高精度地中レーダの開発と人道的地雷検知への応用

2002 年度 実績報告書

• 研究課題/領域番号: 01F00231
• 研究機関: 東北大学
• 研究代表者: 佐藤 源之 東北大学, 東北アジア研究センター, 教授
• 研究分担者: GUANGYOU Fang 東北大学, 東北アジア研究センター, 外国人特別研究員
• キーワード: 地中レーダ / 地雷検知 / 反射波識別 / アレイアナテナ

研究概要

地中レーダの開発、応用研究は人道的地雷検知・除去技術として国際的な注目を浴びている。本研究では、従来より高い周波数(1GHz-5GHz)を利用して地表から10cm程度以内に埋設された金属、非金属性物体の検出を行うための地中レーダ開発を目的とする.そのために地表面からの反射波の除去、不均質地層中での数値シミュレーション(FDTD)による信号予測、埋設物特有の反射波に含まれる固有共振周波数の検知などの技術開発を行う.
本年度は前年度試作したアンテナを更に最適化する設計を行った。また試作したアンテナを用いて地中レーダを構成し,埋設された模擬地雷の検知実験を行った.また電磁波の地雷からの散乱をFDTDシミュレーションし,地表面反射波除去のための信号処理法の開発を進めた.
特に地表面が粗さを持つ場合、埋設物からの反射波と地表面からの乱反射が混然とするため、地雷識別が難しくなることが知られている。本年度は表面形状の違いと目標認識のための信号処理手法の開発を基礎的な実験による検証しながら実施した。特に使用する周波数帯域とレーダ分解能の関係、アレイアナテナを利用する表面クラッタ除去アルゴリズムの開発を行った。
一方、不均質媒質中の地雷からの反射波を識別するために統計学的手法を利用する方法を提案し、実験データへの適用から有効性を確認した。

研究成果

• [文献書誌] Fang Guangyou, Sato Motoyuki: "Optimization of Vivaldi Antenna for Deming by GPR"Proc. of the 2002 International Symposium on Antennas and Propagation. 263-266 (2002)
• [文献書誌] Zeng Zhaota, Fang Guangyou, Sato Motoyuki: "Analysis of Balanced Antipodal Vivaldi Antenna and its Applications for Mine-Like Targets Detection"Technical Report of IEICE, AP2002-13,SAT2002-3. 13-18 (2002)
• [文献書誌] Fang Guangyou, Sato Motoyuki: "Clutter Reducing by Similarity Measurement Methody for Ground Penetrating Radar (GPR)"The Technical Meeting on Electromagnetic Theory, IEEE, EMT-02-50. 27-32 (2002)
• [文献書誌] Fang Guangyou, Sato Motoyuki: "Simulation of GPR Profiles for mine-Like Targets Buried in Rough Ground Surface and Clutter Removal by Similarity Measurment Methods"Proc. of 2002 Asia-Pacific Microwave Conference. 249-252 (2002)
• [文献書誌] Fang Guangyou, Sato Motoyuki: "GPR Detection of Landmine by wavelet Transform"Proc. of the 6th SEGJ International Symposium-Imaging Technology. 449-454 (2003)
• [文献書誌] Sato M., Fang G., Zeng Zh.: "Fundamental Study of Detection of Landmine by Ground Penetrating Radar"Technical Reperot of IEICE. AP-2002-59. 19-24 (2002)