ボアホールレーダアレイによる地下き裂の3次元イメージング

• Project/Area Number: 06750958
• Research Category: Grant-in-Aid for Encouragement of Young Scientists (A)
• Allocation Type: Single-year Grants
• Research Field: 資源開発工学
• Research Institution: Tohoku University
• Principal Investigator: 佐藤 源之 東北大学, 工学部, 助教授 (40178778)
• Project Period (FY): 1994
• Project Status: Completed (Fiscal Year 1994)
• Budget Amount: ¥900,000 (Direct Cost: ¥900,000); Fiscal Year 1994: ¥900,000 (Direct Cost: ¥900,000)
• Keywords: 連続波ボアホールレーダ / MUSICアルゴリズム / アレイアンテナ

Research Abstract

本研究ではネットワークアナライザ(現有)を利用した連続波ボアホールレーダシステムを開発した。これにより広帯域計測(300kHz-3GHz)が可能とり、同時に小電力ながらS/N比の優れたデータが収得できる。ネットワークアナライザとボアホールレーダゾンデの間の信号伝送にはボアホールレーダ用に研究代表者が開発した光アナログ信号伝送システムを利用した。
本レーダシステムを用いて東北大学釜石実験フィールドならびに群馬県子持村田尻遺跡においてフィールド計測実験を行った。前者は花崗岩中の透水性地下き裂の検出、後者は遺跡調査を目的とした地層境界面の検出が目的である。
両実験では、ボアホール内に送信アンテナを設置し、地表に配置した受信アンテナを移動しながら透過波を計測し、計測終了後すべての位置での信号を利用して高分解能を得る一種の合成開口アレイアンテナ処理を行った。これにより、地層境界面を検出できると共に、従来のボアホールレーダより広範囲な3次元的構造計測の可能なことを示した。
一方、通常のアレイアンテナは単一周波数で指向性合成を行うのに対し本研究では広帯域の計測が行えるため、多周波を積極的に利用する指向性合成アルゴリズム開発を目標とした。そのためにMUSICアルゴリズムのボアホールレーダへの適用を検討したところ、ある程度のS/N比が確保できる場合、極めて分解能の高い電磁波到来方向の推定が可能であることを示した。今後本アルゴリズムの実フィールドデータへの適用が課題となる。

Research Products

• [Publications] 佐藤源之: "ボアホールレーダのシステム設計と研究開発動向" 物理探査. 47. (1994)