1997 Fiscal Year Annual Research Report
ランダム媒質中の電磁波散乱解析と信号処理による特徴抽出
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09750443
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| Research Institution | Sendai National College of Technology |
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Principal Investigator |
園田 潤 仙台電波工業高等専門学校, 情報通信工学科, 助手 (30290696)
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| Keywords | 電磁波散乱解析 / ランダム媒質 / FDTD法 / 相互相関 / 比誘電率推定 / クラッタ除去 |
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| Research Abstract |
現在,古代遺跡や地中ケーブルの探査に関する研究が盛んに行われており,様々な地中レーダが開発されている.しかし,これらの地中レーダでは,地中の媒質が不均質であるため,探査目標以外からの不要散乱波(クラッタ)が探査目標からの散乱波に重畳し,埋設物の距離や形状・媒質推定が正確に行われていない.そこで本研究では,地中媒質のランダム性から生じるクラッタを除去するフィルタの設計を目的とし,地中レーダの計算機シミュレーション,地表面からの反射波による比誘電率の推定,相互相関によるクラッタ除去を行った.
ランダム媒質中の電磁波散乱を計算機上で解析するためにFDTD法を用いた.FDTD法による計算機シミュレーションでは,地中の状態を誘電率や導電率で表せばよいので,地中媒質の状態を自由に設定でき,探査目標推定法の最適設計が可能である.
解析対象は二次元地中モデルであり,探査目標として地中0.5mの空洞を想定する.地中のランダム性を実現するために,不要散乱体を解析領域内にランダムに配置する.配置場所だけでなく,大きさや比誘電率にもランダム性を与えている.
FDTD法を用いた地中レーダの計算機シミュレーションの結果,地表面からの反射波と比誘電率の関係を示した.また,均質媒質の受信波形を用いた相互相関によりクラッタ除去を行い,探査目標の定量的推定を行った.今回は地中0.5mの空洞を探査目標と設定したが,今後,探査目標の形状や媒質(誘電体)を変化させた場合の解析を行い,最適なクラッタ除去フィルタの設計を行う.また,FDTD法による計算機シミュレーションと実験結果の補正を行うことにより,実際の地中レーダに応用することが今後の課題である。
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