ポーラリメトリック・インターフェロメトリックレーダによる地雷検知に関する研究

2003 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 14102024
• Research Institution: Tohoku University
• Principal Investigator: 佐藤 源之 東北大学, 東北アジア研究センター, 教授 (40178778)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 馮 しゅあん 東北大学, 東北アジア研究センター, 研究機関研究員 ; 下井 信浩 東京工業高等専門学校, 助教授 (10300542) ; 方 広有 日本学術振興会, 外国人特別研究員・客員研究員 ; 周 正舒 東北大学, 東北アジア研究センター, 客員研究員 ; SAVELYEV Timofei 東北大学, 東北アジア研究センター, 助手
• Keywords: 地雷探査 / 地中レーダ / GPR / レーダポーラリメトリ / 光電界センサ / バイスタティックレーダ / アレイアンテナ / クラッタ除去

Research Abstract

バイスタティックレーダ計測システム
本研究では地雷検知において、地表面で重量のかかるレーダ装置を移動しながら計測する代わりに、送信アンテナを固定し、小型の受信アンテナのみを移動する手法を提案している。2つの方法は送信アンテナと受信アンテナが独立に走査されるバイスタティックレーダとして技術的に共通する。そこで前年度開発した光電界センサを用いたハードウエア開発ならびに信号処理技術を開発した。空中で金属球を高精度にイメージングすることに成功した。また埋設管検出および地雷検出模擬実験を行った。
地雷による電磁波散乱実験
本研究では人工物である地雷と小石のような自然物からの電波散乱の性質の違いを利用して地雷検知を行おうとしている。特徴的な地雷の電磁波散乱特性,特に偏波(ポーラリメトリ)特性を測定し、信号処理手法の開発に利用する資料を得た。このためのアンテナ開発と実験を行った。
アレイアンテナを利用した地雷検知法の最適化
地表面の強いクラッタの影響を排除するため、アレイアナテナとCMP信号処理を組みあわせた計測手法について系統的な研究を行い、従来の地中レーダでは実現できなかった非常に粗い地表面をもつ地中に埋設されたプラスティック地雷の検知が可能であることを実験的に示した。またイメージングのためのマイグレーション法の改良を行い、実験データを利用して有効性を検証した。

Research Products

• [Publications] Zheng-Shu Zhou, Motoyuki Sato: "Ground-based polarimetric SAR systems for environment study"Proc.IEEE AP-S. I. 202-205 (2003)
• [Publications] M.Sato: "Bistatic GPR System for Landmine Detection using Optical Electric Field"Proc.IEEE AP-S. II. 207-210 (2004)
• [Publications] Motoyuki Sato, Guangyou Fang, Zhaofa Zeng: "Landmine detection by a broadband GPR system"Proc.IEEE Int.Symp Geoscience and Remote Sensing. (印刷中). (2004)
• [Publications] 小林敬生, 佐藤源之: "3次元FDTD法による地雷探査用地中レーダの解析"信学技報. A・P2003-117. 7-11 (2004)
• [Publications] 小林敬生, 馮 しゅあん, 佐藤源之: "アレイアンテナを用いたSAR-GPRの開発"信学技報. SANE2003-60. 41-45 (2004)
• [Publications] Xuan Feng, Motoyoyuki Sato: "The application of migration to SAR-GPR system for landmine detection"信学技報. SANE2003-66. 77-82 (2004)
• [Publications] 濱田 祐亮, 馮 しゅあん, 小林 敬生, 佐藤 源之: "地雷探査用地中レーダのアンテナ配置に関する検討"信学技報. SANE2003-67. 83-87 (2004)
• [Publications] M.Sato, T.Kobayashi, Z.Zeng, G.Fang, X.Feng: "High resolution GPR system for landmine detection"Proceedings of Int.Conf.Requirements and Technologies for the Detection, Removal and Neutralization of Landmine and UXO, Brussels. 548-553 (2004)
• [Publications] M.Sato: "GPR using Optical Electrical Field Sensor for Landmine Detection"Proceedings of Int.Conf.Requirements and Technologies for the Detection, Removal and Neutralization of Landmine and UXO, Brussels. 561-567 (2004)
• [Publications] M.Sato: "A GPR system using passive optical sensor"Technica Digest, 16th Int.Conf.Optical Fiber Sensors. 420-423 (2004)
• [Publications] T.Kobayashi, M.Sato: "FDTD simulation on array antenna SAR-GPR for land mine detection"Proceedings of SSR2003 : 1st Int.Symp.on Systems and Human Science. 279-283 (2004)
• [Publications] Motoyuki Sato, Yusuke Honda, Xuan Feng, Fan-, Guangyou Fang Nian Kong, Zhaofa Zeng: "GPR using an array antenna for landmine detection"Near Surface Geophysics. 2. 3-9 (2004)