Ground penetrating radar prototype based on a low-cost software defined radio platform

• Autorzy: Jendo Jacek , Pasternak Mateusz

Identyfikatory

DOI

10.15199/48.2019.09.07

Warianty tytułu

PL

Prototyp radaru penetracji gruntu bazujący na taniej platformie radia programowalnego

• Języki publikacji: EN

Abstrakty

EN

Utilizing the software-defined radio (SDR) technique is very common for developing ground penetrating radar (GPR) prototypes. A lowcost SDRs neither allow phase difference estimation between transmitter (Tx) and receiver (Rx). Consequently, direct exploitation of cheap SDRs for GPR is inaccessible. In the paper, an additional calibration step is taken in order to avoid phase difference measurement. The obtained imaging confirms that construction of a simple low-cost subsurface radar is feasible on the basis of the proposed approach.

PL

Wykorzystanie radia programowalnego (SDR – ang. Software Defined Radio) do prototypowania radarów penetracji gruntu (GPR – ang. Ground Penetrating Radar) jest bardzo powszechne. W tanich platformach SDR różnica fazy pomiędzy torem nadawczym i odbiorczym nie jest znana. Dlatego bezpośrednie zastosowanie tanich SDR do GPR jest niemożliwe. W artykule zastosowano dodatkowy krok kalibracyjny w celu uniknięcia pomiaru różnicy faz. Otrzymane zobrazowania potwierdzają możliwość konstrukcji taniego radaru do sondowań podpowierzchniowych.

Słowa kluczowe

EN

GPR; SDR; SFCW; HackRF

PL

radio programowalne; penetracja gruntu; SDR; GPR

• Wydawca: Wydawnictwo SIGMA-NOT
• Czasopismo: Przegląd Elektrotechniczny
• Rocznik: 2019
• Tom: R. 95, nr 9
• Strony: 36--39
• Opis fizyczny: Bibliogr. 15 poz., rys., tab.

Twórcy

autor

Jendo Jacek

• Wydział Elektroniki, Wojskowa Akademia Techniczna, ul. Gen. Witolda Urbanowicza 2, 00-908 Warszawa 46

autor

Pasternak Mateusz

• Wydział Elektroniki, Wojskowa Akademia Techniczna, ul. Gen. Witolda Urbanowicza 2, 00-908 Warszawa 46

Bibliografia

• [1] Pasternak M. et al., Stepped frequency continuous wave GPR unit for unexploded ordnance and improvised explosive device detection, 2011 12th International Radar Symposium (IRS), 105-109
• [2] Ferrara V. et al., Design and realization of a cheap ground penetrating radar prototype @ 2.45 GHz, 2016 10th European Conference on Antennas and Propagation (EuCAP), 1-4
• [3] Carey S.C., Scott W. R., Software defined radio for steppedfrequency, ground-penetrating radar, 2017 IEEE International Geoscience and Remote Sensing Symposium (IGARSS), 4825-4828
• [4] Jenks C. H. J., Pennock S. R., The use of a software defined radio as an OFDM GPR, 2017 9th International Workshop on Advanced Ground Penetrating Radar (IWAGPR), 1-4
• [5] https://www.ettus.com, January 2019
• [6] Colorado J. et al., An integrated aerial system for landmine detection: SDR-based Ground Penetrating Radar onboard an autonomous drone, Advanced Robotics, 31:15, 791-808, 2017
• [7] https://www.nuand.com, January 2019
• [8] https://pl.aliexpress.com/store/2957122, January 2019
• [9] Kaczmarek P., Łapiński M., Silko D., Synthetic range profiling in ground penetrating radar, Proc. SPIE 7502, Photonics Applications in Astronomy, Communications, Industry, and High-Energy Physics Experiments (2009)
• [10] Pasternak M., Pietrasiński J., Antysymetryczna antena Vivaldi do zastosowań w radarach penetracji gruntu, 43 Konferencja Naukowo-Techniczna Radiolokacji (2011)
• [11] Marimuthu J., Bialkowski K. S., Abbosh A. M., Softwaredefined radar for medical imaging, IEEE Transactions on Microwave Theory and Techniques, vol. 64 (2016), no. 2, 643-652.
• [12] https://www.gnuradio.org, January 2019
• [13] Кочеткова Т. Д., Сусляев В. И., Волчков С. И., Диэлектрическая проницаемость хвойных пород древесины в диапазоне частот 3-12 ГГц, Сибирский журнал науки и технологий, 51 (2013), №5
• [14] Martínez A., Byrnes A. P., Modeling dielectric-constant values of geologic materials: an aid to ground-penetrating radar data collection and interpretation, Current Research in Earth Sciences, Bulletin 247 (2001), part 1
• [15] Cresson P. -. et al., 1 to 220 GHz complex permittivity behavior of flexible polydimethylsiloxane substrate, IEEE Microwave and Wireless Components Letters, vol. 24 (2014), no. 4, 278-280

Uwagi

Opracowanie rekordu w ramach umowy 509/P-DUN/2018 ze środków MNiSW przeznaczonych na działalność upowszechniającą naukę (2019).