������ '��()���� ���?�� ����) � � ����� �� �$� ������

%���� ���� %�����

:��'�'��� �� �'�������� �

�����

:��'�'��� �� �'�������� � �����

������ ��������

���A* A���� �-��CI�� �-JJICEB ����A* A'��0 �-�2!E�I �-E!2�E! ����A* A���� �-� �I! �-JBJC2J ����A*�A���� �-�!�ICE �-J2JCIC ����A*�A'��0 �-E2�ICB �-�!JCI� ���A*�A���� �-��!�EE �-JJ2E�C ����A*CA���� �-JJJ2E� �-���!�B ���A*CA'��0 �- �!�!! �-BE2J2I ����A*CA���� �-��!C�I �-JJ2IJ! ����0A* A���� �-�� ! J �-JJB2B ����0A* A'��0 �-JBBBJ! �-� �I ���0A* A���� �-�C BJ �-JIB �J ����0A*�A���� �-�E!�J �-J�2J ����0A*�A'��0 �-2 B!�2 �-!B 2J2 ���0A*�A���� �-��I2�B �-JJC!E� ����0A*CA���� �-��2�� �-JJ!EJJ ����0A*CA'��0 �-��!2EC �-JJ2!�E ����0A*CA���� �-�I� C2 �-JCJBI2 �

%���,��� �-�!IJE2 �-J2C��2 �

%���0,��� �-��EEB2 �-JJ�� 2 �

9 �!� ��2������: �� �� �3�: ����� �!� �7�+�+ ��: �!� �������! �������: �� ��2���� ��

%�'�� �C ���������� �� (��� ����&��� �� '��0��� �� �� ������5�� �� ������,��� ��'�� � ������ ������� �� ������5����� �� �� ���� ����� ���- .��� ���� ����� ���'�'������ ��� ���� ���� ��E�V�� ��� �� �� ������5������ ��� �����,���- %�'�� �! ���(� �� � ����� ��� � �� '��0��� �� ����&�� ���� ����� � ��������� ��� �������- 6� ��� ����� �� ����� ���'�'������ ��� ���� �������� &��������� !�V � I�V-

DRDC Ottawa TR 2013-160 127

Table 24: �<� ������ $��� '��()���� ���?�� 7� � ���� ����) � � ����� �� :������

%���� ���� %�����

:��'�'��� �� �'�������� �

�����

:��'�'��� �� �'�������� � �����

������ ��������

���A* A���� �-!��JIJ �-2EE�C ����A* A'��0 �-C �J2I �-IBJ�!! ����A* A���� �-2�C�E� �-!JIE�B ���A*�A���� �-�!IECE �-J2C�IC ����A*�A'��0 �-!B� II �-2 JBC! ����A*�A���� �-!ECE2J �-2�I�! ����A*CA���� �-CE JC �-I�BB�E ����A*CA'��0 �-!J�EJE �-2�J��C ����A*CA���� �-2ICBCI �-!CI I! ���0A* A���� �- IJCC �-BC�IE ����0A* A'��0 �-C �JJ! �-IBJ��I ����0A* A���� �-I�I2!� �-CJC!2B ���0A*�A���� �-!IBJI �-2C �! ����0A*�A'��0 �-C2!E! �-I!2�2J ����0A*�A���� �-C E2 �-IB�2 ����0A*CA���� �- B!�EC �-B 2J�E ����0A*CA'��0 �-!E 2JE �-2�B!�C ����0A*CA���� �-!2��C2 �-2!EEI2 �

%���,��� �-CJI�!2 �-I�CE22 �

%���0,��� �-!!!�JB �-222E�� �

%�'�� �2 ���������� �� ���� �� ������ '��0��� �� ����&��� �� ���( �� ������B- - 6� ��� ����� ��� �� �� &����� ��������� � (����� ��� ������� ������5��(�� &�� ���� ���'�'���- %�� ��� (�� ��� ���0� �� ������� ������5��� ���� (������ ���'�'���- %�� ��� (�� �� ���0 ���0� �� ��������� ������5��M ��(�&����� ����� ���'�'������ ��� �����&�� �&��� ��� ���� �� �� �������� ������5�����- 6�� ������� � ��� ���� �� ���� �� ��� �� ����� (�� (������ (��� �������������5��� �� ����� � ���'�'������ �� �� ���0 ���0� ���� ������ (��� ���� ������� �� �� ��� ���0�- %��� �� ������� �� ���� ������� �� ������� (��� ��&������4�� �� ������5������ ��������� (��� �� ���� �� � ���� �(� ���� �� ���������� �� ������,�,����� ���� �� ��(-

��7 (� �������� ���� ������� � ��� �� �� �������� ��� ��4������� '�(��� (��������- ���� ����� �� �� (������ ����� � �� � 0���� ��� ����� C �� � � �- * '������� ����� � ��� *� ] *C '����� � ����� C-

128 DRDC Ottawa TR 2013-160

Table 25: �<� ������ $��� '��()���� ���?�� 7� � ��� ����) � � ����� �� :������

%���� ���� %�����

:��'�'��� �� �'�������� �

�����

:��'�'��� �� �'�������� � �����

������ ��������

���A* A���� -�E@,!� ����A* A'��0 -I!@,CC ����A* A���� -�2@,C� ����A*�A���� !-�I@,C� ����A*�A'��0 �-2B@,�E ����A*�A���� -!@,� ����A*CA���� J-E2@,�! ����A*CA'��0 E-I!@, I ����A*CA���� !-�!@,�� ����0A* A���� B-C�@,�E ����0A* A'��0 -�C@,�B ����0A* A���� -�!@,�2 �-JJJJBB ����0A*�A���� �-���!C �-JJJ2IJ ����0A*�A'��0 2-�J@,�I �-JJJJJ2 ����0A*�A���� �- �IBC �-BJC IJ ����0A*CA���� �-CE@,�2 �-JJJJEI ����0A*CA'��0 2-2�@,�I �-JJJJJ! ����0A*CA���� �-��!� I �-JJ2EB! �

%���,��� �-J!!JJ2 �-�22��2

%���0,��� �-!BJ��J �-2 �JJ �

%�'�� �I ���������� �� (��� ����&��� �� '��0��� �� (� ��� ��'�� � ���,���� ������� �� ���� ���� ������� �&�� �� �� �� ����� ���'�'������ ��� ����-%�'�� �E ���������� �� (�� � ����� ��� � �� '��0��� �� ����&�� (� ��� ���� ��'�� � ������� ������� �� ���� ������� ' � � ����� ���'�'������ ��� ��(��-%�'�� �B ���������� �� (�� ������ '��0��� �� ����&�� (� ��� ������� ���,�������� '�(��� �� ��� ������ � ��� ��� (�� (����� ������ � ] C� ����- *���� ��'�� � ������� ������ �� ����� �� (����� �� �� ���� ��� �� ���� ������� ���'�'��� �� �� ���� '�������� � ����� � ��� ����� C ��� &�� �������- 6���� ���� �� ��� (�� ���0 ���0� �� ������� �����5�� �� (��� � (�����- %����� ������� ��� ���� �� (� ��� ��'�� � ������� ������ �� (����� ������ ��� '� '��� � �� � ���� ����� ��?&� +������ ������5�� ��� (��� (� (�� ������������ '�(��� ����� (�� � (����� ��� ���� (��� -

DRDC Ottawa TR 2013-160 129

Table 26: �<� ������ $������ '��()���� ���?�� ����) � � ����� �� 2 ������

%���� ���� %�����

:��'�'��� �� �'�������� �

�����

:��'�'��� �� �'�������� �

����� �

:��'�'��� �� �'�������� �

����� C

�������������

���A* A���� �-��IE!I �-��C� �-JJ��!! C���A* A'��0 �-C�BC!2 �-E�@, �-IE I22 C���A* A���� �-��CB�� �-� ! E! �-JI���! C���A*�A���� �-�!B!JC -E @,�B �-J2 2�E C���A*�A'��0 �-B�I�I2 B-!B@, � �- JCEC2 ���A*�A���� �-���I�J �-E2�!J! �-�!!BEE ����A*CA���� �-JJ2C!2 -CJ@,�J �-��!I22 ���A*CA'��0 �- I�!CI E-C2@, � �-BCE2I! C���A*CA���� �-��C2BC �-I2I��� �-C!�� 2 ����0A* A���� �-����E2 �-�C2�E� �-EI�I2C C���0A* A'��0 �-JB2 C C-BC@, �-� !BIJ ���0A* A���� �-�IE2EC �-�2JBCE �-BE�2BJ C���0A*�A���� �-��E2�� -�C@, ! �-JE�!EB C���0A*�A'��0 �-2B!I22 J-I@,�I �-! 2CC2 ���0A*�A���� �-� � �� �-���BBC �-JB!JJ2 C���0A*CA���� �-��JBEC �-�� 2!I �-EBB2B C���0A*CA'��0 �-��!C�J !-E!@,�J �-JJ2IE C���0A*CA���� �-���J I C-2B@,�� �-JEE�B! C

%���,��� �-�J �IB �-�IC��J �-B!2E�C C

%���0,��� �-� ��BI �-!J�I!C �-!JJ�E C

130 DRDC Ottawa TR 2013-160

Table 27: �<� ������ '��()���� ���?�� 7� � ���� ����) � � ����� �� 2 ������

%���� ���� %�����

:��'�'��� �� �'�������� �

�����

:��'�'��� �� �'�������� �

����� �

:��'�'��� �� �'�������� �

����� C

�������������

���A* A���� �-C JBII �- !�CJ �-2CJE!C C���A* A'��0 �-�EB�� �-��B�JB �-!JCE� C���A* A���� �-!B2B�C �-�E�BI� �-�! C I ���A*�A���� �-�2CEJ �-CJ��BJ �-22! � C���A*�A'��0 �-!EE22! �-�EBIBE �-�!CE2J ���A*�A���� �-!�IB!2 �-� JE2 �-CI B ���A*CA���� �-CI��CJ �-�B !I �-C2BC ���A*CA'��0 �-!B!E2! �-�JCCCJ �-�� J�E ���A*CA���� �-22�CI �-�C22�! �-� � 2 ���0A* A���� �- 2!�2 �- ! ��J �-E!CCB2 C���0A* A'��0 �-C C� �-C�J!2E �-CEECCC C���0A* A���� �-2BBBJB �-��I�! �-��!BI� ���0A*�A���� �-!IE �C �-�B !BJ �-�2 !�B ���0A*�A'��0 �-CIC �E �-CCEC� �-�JJ2EC ���0A*�A���� �-C�E!! �-C!!BII �-C�EIJ! ����0A*CA���� �- JE!EI �-CBCJB �-! B2!C C���0A*CA'��0 �-!IJ2� �-�B�!J �-�!JJBB ���0A*CA���� �-!2 !IB �-�BI�CJ �-�I�!JC

%���,��� �-!���! �-C ��2B �-�BJE��

%���0,��� �-!!�2I! �-�E�EEC �-�BIIIC

DRDC Ottawa TR 2013-160 131

Table 28: �<� ������ '��()���� ���?�� ����) 7� � ��� ����) � � ����� �� 2������

%���� ���� %�����

:��'�'��� �� �'�������� �

�����

:��'�'��� �� �'�������� �

����� �

:��'�'��� �� �'�������� �

����� C

�������������

���A* A���� -E @,!� �-��CJ!2 �-JJI�22 C���A* A'��0 �-BI@,CC �-�22�E! �-J!!E�I C���A* A���� -EE@,C� �-�2IC C �-J!CIBE C���A*�A���� !-CJ@,C� �-2�C E �-!JIB�J ����A*�A'��0 !-�@,�E �- �J! B �-BE�2B� C���A*�A���� -EE@,� �-CIC2JB �-ICI!�� C���A*CA���� -!B@,�C �- E��BE �-B�JE C C���A*CA'��0 I-E�@, I �-2EC�I! �-!�IECI ����A*CA���� !-BC@,�� �-!CB!I �-2I 2CJ C���0A* A���� -C�@,�I �-�E I�2 �-J�BCJ2 C���0A* A'��0 B-CB@,�J �-I�EJ2 �-CJ��!J ����0A* A���� -�C@,�2 �-2� �B �-!JBJ�B ����0A*�A���� �-���E�C �-�2�2EB �-J!BIJJ C���0A*�A'��0 !-�I@,�I �-2III�B �-!CCCBE ����0A*�A���� �- ��2 I �-�BC!� �-2JI�BC C���0A*CA���� �-�E@,�2 �-2! BCB �-!2B !� ����0A*CA'��0 !-C @,�I �-22!I!I �-!!2C2 ����0A*CA���� �-��IJC2 �-�!2�B� �-J!EEB� C

%���,��� �-J2C2C �-���I�I �-�!2B!!

%���0,��� �-22CCIE �-�JC!JC �-C2C CJ

132 DRDC Ottawa TR 2013-160

9 Conclusion

��������� (������ ���� � �����5��� ���� � ������� ��� ��� ��� ��( �������������������- *���'��� ����� (�&������ ��� �7��� �� ��� ������������� ������������� '��� ���������1���� �� �� ��1� ��� ����� �� �� �'���- ��������� �����/ ����&� '��� ��� ��� ��� ���� � ���������1� �� ��������� �� �������� �������������� ��������� �����- %�� ��1�� ������ ��� ������� ���������� �� �� ������������ �� ������� ��������- .� ������� (���'��� ����� ������ ��� ��� ��������� T������� (�&�= � ����� �� �� �'��� ����' ���� ���� ����� �� ��- "���� ������������ ��� ��������� ' �� ������� ������������� �� �� �'���� �� ������� �� '������ �� ������������� T5��������= �� ��� '� ��� � �������1� ���'���- %��� ������ � ������ �� ���&�� �� ������ �� �� ����� ��� '� ��� ����� ��������� (����� ������ �� ��� 0��&��� ������� ' � ���� �� ���� ���������'���� �� �� ��� ������������� ����������- :��������� ��� ������ ��� ���� ������ ������ ���( �� � �� ������ �����'�� � �� �� �����(�&� ����� � ��������������� (������ ������� ' � ����-

6 ��� '��� ���(� �� �� ��� ��� �������� �9%�� �� � (����� ������� �����,�� ���������� �'� �� ������� ����� ��� (���� �� �������� �� �� ��1�� �������� ����� �&� ���������- %�� � ����� �� �� 9%� ������� �����/ �� ��������������� �� �� �'��� � � ������ ����� �� �� ������� ���� �� ���� ����� ��&��,����� ��� '��0��� ��� �� (��� �� �� � ��� '��- %�� ���0 �� ��� �'��� �� (�����&��� �����(�&� ����� ������ ���� '������� �������� �� �� ������� �� '��,(��� ��������� (������- "��&��� �� ���'��� �� �� �� ��,��'������ �� ����� ��������������� �� ��� ���� '��� �� �� ����� ����� ��� �� � ���� �� (��� �� ���� ���� '��0��� �� &�� (���� ��� �� ������ (�� ��� (��� �� ���� ������ ����0�� �� �� ���������� ��&�������-

. ��������� ����� ��� �� ������� �� '��,(��� ��������� (������ �� ������������- 6 ���1�� �� %��� 9��� "/ ���� ����7 :����� ����� �%9"�:�� �� ��; �������,% �� ����� �;%�� � �7��� �� ���������� �� ����� �� �� ������ �7��������� ������ ��� �����- %�� ����������� �� ���� (� ������ ��� �����,����� �7������ �� �������� ��� �� %9"�:� ������� � ���&��� '��� ��� ����-

%�� ������� ������� ������ �� (� ���������� ����- <���� �� ���������� �� ��'��0��� �� ��� �7����� ���� ������� ���� ������ (��� �� ���� ������-%��� ��� '� �������� �� � ����'����� ���- "������ � ��'��� �� �� ������������ �� (������� (���� ��� � '� ������� � � '� ������- %��� �� �� ��� ��' ������ � (����� ���'���- %��� ��&��&�� ���� ������ �� ���� (����� �� ��������-�-� 0��&�� ��� ����� �� �� &���� � ��1��- ��� �� �� (������= ���� ������� � '� �������� ' � ����'����� ���� ����� �� ����� � ����&� �� '��0��� ������������ ���� �� (����� ��������� ��- >��� �� ���� �� ����'���� ����� (����� ���'��� �� �������� �� ��������� �� ������ ��� '� ������� � - 6�

DRDC Ottawa TR 2013-160 133

���� ��������� ���� ������ �� ����=� ������ �� ��������� �� �� �� '��0��� ������������ ��� ����&��- %�� ��������� ������ ����� �� � '���� � � ������������5��� (���� ��������� (����� �� �������� ���� ������� � (����� �� ��-��� �� ���( �� �� ����� �� (����� ������� ���� ��?&� +������ ������5����� ��� (�� '��0��� ��� ����&�� ���� �� %9"�:� ����� ���������-

%��� ����� ������� ���������� ��� �� '���� �� ���/ ���,�(��� ���� ������ ���,���� � �� �� ���/ ��� ����� ���� 2�� ��1 � 2 3�1- %�� ���� ������ (����0�� �� �� ���������� ��&������� (�� �����5��� ����� �� ��- %�� ��� �� � �,��� �� ���� ������ � ����,�4 �������� '�(��� 2� �� � 2� �� ���&��� � �,5���� ���������� � ���� '��,(��� (������ ������ ���� ��� �� ���0 ��������&�� (��� �� (����� �� �'�� ��� ' �� '��-

%�� ������� ��� �� � ���� �� � ���� �����(�&� ����� ��� '� ��� ��� / ��0��� �����'�� ���� �� ������ ��� (������ �� �� '� ��������� ���� ���� �������-. ���,������ ����� ��/ ������ (� �� '� ����� ��� �� ���/ ���,�(��� ����, ������ ������� � �� ��� ���������� � �- %��� �� ������� �� ��� ��� ����������� ��� ��� �� �� ��������� ' ���� '��� �� � �� �� '� ��� ��� ��&����������� (���� �� ������ �� �� �����'������-

%��� � � ��� � ������� � ����� �� 6"� �6����������� " �&�������� ��� �����,���������� ����'��� ��� �������� � �&�&�'��� ' ���&����� �����&�� ������� ����������� (������ � � ���� �������- <�� �7������ �����'�� ��� ���� ������������ �� �������� �� � ����� '��'��� �� ��������� (������ �� 6@�� ������&���� �7����,�&� ��&����� (��� ����( ������� ������ � / ��0� �� ����1� ���� ����� ��� ���&������� �� ������ ���������- "�������� 0��(����� �� �� ������� ��� �������� ���������� ������ '����� �������� ���/ � ' ������ (���� (��� ����( / ��0�� ��� '������� �������� ��������-

134 DRDC Ottawa TR 2013-160

References

K L �- 3- :� ���� U3 ��� � �� ����������� �� ��������� (����� ������� �����������U &?@ ���:� I��R��� ��� � �� �������DAA(((-�����-��&A��8��� A���A B!!C�-��� �.����� ���D >��'�� ������J�-

K�L �-,�- ����� "- 9��� �- �- ���� �- .- "������� ��� :- ;- N������� U6��������� ��������� (����� ��������U ?��� ������ ���2������ +���� ���- ���2� ��-2�RI -

KCL .- .� ��� H- 9�� 3- H- %���� �- +�(����� ��� "- 9��0(���� U. ��&��( ����������� (����� ������� ��� �������� �� ��������&��U ���2� �; �!� �**A?��� ?��� ���;� �� &���������/ ������� ��: �������� .��- ���E� ��- !!CR!!B-

K!L .- �- � �� �- �- ����� ��� *- <������� U��������� (������ ������� ����������,������� �����������U ��?� ���;����2� �� ��;��2� ��� ��: ��2������2!��������� +����� �.� ��&- JJB� ��- I�RIE-

K2L .- �- � � ��� �- �- ����� U. ������,���/ ��� �* ����� ��� ���������(����� ������� ��� ��� �� �� (��� � �&���������U �� ��?� ���2� �� ���������: �� ��:/ �������/ �� ���2������ ��: ?���������2� (�$?. ��2!��������;�� ,� ����: =�;���� ��: 7�� ��;��2� ���� ":6@ :���- &��- !E�B� ����� ��-JJR �2-

KIL .;@9.� U����������� �� � ��������� (������ ������� ���� ����������������� ����������� 5��� �����U� <� =���� �; @����2�� ��� � �� �������DAA(((-�����-��&A��8��� A���A�����A J� C!-��� �.����� ���D >��'����� ���J�-

KEL ^- �� ���� ��� �- *��� U����� '���� ��������� ���� �������U ?���+��"� ?��� +�2����3� � ��� ^ �� ���E� ��- EI2REIB-

KBL ^- �� ���� ��� �- *��� U����� '���� ��������� ���� �������U ?��� ?������;����2� �� +�2����3��/ �� ���2������/ '������� ��: ���2�����2���� �� ���B ��>��." ���B�� ��- RB-

KJL �- 3������&�� �- �������0�&� ��� .- N������� U)*+ ����� �� ������� ���������� �� '��,(��� (�������U ?��� ���;����2� �� B�:�� ��6@ ���I�� ��- R!-

K �L �- "� �� ��� �- 9�����4� U���� �� ������1���� �� � ����� �������������� ���� ��������� ������������U ���2�����2 7����� &��- !�� ��- !� <�'-���!� ������ ��D ���!� E�-

DRDC Ottawa TR 2013-160 135

K L �- @- +� �� U%�� ���� ���� �7������� �����D '��0��� �� �����&���������U ?��� '������� ��: ����������� ��2��� &���������� . �- JBI� ��- 2R�C-

K �L �- @- +� �� U%�� ���� ���� �7������� ������U ������ C �� ������������2��� ������2 8���:�� 9- <����� ��-� "�������,N������ +������ JEI-

K CL H- � � ��� %- ;- "��0��� U3�������1�� ������,��,� ����� ����� ����7������ ����� �� �� @� ���� ���� �� ������� ���������U ?��� ������'������� ���������� &��- CE� ��- �� <�'- JBJ� ��- ��JR�C!-

K !L %- ;- "��0�� ��� >- :������� U)���� �� ����7 ������ ����� � ������ ����������� �� � � � �� ������7 �7����������U ?��� '������� ���������+���� &��- CE� ��- � <�'- JJ2� ��- !BR22-

K 2L �- 9- ����0��� �- �- "����� ��� �- �- �������� U����� ��������� (��������� �7�����&� ������� �� ������ ���� ���������,(�&� ����������U $*�!'����� )��% ?��� �����!�� ���;����2� �� ��2���� ��2!������ >�- JJI� ��- JR�2-

K IL :- @- ;������ �- 9- ����0��� �- �- "����� .- �- ��;������ ��� ^- *-" ���� U:��&�� �������� ��� ���������� ����������� (������ � �&�������������U ?��� '�� ���� � +���� <�'- ����� ��- ER�C-

K EL �- �- "����� �- 9- ����0��� ��� %- @- ����� U%����,��������������������,(�&� ������� ��� ��������� (����� ��������U ?��� ������+�2���� �!��� ��2!�� &��- !J� ��- J� "��- ��� � ��- 2B R 2J�-

K BL �- �- "����� �- 9- ����0��� ��� %- @- ����� U���� 5��� ������� � �����(�&���� ��������� (�&� ���/ �������U ?��� +��"� ?��� +�2����3� � ��� ^ �����E� ��- IJCR IJI-

K JL 9- H ����� �- "�� ���� ��� :- ��4�� U:����&� ���������,(�&� ��������U ?���+�2����3� +���� "��- ���C� ��- CJR2�-

K��L ;- "- ^- � ���� �- .����'� 3- "�������� .- ���� ����� ;- %����0� �-����� ��� 6- � ������� U��������� (�&� �&����� ��� �� ��������U ?���$%�! '����� ?��� ���;� �� ��2���� ��2!������ ����� ��- I�R II-

K� L 3- "�������� �- �- .������� ��� �- .����'� U> ���� �����&� ���������(�&� ��� �� ����������U ?��� $��! �����!�� ���;� �� ��2���� ��2!������������ � ��- E�R EJ-

K��L .- :������� ��� 9- .�������� UN���� ��� ���������,(�&� ������ ������������ (����� ��������U ���2� ��?�� &��- !CEC� ��� � ��- C2RCJ-

136 DRDC Ottawa TR 2013-160

K�CL �- .- ������ "- @- ����0� ^- .- 9�&'���� ��� ^- .- 3�������� U����,���(���,5���,��,&��( �����&� ���������,(�&� ��������U ���2� ��?�� &��- !E J������ ��- C! RC!J-

K�!L %- %�������� ��� �- ��0���&�- ����J�- )���(���'��� �)*+� ����,����� �������� ����� ��� ��������� (����� �������D ������������� ��� ����� , ����� � ���� >�(�� %� ���J, J�-

K�2L %- %��������- ��� ��- ������� �� ��������� *������ �� "���� +��� )��������� ������ ���� >�(�� 9�, -

K�IL .-:- <�� �������� ^- "����/ �� H- �- �- .���� %- %��������- ��� �-���������1���� �� ���,(���'��� ������� ���� ������ 6@@@ .������ ���*������� :��������� 9����-

K�EL ^- H- "����/ �� H-�- �- .���� .- :- <�� �������� @- �- "���� 3- .- ��������� %- %��������- ��� �- ������ �� �� )���(���'��� .������� %������"�� .����� )���� @�������� "��� ���� ����� 6@@@ .������ ��� *�������:��������� 9����-

K�BL %- %��������- ����J�- "������ ��� ���� �������� )���� )���,(���'��������� ����� ������ %%�: �.� .3, � , ������� <���� :���������<�*�� �.�9.�%� ������7� ��&� "����� ������ .���� ��,�!-

K�JL �- �������� ��� %- %��������� :��������� �� )���(���'��� ����� �����(�� .���������� �(���� ������� �� >'�� ��� %������ !� 6����������"����� � �� .����� %�������� ��� .������ @������������� K.�%@�L��� �� .������� @������������� ���������� K.�@�@�L- ^ � 2 R J�>�(�� �� �-

KC�L H- .���� .- <�� �������� ^- "����/ �� "- ��00�� %- %��������� .� )���*���'��� .������� %������ "�� .����� ��� ����� ����� .���������� !�6���������� "����� � �� .����� %�������� ��� .������@������������� K.�%@�L ��� �� .������� @������������� ����������K.�@�@�L- ^ � 2 R J� >�(�� �� �-

KC L .- <�� �������� ^- "����/ �� H- .���� ��� %- %��������� . " � ��.������ ���������1���� "��� )���� ������ !� 6���������� "����� ��� .����� %�������� ��� .������ @������������� K.�%@�L ��� ��.������� @������������� ���������� K.�@�@�L- ^ � 2 R J� >�(�� �� �-

KC�L �- ��0���&�� ��� %- %��������� :�������� " ���� �� *����� "���� ������ �� 6�P ���� �� �� � ��� +�� �� ��������� *����� ������� +������ 9��,��� ���������� !� 6���������� "����� � �� .�����%�������� ��� .������ @������������� K.�%@�L ��� �� .�������@������������� ���������� K.�@�@�L- ^ � 2 R J� >�(�� �� �-

DRDC Ottawa TR 2013-160 137

KCCL �- .�&�� �- ��0���&�� ��� %- %��������� %���� ������� ��� 6����5����� ���� ����� +���� :������� @������� ��� ����� ������ !� 6����������"����� � �� .����� %�������� ��� .������ @������������� K.�%@�L��� �� .������� @������������� ���������� K.�@�@�L- ^ � 2 R J�>�(�� �� �-

KC!L ^-H- "����/ �� H-�-�- .���� .-:- <�� �������� "-�- ��00� ��� %-%��������- ��� ��- %������ "�� .����� ��� )*+ .����������� �� � )�"66���������� "����� � �� @������������ %���� �@�%"�� +������3�����-

KC2L .- :- <�� �������� ^- "����/ �� H- �- �- .���� %- %��������- ��� �- �����"���� �� .�/ ������ ���� �� 6������� �� �������� ����� ����� "����":6@ �������� "�� �� ] "������� .���� �2,�J� �� � >������� )".-

KCIL �- .&��� %- %��������- ��� �- ������� ��� 6����5����� �� ���������*������ ���� ����7 :������ ":6@ �������� "�� �� ] "������� .���� �2,�J��� � >������� )".-

KCEL �-�- ��������� H- G � :-�- ��4����� ��� ^->- � ���� T������������������� ��� ����������� �� � ������� ���(���'��� ������ �����������= >����� @����������� &��- CE� ��- B22, BIJ� ^ �� JJB-

KCBL �-�- �������� ��� �- ��(���� T������� �������� ���� � ������� ���(���'��� ������ ����� ������= 6@@@ %����- �� .������ ���:���������� &��- !B� ��- BIB,BEB� ^ �� ����-

KCJL �-�- ��������� �-�- � ������ ��� �-�- :������ T������ ����� �����������������= :���- ":6@ ����- �� ����� :���������� %��������� ���.����������� ���&��� �>� &��- �B!2� ��- E2,B�� . � � JJI-

K!�L H- G � �-�- ��������� G- G � ��� ^->- � ���� T:���������� ���������� ��������� ������ ����� ����� ��� ��� ' ���� �'��� ��������= 6@@@ %����- ��3��������� ��� ����� "������� &��- CJ� ��- !IE,!EB� ����� ��� -

K! L H- F���� ��� �-�- ��������� T����� ��� ����� '���� �� ���������������������� �� �������� ��������= 6@@@ %����- �� .�������� ��� @��������"����� &��- !�� ��- I�, EC� ^�� �� ���I-

K!�L %- %�������� ��� �- *����0� ����� ����� %�������� +������ ���� %����I,�II� >�(�� �����'�� ���I� !I �-

K!CL "- �� 0���&��� �- ��0�&��� %- %��������� ��� 9- "��0�&��� . ��( �������� ����� '����'��� ������ �������� �� ����� ����� ������ !�6���������� "����� � �� .����� %�������� ��� .������

138 DRDC Ottawa TR 2013-160

@������������� K.�%@�L ��� �� .������� @������������� ����������K.�@�@�L- ^ � 2 R J� >�(�� �� �-

K!!L "- �� 0���&��� �- ��0�&��� %- %��������� ��� 9- "��0�&��- ��� ��- .����� ��� ���,������� ������ � ��������� �� ����� ����� ������ 6@%"����� :���������� N��- !� 6�� � C� ��- C�2,C C-

K!2L "- �� 0���&��� ��- ��0�&��� %- %��������� 9- "��0�&��- ��� �- 6����������� ��������� �� ����� ����� ������ ":6@ �������� "�� �� ] "������� .�����2,�J� �� � >������� )".-

K!IL �"% " ��� " ��� �"% ���� �� "�� ����� %�������� .3���DAA(((-��-���A �.����� ���D >��'�� ��� ���J�-

K!EL ����,<��/ ��� "� � �� "�� ����� .�������DAA(((-�����-���A���� ��A��A����A �.����� ���D >��'�� ��� ���J�-

K!BL G<�%�� ������� ��DAA(((-������-���A �.����� ���D >��'�� ��� ���J�-

K!JL ^- �- ;�� �� '�������� ��3��(,����� JBB-

K2�L �- "- @����� U+���(��� ��� ������&� �� ����� �������� ������ :�� 66�U �!�+�2����3� @�� ��- E!RB�� ^��- JI!-

K2 L �- %�� ��� �- :������� U.� �����7���� ���� �� ��� ���� ����� �� ������&��� �� �������U ?��� ������ '������� ���������� &��- .:,�!� ��- �� ����� JEI� ��- �C2,�CI-

K2�L �- <- ���������� U@4�� �� ������ ��1� �� ����� '���(���� ��� �8������U@� �; B�����2! �; �!� &������� ������ �; ����:��:�0=� ����� :���������� &��-I!�� ��- � ^�� ��,<�'� �� JI�� ��- , �-

K2CL .- "0��&����0 ��� ^- <- F_������ U@��������� ����� ������ �������U % ��������� :���������� �� .�@ "����� �� "���� .������� �������(((-��-'������-��&A����A���BA�������BA �����W�0�W�,�B-��� �.����� ���D>��'�� ��� ���J�-

K2!L ����� ������� 7� ��� �; ,� �� �������� �� B�:��;��C���2 ���2��� ������28���:� �� �!� 8��C���2 B���� ;�� $ �, �� $** �, �"��� ���� I�-

K22L <�� ��� ������ "����� 2 R ����� <��/ ��� ��&����� " '��� < R)���,*���'��� >�������-

K2IL �- "- .�&�� >- �- :������,<����� %- ;- "��0��� ��� "- �- ���� @7��������� ����� ������ ��������� ���� ���� ����������� �'���� ���1��� �� ����7������ �����/ �� 6@@@ %����- .������ :���������� &��- !2� ��- !E 2I� ^��- JJE-

DRDC Ottawa TR 2013-160 139

K2EL �- ; ������� ��� �- *- % ��� U@������� �� :�������� �� @7��������������� "�� ����� ��� :���,F��� ��������� �� ������U 6@@@ %���������� ��.�� ����� "������ ��� "����� :���������� &��- C�� ��- I� ��- BCC,B!�� JB�-

K2BL 3- ;- .�� � U@������� �� :�������� �� @7��������� ������ "�� ����� ��������U )��&���� �� ����� 6������ ;������� ����� 6��������BB � .���� ���C-

K2JL 3- �������� U������7 @7�������� .������U B ^ �� ���E- K>�����L-.&����'��D ��DAA(((-���(��0�-���A����'������A5���7������A �!CJ,������7,�7��������,�������- K.������� �� . � ��� �L-

140 DRDC Ottawa TR 2013-160

DOCUMENT CONTROL DATA(Security markings for the title, abstract and indexing annotation must be entered when the document is Classified or Designated.)

1. ORIGINATOR (The name and address of the organization preparing thedocument. Organizations for whom the document was prepared, e.g. Centresponsoring a contractor’s report, or tasking agency, are entered in section 8.)

Defence Research and Development Canada –

Ottawa

3701 Carling Avenue, Ottawa ON K1A 0Z4, Canada

2a. SECURITY MARKING (Overall securitymarking of the document, includingsupplemental markings if applicable.)

UNCLASSIFIED

2b. CONTROLLED GOODS

(NON-CONTROLLED

GOODS)

DMC A

REVIEW: GCEC APRIL 2011

3. TITLE (The complete document title as indicated on the title page. Its classification should be indicated by the appropriate abbreviation (S, C or U) in parentheses after the title.)

Ultra-wideband (UWB) high-resolution radar for concealed weapon detection

4. AUTHORS (Last name, followed by initials – ranks, titles, etc. not to be used.)

Nikolova, N.� Thayaparan, T.

5. DATE OF PUBLICATION (Month and year of publication ofdocument.)

February 2014

6a. NO. OF PAGES (Totalcontaining information.Include Annexes,Appendices, etc.)

162

6b. NO. OF REFS (Totalcited in document.)

59

7. DESCRIPTIVE NOTES (The category of the document, e.g. technical report, technical note or memorandum. If appropriate, enterthe type of report, e.g. interim, progress, summary, annual or final. Give the inclusive dates when a specific reporting period iscovered.)

Technical Report

8. SPONSORING ACTIVITY (The name of the department project office or laboratory sponsoring the research and development –include address.)

Defence Research and Development Canada – Ottawa

3701 Carling Avenue, Ottawa ON K1A 0Z4, Canada

9a. PROJECT OR GRANT NO. (If appropriate, the applicableresearch and development project or grant number underwhich the document was written. Please specify whetherproject or grant.)

12pz16

9b. CONTRACT NO. (If appropriate, the applicable number underwhich the document was written.)

10a. ORIGINATOR’S DOCUMENT NUMBER (The officialdocument number by which the document is identified by theoriginating activity. This number must be unique to thisdocument.)

DRDC Ottawa TR 2013-160

10b. OTHER DOCUMENT NO(s). (Any other numbers which maybe assigned this document either by the originator or by thesponsor.)

11. DOCUMENT AVAILABILITY (Any limitations on further dissemination of the document, other than those imposed by securityclassification.)

( X ) Unlimited distribution( ) Defence departments and defence contractors� further distribution only as approved( ) Defence departments and Canadian defence contractors� further distribution only as approved( ) Government departments and agencies� further distribution only as approved( ) Defence departments� further distribution only as approved( ) Other (please specify):

12. DOCUMENT ANNOUNCEMENT (Any limitation to the bibliographic announcement of this document. This will normally correspondto the Document Availability (11). However, where further distribution (beyond the audience specified in (11)) is possible, a wider announcement audience may be selected.)UNLIMITED

13. ABSTRACT (A brief and factual summary of the document. It may also appear elsewhere in the body of the document itself. It is highlydesirable that the abstract of classified documents be unclassified. Each paragraph of the abstract shall begin with an indication of thesecurity classification of the information in the paragraph (unless the document itself is unclassified) represented as (S), (C), or (U). It isnot necessary to include here abstracts in both official languages unless the text is bilingual.)

This project investigated the feasibility of ultra-wideband (UWB) high-resolution radar in the de-tection of concealed weapons with a focus on weapons hidden under clothing. A prototype system was built. The prototype system involved a frequency-sweep test setup using a vector network analyzer. Measurements under realistic conditions (cluttered environment) were carried out at McMaster University where volunteers from the military police participated and carried (unloaded) guns or knives. The preliminary results suggest that microwave radar working in the frequency range from 500 MHz up to 5 GHz can indeed uncover the presence of weapons hidden under clothing at a range of about one to two meters. The detection is not strongly dependent on the position of the person or on the clothing. Small objects such as mobile phones and keys do not seem to affect significantly the performance.

14. KEYWORDS, DESCRIPTORS or IDENTIFIERS (Technically meaningful terms or short phrases that characterize a document and couldbe helpful in cataloguing the document. They should be selected so that no security classification is required. Identifiers, such asequipment model designation, trade name, military project code name, geographic location may also be included. If possible keywordsshould be selected from a published thesaurus. e.g. Thesaurus of Engineering and Scientific Terms (TEST) and that thesaurus identified.If it is not possible to select indexing terms which are Unclassified, the classification of each should be indicated as with the title.)

Inverse Synthetic Aperture Radar � Synthetic Aperture Radar� S-Method� Adaptive S-Method�

Local Polynomial Fourier Transform� Time-Frequency Analysis� Non-Stationary Signals

Le projet a examiné la possibilité d’utiliser un radar à haute résolution à bande ultra-large (UWB) pour détecter des armes dissimulées, en particulier celles cachées sous des vêtements. Un prototype de système a été construit. Il comprenait un montage d’essai à balayage de fréquences utilisant un analyseur de réseaux vectoriels. De plus, des mesures ont été réalisées à l’Université McMaster dans des conditions réalistes (environnement encombré) dans le cadre desquelles des policiers militaires ont délibérément transporté des armes à feu (non chargées) ou des couteaux. Selon les résultats préliminaires, le radar hyperfréquence fonctionnant dans la gamme de fréquences de 500 MHz à 5 GHz permet bel et bien de détecter la présence d’armes cachées sous des vêtements à une distance d’environ un ou deux mètres. La détection ne dépend pas fortement de la position de la personne ni des vêtements. Par ailleurs, les petits objets, comme les téléphones mobiles et les clés, semblent avoir peu d’effet sur les performances.