• Українська
  • English
ISSN 2415-3400 (Online)
ISSN 1028-821X (Print)

АЛГОРИТМ ГОМОМОРФНОЇ ОБРОБКИ СИГНАЛІВ ГЕОРАДАРА

Рубрика: 
СТАТИСТИЧНА РАДІОФІЗИКА
Ситнік, ОВ, Масалов, СО, Почанін, ГП
Organization: 

Інститут радіофізики та електроніки ім. О. Я. Усикова НАН України
12, вул. Акад. Проскури, Харків, 61085, Україна
E-mail: ssvp11@ire.kharkov.ua
https://doi.org/10.15407/rej2015.04.039
Мова: російська
Анотація: 

У роботі досліджено актуальну проблему вимірювання товщини приповерхневих шарів зондованого середовища за допомогою георадарних радіолокаційних систем при жорстких обмеженнях на мінімальну тривалість зондуючого відеоімпульсу і наявності інтенсивних інтерференційних завад, зумовлених резонансними ефектами в антені та багато-разовими перевідбиваннями зондуючого сигналу від меж розділу середовищ. Традиційні кореляційно-екстремальні методи обробки сигналів не дозволяють отримати розділення менше, ніж половина сумарної тривалості імпульсу. Подолати це обмеження можливо застосуванням нелінійних методів гомоморфної обробки сигналів георадара. Теоретично та експериментально показано, що при застосуванні надширокосмугових зондуючих сигналів нелінійна обробка відбитих від приповерхневих шарів середовища сигналів дає можливість ідентифікувати межі розділу структур на глибинах аж до 5 % від тривалості імпульсу. На основі методу кепстрального аналізу синтезований алгоритм обробки сигналів відеоімпульс-ного георадара. За допомогою швидкого перетворення Фур’є обчислюється амплітудний спектр сигналів, результат під-дається логарифмуванню, обчислюється обернене перетворення Фур’є, яке містить кепстр зондуючого сигналу і дискретний лінійчастий кепстр сигналу затримки, аналіз якого при відносно високих співвідношеннях сигнал/шум дозволяє обчислити оцінку товщини шару. Наведено результати моделювання. Обговорюється проблема впливу шумів на помилки ідентифікації підповерхневих об’єктів.
Ключові слова: ідентифікація, імпульс, амплітудний спектр, георадар, кепстр, межа розділу середовищ, надширокосмуговий сигнал, спектр, швидке перетворення Фур’є

Стаття надійшла  27.10.2015 г.
PACS     05.45.Tp
УДК 621.396:621.391.82
Radiofiz. elektron. 2015, 20(4): 39-44
Повний текст (PDF)
 

References: 
  1. Вопросы подповерхностной радиолокации / под ред. А. Ю. Гринева. – М.: Радиотехника, 2005. – 416 с.
  2. Финкельштейн М. И. Радиолокация слоистых земных покровов / М. И. Финкельштейн, В. Л. Мендельсон, В. А. Ку-тев. – М.: Сов. радио, 1977. – 176 с.
  3. Биорадиолокация / под ред. А. С. Бугаева, С. И. Ивашова, И. Я. Иммореева. – М.: Из-во МГТУ им. Н. Э. Баумана, 2010. – 396 с.
  4. Masalov S. A. Wavelet UWB signal processing for underground sounding systems / S. A. Masalov, O. V. Sytnik, V. P. Ruban // Proc. Int. Conf. “Ultrawideband and Ultrashort Impulse Signals”. – Sevastopol, 2012. – P. 123–125.
  5. Определение толщин слоев дорожной одежды методом георадиолокационного зондирования / Д. О. Батраков, А. Г. Батракова, Д. В. Головин и др. // Физические основы приборостроения. – 2012. – 3, № 2. – С. 46–56.
  6. GPR for paverment monitoring [Electron resource] / G. P Pochanin, V. P. Ruban, P. V. Kholod et al. // J. of Radio Electron. – 2013. – N 1. – Mode of access: www/URL: http://jre.cplire.ru/alt/jan13/8/text.pdf. – Title from the screen.
  7. Ulaby F. T. Microwave Remote Sensing Active and Passive. Vol. II. Radar Remote Sensing and Surface Scattering end Emission Theory / F. T. Ulaby, R. K. Moor, and A. K. Fung. – Reading, Massachusetts: Addison- Wesley, 1982. – 628 p.
  8. Соок J. C. Proposed monocycle-pulse very high frequency radar for airborne ice and snow measurement / J. C. Соок // Trans. AIEE Commun. Electron. – 1960. – № 79. – P. 588–594.
  9. Noll A. M. Cepstrupm Pitch Determination / A. Michel Noll // J. Acoust Soc. Am. – 1967. – 41, N 2. – P. 287–293.
  10. Noll A. M. Cepstrupm Pitch Determination / A. Michel Noll // J. Acoust Soc. Am. – 1967. – 41, N 2. – P. 287–293.
  11. Hassah J. C. Time delay processing near the ocean surface / J. C. Hassah // J. Sounds and Vibration. – 1994. – 35, N 4. – P. 489–501.
  12. Sytnik O. V. Textural Analysis of Cepstrum Images of Subsurface Structure / O. V. Sytnik // Telecommunications and Radio Engineering. – 2011. – 70, N 1. – P. 87–94.
  13. Левин Б. Р. Теоретические основы статистической радиотехники: в 3 кн. – М.: Сов. радио, 1974–1976. – Кн. 1. – 550 с.; кн. 2. – 391 с.; кн. 3. – 285 с.
  14. Репин В. Г. Статистический синтез при априорной неопределенности и адаптация информационных систем / В. Г. Ре-пин, Г. П. Тартаковский. – М.: Сов. радио, 1977. – 432 с.
  15. Ван Трис Г. Теория обнаружения оценок и модуляции: в 3 т. / Г. ван Трис; пер. с англ. – М.: Сов. радио, 1972–1977. – Т. 1. – 744 с.; Т. 2. – 343 с.; Т. 3. – 662 с.
  16. Бронштейн И. Н. Справочник по математике / И. Н. Брон-штейн, К. А. Семендяев. – М.: Наука,1980. – 976 с.