高精度地中レーダの開発と人道的地雷検知への応用

高精度探地雷达研制及其在人道主义地雷探测中的应用

基本信息

批准号：
01F00231
负责人：
佐藤源之
金额：
$ 1.54万
依托单位：
Tohoku University
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for JSPS Fellows
财政年份：
2001
资助国家：
日本
起止时间：
2001 至 2003
项目状态：
已结题

来源：
https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-01F00231/
关键词：
地中レーダ地雷検知反射波識別アレイアナテナ

项目摘要

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。

作为人道主义地雷检测和拆除技术，地下雷达的发展和应用研究吸引了国际关注。这项研究旨在开发地下雷达，以使用比以前更高的频率（1GHz-5GHz）检测地面约10厘米内的金属和非金属物体。为此，我们将开发技术，例如从地面上删除反射波，使用非均匀陆地层中的数值模拟（FDTD）的信号预测，以及检测埋藏在埋藏的物体所独有的反射波中包含的固有共振频率。今年，我们设计了针对上一年的原型进一步优化的天线。我们还使用原型天线构建了接地雷达，并进行了一个实验以检测埋藏的模拟矿山。我们还模拟了地雷的电磁波，并开发了一种信号处理方法，用于去除地面的反射波。众所周知，地雷识别很困难，因为来自埋入物体的反射波和地面的弥散反射混合在一起。今年，我们开发了使用基本实验的信号处理方法，用于识别目标识别，验证表面形状的差异和目标处理方法的发展。特别是，我们开发了一种利用阵列分析仪的表面杂波去除算法，尤其是所使用的频带与雷达分辨率之间的关系。另一方面，提出了一种使用统计方法来鉴定异质介质中地雷的反射波的方法，并通过应用于实验数据来确认其有效性。