Zastosowanie radaru szumowego do wykrywania obiektów ukrytych w gruncie

• Autorzy: Susek W. , Stec B. , Knioła M. , Czyżewski M.

Identyfikatory

DOI

10.15199/48.2018.04.39

Warianty tytułu

EN

The concept of use a wideband noise radar in the ground penetrating applications

• Języki publikacji: PL

Abstrakty

PL

W artykule przedstawiono koncepcję użycia radaru z szerokopasmowym sygnałem szumowym jako radaru penetracji gruntu (GPR). Zaprezentowano koncepcję systemu rozpoznania terenu ze względu na zakopane w nim np. miny czy improwizowane ładunki wybuchowe. Prezentowana koncepcja zakłada użycie sygnału szumowego generowanego analogowo w paśmie 1 ÷ 3 GHz z mocą rzędu pojedynczych mikrowatów. W artykule zaprezentowano wybrane układy radaru takie jak system antenowy, odbiornik Front-End, system akwizycji danych oraz przedstawiono koncepcję przetwarzania sygnałów w oparciu o struktury FPGA. Koncepcja użycia sygnału losowego umożliwia pracę wielu nadajników i wielu odbiorników w tej samej przestrzeni z uwagi na fakt, że sygnały szumowe są sygnałami wzajemnie ortogonalnymi. Przedstawiona koncepcja radaru szumowego GPR może być wykorzystana do budowy systemu rozpoznania terenu pod kątem poszukiwania min ukrytych np. na drodze przejazdu kolumny pojazdów wojskowych.

EN

This article describes a concept of use a wideband noise radar in the ground penetrating applications (GPR). Concept assumes using of analog-generated noise signal with frequency range from 1 to 3 GHz and power magnitude about single microwatts. Chosen radar sub-systems like antenna system, Front-End receiver, data acquisition system and concept of signal processing in FPGA will be presented. Usage of noise signal allows to correct work of multiple transmitters and receivers in the same space. Avoid of mutual jamming is possible due to orthogonality of noise signals. Presented conception of noise signal based GPR could be used in terrain recon and mine detector systems, where time of scanning is an essential requirement, for example in a military vehicles convoy.

Słowa kluczowe

PL

telekomunikacja; radar szumowy; korelator; FPGA

EN

telecommunication; noise radar; correlator; FPGA

• Wydawca: Wydawnictwo SIGMA-NOT
• Czasopismo: Przegląd Elektrotechniczny
• Rocznik: 2018
• Tom: R. 94, nr 4
• Strony: 171--175
• Opis fizyczny: Bibliogr. 15 poz., rys., wykr.

Twórcy

autor

Susek W.

• Wojskowa Akademia Techniczna, Instytut Radioelektroniki, ul. Gen. Sylwestra Kaliskiego 2, 00-908 Warszawa

autor

Stec B.

• Wojskowa Akademia Techniczna, Instytut Radioelektroniki, ul. Gen. Sylwestra Kaliskiego 2, 00-908 Warszawa

autor

Knioła M.

• Wojskowa Akademia Techniczna, Instytut Radioelektroniki, ul. Gen. Sylwestra Kaliskiego 2, 00-908 Warszawa

autor

Czyżewski M.

• Wojskowa Akademia Techniczna, Instytut Radioelektroniki, ul. Gen. Sylwestra Kaliskiego 2, 00-908 Warszawa

Bibliografia

• [1] Giannakis I., Giannopoulos A., Warren C, A Realistic FDTD Numerical Modeling Framework of Ground Penetrating Radar for Landmine Detection, IEEE Journal of Selected Topics in Applied Earth Observations and Remote Sensing, 9 (2016), Issue: 1, pp. 37 - 51, DOI: 10.1109/JSTARS.2015.2468597,
• [2] Shao W., Bouzerdoum A., Phung S. L., Signal Classification for Ground Penetrating Radar Using Sparse Kernel Feature Selection, IEEE Journal of Selected Topics in Applied Earth Observations and Remote Sensing, 7 (2014), , Issue: 12, pp. 4670 - 4680, DOI: 10.1109/JSTARS.2014.2341605
• [3] Yarovoy A., Landmine, and unexploded ordnance detection, and classification with ground penetrating radar in Ground Penetrating Radar Theory and Applications: Theory and Applications, (2009), Elsevier Science, pp. 445–455.S.
• [4] Borgioli G., Capineri L., Falorni P., Matucci S., Windsor C. G., The detection of buried pipes from time-of-flight radar data, IEEE Trans. Geosci. Remote Sens., 46, (2008), no. 8, pp. 2254–2266,
• [5] L. Li A., Tan E-C., Jhamb K., Rambabu K., Buried Object Characterization Using Ultra-Wideband Ground Penetrating Radar, IEEE Transactions on Microwave Theory and Techniques, 60, (2012), no. 8, pp. 2564-2664,
• [6] Pasternak M., Karczewski J., Silko D., Miluski W., Łapiński M., Kaczmarek P., Stepped frequency continuous wave GPR unit for unexploded ordnance and improvised explosive device detection”, 12th International Radar Symposium (IRS),(2011), pp: 105 – 109,
• [7] Pasternak M., red., Radarowa penetracja gruntu, GPR, WKiŁ, Warszawa 2015,
• [8] Yi Xu., Narayanan R. M., Xiaojian Xu., Curtis J. O., Polarimetric processing of coherent random noise radar data for buried object detection, IEEE Transactions on Geoscience and Remote Sensing, Vol. 39, (2001), no. 3,
• [9] Lai C. P., Narayanan R. M., Ultrawideband random noise radar design for through-wall surveillance, IEEE Trans. on Aerospace and Electronic Systems, vol. 46, (2010), no. 4, pp. 1716-1730,
• [10] Susek W. Demonstrator radaru szumowego bliskiego zasięgu z korelatorem analogowym w paśmie X, Przegląd Elektrotechniczny, R. 88, (2012), nr 10a,
• [11] Pasternak M., Miluski W., Czarnecki W., Pietrasiński J., An optoelectronic-inertial system for handheld GPR positioning, Proc. of International Radar Symposium, (2014),
• [12] Susek W., Stec B., Broadband microwave corerelator of noise signals, Metrology and Measurement Systems, 17, (2010), no. 2, ss. 289-298, ,
• [13] Susek W., Stec B., Rećko C., Noise radar with microwave correlation receiver, Acta Physica Polonica A, 119, (2011), no. 4, pp. 483–488,
• [14] Axelsson S. R. J., Noise radar using random phase and frequency modulation, IEEE Trans. Geo. Remote Sens., (2004), 42, no. 11, pp. 2370–2384.
• [15] Axelsson S. R. J., Noise radar for range/Doppler processing and digital beamforming using low-bit ADC, IEEE Transactions on Geoscience and Remote Sensing vol. 41, (2003), no. 12, pp.2703–2720,

Uwagi

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