This thesis explores industrial applications of non-destructive testing techniquesusing radio link systems. Many industries are rapidly substituting manual test operations and moving towards automated operations using modern technolo- gies. Modern technologies such as digital cameras, sonic sensors, infrared sensors, and radar/lidar systems are used for non-destructive testing operations. Among all the different sensors, radar or radio link technologies are suitable in a wide range of industrial applications. The research is centered on two key objectives: (1) the application of radio link measurements in industrial applica- tions, and (2) performance enhancement of radio and radio link measurement systems in such applications.

In pursuit of the first objective, the study focused on analyzing electrically small-concealed structures using synthetic aperture and polarimetry. The study introduces a novel approach employing singular value decomposition on images obtained using the back projection algorithm to improve the resolution and classification of small periodic structures within built materials, such as concrete slabs, which are otherwise difficult to detect with conventional SAR imaging techniques. This method enables more precise non-destructive evaluations, especially in industrial manufacturing and renovation processes. In another study, a new technique is proposed to determine the complex refractive index (or complex relative permittivity) of objects. This technique is designed to be robust against hardware limitations like frequency-dependence in antennas and analog front-end impairments. Furthermore, a UWB method for the determination of the complex refractive index of large volume objects was developed, verified by laboratory test, and used for characterizing wood chips in an industrial plant. Using an industrial setup with embedded electromagnetic sensors, the method compensates for near-field and coupling effects, delivering accurate refractive index measurements.

The second objective, initially focuses on addressing the issue of crosstalk between transmit and receive antennas in UWB radar systems. To mitigate this, the study introduces a microwave metamaterial-based absorber placed between the antennas, leading to significant performance enhancements in short-range radar applications. Further, a novel printed lens structure is presented, designed to improve radar gain and directivity across a wide frequency band. Results reveal that this lens greatly enhances antenna gain in UWB radar systems, making it particularly advantageous for tasks like structural monitoring and renova- tion. Furthermore, the radio system has been redesigned. This updated system integrates a radio antenna, dielectric loads, and a 3D-printed refractive index lens to optimize the overall sensing performance. The proposed system was manufactured and tested and accurate measurements of the complex refractiveindex were achieved.

Denna avhandling utforskar industriella tillämpningar av oförstörande testningsteknike rmed hjälp av radiolänksystem. Många industrier ersätter snabbtmanuella testoperationer och går mot automatiserade operationer med modernteknik. Moderna tekniker som digitalkameror, ljudsensorer, infraröda sensoreroch radar/lidar-system används för oförstörande testoperationer. Bland alla olikasensorer är radar- eller radiolänktekniker lämpliga i en mängd olika industriellatillämpningar. Forskningen är inriktad på två huvudmål: (1) tillämpning avradiolänkmätningar i industriella tillämpningar, och (2) prestandaförbättring avradio- och radiolänkmätningssystem i sådana tillämpningar.

I syfte att uppnå det första målet fokuserade studien på att analysera elektrisktsmå dolda strukturer med hjälp av syntetisk apertur och polarimetri. Studien introducerar en ny metod som använder singulära värdesönderdelningpå bilder erhållna med hjälp av bakprojektionsalgoritmen för att förbättra upplösningenoch klassificeringen av små periodiska strukturer i byggda material,såsom betongplattor, vilka annars är svåra att detektera med konventionellaSAR-avbildningstekniker. Denna metod möjliggör mer exakta icke-destruktivautvärderingar, särskilt i industriell tillverkning och renoveringsprocesser. I enannan studie föreslås en ny teknik för att bestämma det komplexa brytningsindexet(eller den komplexa relativa permittiviteten) för objekt. Denna teknik ärutformad för att vara robust mot hårdvarubegränsningar som frekvensberoendei antenner och analoga frontend-försämringar. Dessutom utvecklades en UWBmetodför bestämning av det komplexa brytningsindexet för objekt med storvolym, verifierades genom laboratorietester och användes för att karakteriseraträflis i en industrianläggning. Med hjälp av en industriell uppställning medinbyggda elektromagnetiska sensorer kompenserar metoden för närfälts- ochkopplingseffekter, vilket ger noggranna brytningsindexmätningar.

Det andra målet fokuserar inledningsvis på att ta itu med problemet medöverhörning mellan sändar- och mottagarantenner i UWB-radarsystem. För attmildra detta introducerar studien en absorbator baserad på mikrovågsmetamaterial placerad mellan antennerna, vilket leder till betydande prestandaförbättringari radarapplikationer med kort räckvidd. Vidare presenteras en ny trycktlinsstruktur, utformad för att förbättra radarförstärkning och riktningsverkanöver ett brett frekvensband. Resultaten visar att denna lins avsevärt förbättrarantennförstärkningen i UWB-radarsystem, vilket gör den särskilt fördelaktig för uppgifter som strukturell övervakning och renovering. Dessutom har radiosystemetomdesignats. Detta uppdaterade system integrerar en radioantenn, dielektriska belastningar och en 3D-printad brytningsindexlins för att optimeraden övergripande avkänningsprestandan. Det föreslagna systemet tillverkades och testades och noggranna mätningar av det komplexa brytningsindexet uppnåddes.