社団法人 物理探査学会
第122回(平成22年度春季)学術講演会


地中レーダアンテナの形状及び配置の最適化に関する研究

講演要旨(和文)
地中レーダは浅部地下構造を調査するための装置である。地中レーダの性能を向上させるためは主に考慮されるべき二つのことがある。一つ目に、地中レーダの受信波形は探査対象物の深度や形状、地下の物性などの影響により変化することである。二つ目に、電磁波を生み出すアンテナの形状や配置が送信波形に影響を与えることである。本研究では、FDTD法を用いて数値計算を行い、 ダイポールアンテナ、ボウタイアンテナ、デュアルダイポールアンテナ、マルチダイポールアンテナ、スパイラルアンテナの五種類から得られる送信波形のエネルギーと地表面での受信波形を比較した。結果、アンテナにより異なった波形を得ることができた。比較から、スパイラルアンテナの放射エネルギーは他のアンテナより小さいが、水平なスペクトル分布を得ることができると立証した。

講演要旨(英文)
Ground-penetrating radar enables us to investigate shallow underground structure. There are mainly two points to be considered for improving the performance of GPR. First, acquired waveform of GPR changes due to the influences from the depth of investigation, physical properties of underground materials, the shape of reflectors, etc. Second, the shape and the alignment of antenna to generate EM signals give predominant influences to emitting waveforms. In this study, we use a finite difference time domain method for numerically simulating signal generation and detection to compare results from the combination of five different shapes and alignments of antennas, i.e., dipole, bowtie dual dipole, multi-dipole, and spiral arrangements. As a result, we obtained different waveforms that may characterize the difference in the arrangement of antennas. After the comparison, we confirmed that the spiral antenna gives flat spectral distribution, although the radiated power is smaller than the other antennas.