بررسی پارامترهای مؤثر در ضریب گذردهی الکتریکی خاک در فرایند آشکارسازی و شناسایی اهداف مدفون

نوع مقاله : مقاله پژوهشی

نویسندگان

1 مجتمع دانشگاهی برق و کامپیوتر، دانشگاه صنعتی مالک اشتر، تهران

2 مجتمع دانشگاهی برق و کامپیوتر دانشگاه صنعتی مالک اشتر تهران

چکیده

در این مقاله به بررسی مجموعه پارامترهای مؤثر در فرایند آشکارسازی و شناسایی اهداف مدفون پرداخته‌شده است. این پارامترها بر روی ضریب گذردهی الکتریکی خاک تأثیر می‌گذارند و به‌تبع آن می‌توانند عمق نفوذ امواج در خاک را تعیین نمایند. تخمین نوع خاک و اطلاع یافتن از ضریب گذردهی الکتریکی خاک و عمق نفوذ امواج در آن می تواند در انتخاب فرکانس مناسب، نوع آنتن، میزان توان ارسالی و در حالت کلی انتخاب بهینه پارامترهای راداری کمک شایانی به ما کند و از هدر رفت منابع و زمان جستجو تا حد قابل قبولی جلوگیری و بازدهی سامانه راداری را بالا ببرد. در این مقاله تأثیر پارامترهای فیزیکی و محیطی بر روی 7 نمونه خاک بررسی گردیده است و میزان ضریب گذردهی الکتریکی و عمق نفوذ امواج در آن‌ها در نرم‌افزار متلب محاسبه‌شده است. در مرحله بعدی شبیه‌سازی، خاک لوم رسی شن‌دار به‌عنوان خاک مرجع قرارگرفته و تغییرات فشردگی، دمایی و رطوبتی در آن اعمال‌شده و متناسب با هر مرحله ضریب گذردهی الکتریکی و عمق نفوذ امواج احصا گردیده است. در مرحله نهایی شبیه‌سازی، فرایند آشکارسازی یک هدف مدفون فلزی با توجه به عمق قابل دسترس آشکارسازی در مراحل مختلف قبلی در نرم‌افزارCST شبیه‌سازی گردیده است. بیشترین تأثیر در ضریب گذردهی الکتریکی مربوط به تغییرات رطوبت خاک می‌باشد. بیشترین عمق نفوذ امواج در خاک خشک و با فرکانس 100 مگاهرتز در حدود 23 متر می‌باشد که با بالا رفتن درصد رطوبت خاک به 40 درصد، عمق نفوذ امواج به‌ 1 متر کاهش می‌یابد.

کلیدواژه‌ها


عنوان مقاله [English]

Investigating effective parameters in soil electrical permittivity in the process of detecting and identifying buried targets

نویسندگان [English]

  • Ehsan Shahroosvand 1
  • Morteza Kazerooni 2
1 Faculty of Electrical & Computer Engineering, Malek Ashtar University of Technology, Tehran, Iran
2 Faculty of Electrical & Computer Engineering, Malek Ashtar University of Technology, Iran
چکیده [English]

In this article, the effective parameters in detecting and identifying buried targets have been investigated. These parameters affect the electrical permittivity of the soil and can determine the penetration depth of the waves in the soil. Knowing the type of soil and the electrical conductivity of the soil, as well as the penetration depth of electromagnetic waves in it, can help us choose the appropriate frequency, antenna type, and transmission power, and in general, optimize the radar parameters. This can prevent resource waste and reduce search time to an acceptable level, and increase the efficiency of the radar system. The effect of physical and environmental parameters on 7 soil samples has been investigated, and the electrical permittivity coefficient and the depth of wave penetration in them have been calculated. In the next stage of simulation, loamy clay & sand soil is used as a reference soil and changes in compression, temperature, and humidity are applied to it, and according to each stage, the electrical permittivity coefficient and the penetration depth of wave are calculated. In the final stage of the simulation, the detection process of a buried metal target has been simulated in CST software according to the available detection depth in the previous stages. The biggest effect on electrical permittivity is related to changes in soil moisture. The maximum penetration depth of waves in dry soil with a frequency of 100 MHz is about 23 meters, and with the increase in soil moisture, the penetration depth of waves decreases to 1 meter.

کلیدواژه‌ها [English]

  • Detecting and identifying buried targets
  • electrical permittivity of soil
  • penetration depth of waves in soil
  • the effect of physical