The Journal of Korean Institute of Electromagnetic Engineering and Science (한국전자파학회논문지)

The Korean Institute of Electromagnetic Engineering and Science (한국전자파학회)
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A Study on Characteristics of Ground-Penetrating Radar Signals for Detection of Buried Pipes

지하 매설관 탐지를 위한 지하탐사레이다 신호의 특성에 관한 연구

  • Hyun, Seung-Yeup (School of Electrical, Electronic, Telecommunication and Computer Engineering, Jeju National University)
  • 현승엽 (제주대학교 전기전자통신컴퓨터공학부)
  • Received : 2016.10.11
  • Accepted : 2016.12.05
  • Published : 2017.01.31
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Abstract

Characteristics of ground-penetrating radar(GPR) signals for detecting buried pipes are investigated numerically. Transmitting and receiving parts of a GPR system, a subsurface soil and a plastic pipe filled with a dielectric material are modeled by using the finite-difference time-domain(FDTD) method. FDTD simulations for observing aspects of GPR signals are performed as a function of the diameter of the pipe and the permittivity of the filling material in the pipe. GPR signals scattered by a dielectric filled pipe appear as a superposition of two waves, such as the specular wave from the front convex surface of the pipe and the axial wave from the rear concave surface of the pipe. We show that the amplitude, the polarity, the delay time of two waves depend on the size of the pipe and the permittivity of the filling material in the pipe.

지하에 매설된 관을 탐지하기 위해 지하탐사레이다(GPR) 신호의 특성을 수치해석으로 조사하였다. GPR 시스템의 송수신부, 지하매질, 유전체로 채워진 플라스틱 관을 시간영역유한차분법(FDTD)으로 모델링하였다. GPR 신호의 양상을 관찰하기 위해서 관의 지름과 관 속에 채워진 물질의 유전율 변화에 따른 FDTD 모의계산을 수행하였다. 유전체로 채워진 플라스틱 관에 의해 산란된 GPR 신호는 관 외부의 전방 볼록면 반사파와 관 내부의 후방 오목면 반사파의 중첩으로 나타났다. 두 파의 진폭, 극성, 지연시간은 플라스틱 관 사이즈와 관 내부 충진 물질의 유전율에 종속되어 있음을 알 수 있었다.

Keywords

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