High-frequency radar imaging using Synthetic Aperture Radar (SAR) technology has significant potential for non-destructive testing and quality control in industrial applications, such as inspecting High Voltage Direct Current (HVDC) cables during manufacturing. This thesis develops and verifies a calibration procedure designed to accurately determine the Phase Centre (PC) of an FMCW radar antenna mounted on an industrial robotic arm, specifically the ABB GoFa CRB 15000.

Two calibration methods were developed and evaluated, an analytic approach and an empirical approach. The analytic method utilises geometric and trigonometric calculations based on distance measurements from rotations and alignments with known reference points. Simulations validated the theoretical accuracy, but experimental results demonstrated limitations due to measurement resolution constraints. Consequently, an empirical calibration method was developed, relying on comparative positional measurements by placing the radar in multiple known orientations and recording the corresponding distance readings. By analysing variations in these measurements, the relative offset of the radar’s phase centre from the robot’s reference point could be estimated. Experimental results indicated that this empirical method provided improved positional accuracy compared to the analytical method, identifying the PC position with a standard deviation of approximately 0.10 mm while similar approaches with external position measurement units and multiple robots achieved an accuracy of 0.02 mm.

The findings suggest that while the analytical method demands high measurement precision and is sensitive to measurement noise, the empirical method achieves closer alignment with the specified positional accuracy requirements. This research contributes a calibration procedure for integrating FMCW radar with industrial robots, enhancing the capabilities of SAR-based quality control methods for cable manufacturing and similar applications.

Radaravbildning med hög frekvens, baserad på syntetisk aperturradar (SAR)-teknik, har stor potential för oförstörande provning och kvalitetskontroll inom industriella tillämpningar, såsom inspektion av högspänningslikströmskablar (HVDC) under till-verkning. Detta examensarbete utvecklar och verifierar en kalibreringsprocedur avsedd att noggrant bestämma fascentrum (PC) för en FMCW-radarantenn monterad på en industriell robotarm, specifikt ABB GoFa CRB 15000.

Två kalibreringsmetoder utvecklades och utvärderades: en analytisk metod och en empirisk metod. Den analytiska metoden bygger på geometriska och trigonometriska beräkningar baserade på avståndsmätningar vid rotationer och inriktning mot kända referenspunkter. Simuleringar bekräftade den teoretiska noggrannheten, men experimentella resultat visade begränsningar till följd av mätupplösningens begränsningar. Därför utvecklades en empirisk kalibreringsmetod som bygger på jämförande positionsmätningar där radarn placerades i flera kända orienteringar och tillhörande avståndsmätningar registrerades. Genom att analysera variationerna i dessa mätningar kunde det relativa avståndet mellan radarens fascentrum och robotens referenspunkt uppskattas. Experimentella resultat visade att den empiriska metoden gav bättre positionsnoggrannhet jämfört med den analytiska metoden och kunde identifiera fascentrumets position med en standardavvikelse på cirka 0,10 mm, medan liknande metoder med externa positioneringssystem och flera robotar har uppnått en noggrannhet på cirka 0,02 mm.

Resultaten indikerar att även om den analytiska metoden kräver hög mätprecision och är känslig för mätstörningar, så uppnår den empiriska metoden bättre överensstämmelse med specificerade krav på positionsnoggrannhet. Arbetet bidrar med en kalibreringsprocedur för integration av FMCW-radar med industrirobotar, vilket stärker möjligheterna för SAR-baserad kvalitetskontroll inom kabeltillverkning och liknande tillämpningar.