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In order to apply to landmine detection effectively, a ground penetrating radar (GPR) system using an optical electric field sensor (OEFS) as a receiver has been developed. The OEFS is very small and light. It uses optical fiber instead of metallic coaxial cable and doesn’t need any electric device inside and near electrode for the measurement of electric filed, which can lead to reduce the deformation of electric field. The sensor has been tested in stepped frequency radar system which consists of a vector network analyzer, a fixed double-ridged horn antenna as a transmitter, laser generator and optical demodulator. The system, however, has serious problem for real application on the landmine detection; it needs very long measurement time. To overcome the problem, an impulse radar system has also been developed using a digital oscilloscope and an impulse generator. The impulse radar system could reduce the scanning time down to 1/100 compared to the stepped frequency system without compromising the sensitivity. It was applied to a PMN2 mine model buried in a sand pit in laboratory and the PMN2 mine could be identified clearly from the scanned image with sufficient resolution.
광전계 센서를 이용한 지뢰탐지 GPR(Ground penetrating radar) 시스템을 개발하였다. 광전계 센서는 측정되는 전기장의 왜곡을 최소화하며, 크기와 무게가 매우 적어 측정 장치로 운용하기가 용이하므로 지뢰탐지와 같이 세밀한 주의가 요구되는 곳에 적합하다. 송수신 장치 역할을 하는 벡터 네트워크 분석기, 광신호 발생기와 광검파기를 탑재한 광변조기, 그리고 double-ridged horn 송신 안테나와 광전계 센서를 이용한 수신부로 구성된 스텝 주파수 레이더 시스템과 이 시스템의 매우 긴 측정시간의 단점을 극복하기 위해 임펄스 발생기와 오실로스코프로 구성된 임펄스 레이더 시스템을 또한 개발하였다. 두 시스템을 비교한 결과 S/N 비 등 측정된 자료의 수준은 거의 동일하나 측정시간은 임펄스 레이더 시스템이 스텝 모드 측정의 경우 8배 이상 빠르고, 연속 모드로 측정한 경우는 100 배 이상 빨라 질 수 있음을 확인하였다. 또한 이 임펄스 레이더 시스템을 PMN2 지뢰모형에 대해 현장과 비슷한 환경에서 실험실내 모형실험에 적용하여 성공적으로 지뢰모형의 영상을 획득하였다.
- 이주현, 도쿠다 마사미추, 하덕호, 2003, 광전계 센서를 이용한 구형 loop antenna의 근접전계 특성, 한국전자파학회논문지, Vol. 14, No. 3, pp. 217-225.
- 조성준, 김정호, 이성곤, 손정술, 정승환, 2002, 네트웤 분석기를 이용한 레이다탐사 시스템의 구현, 물리탐사, Vol. 5, No. 4, pp. 272-279.
- Sato, M., Fujiwara, J., Feng, X., Zhou, Z.-S., and Kobayashi, T., 2005, 지뢰탐지를 위한 GPR 시스템의 개발, 물리탐사, Vol. 8, pp. 270-279.
- Daniels, D. J., 2004, Ground Penetrating Radar, 2nd Edition. The Institute of Electrical Engineers, London, United Kingdom, pp. 501-624.
- Kuwabara, N., Tajima, K., Kobayashi, R., and Amemiya, F., 1992, Development and analysis of electric field sensor using LiNbO3 optical modulator, IEEE Trans. Electromagnetic Comp., Vol. 34, No. 4, pp. 391-396.
- Sato, M., Hamamda., Y., Feng, H., Kong, F., Zeng, Z., and Fang, G., 2004, GPR using an array antenna for landmine detection, Near Surface Geophysics, 2, pp. 3-9.
- Takayama, T., and Sato, M., 2006, A new DoA estimation algorithm for directional borehole radar, Proceedings of the 11th international conference on Ground Penetrating Radar, Columbus, USA.
- Tanaka, R., and Sato, M., 2005, Visualization of buried land mines by a GPR system using a broadband passive optical electric field, Proceedings of the 7th SEGJ international symposisum -Imaging technology-, Sendai, Japan, pp. 118-123.
- Publisher :The Korean Society of Mineral and Energy Resources Engineers
- Publisher(Ko) :한국자원공학회
- Journal Title :Journal of the Korean Society for Geosystem Engineering
- Journal Title(Ko) :한국지구시스템공학회지
- Volume : 44
- No :3
- Pages :218-227
Journal of the Korean Society of Mineral and Energy Resources Engineers
