광전계 센서(optical electric field sensor)를 이용한 GPR

GPR using optical electric field sensor

지뢰탐지에 효과적으로 적용하기 위해 광전계 센서를 이용한 GPR 시스템을 개발하였다. 측정되는 전기장의 왜곡을 최소화 하는 광전계 센서는 크기와 무게가 매우 적어 측정 장치로 운용하기가 용이하므로 지뢰탐지와 같이 세밀한 주의가 요구되는 곳에 적합하다. 송수신 장치 역할을 하는 벡터 네트웍 분석기와 광신호 발생기와 광검파기를 탑재한 광변조기, double ridge horn 송신 안테나와 광전계 센서로 구성된 stepped frequency radar 시스템이 개발되었으며, 이 시스템의 매우 긴 측정시간의 단점을 극복하기 위해 동일한 수준의 S/N 비를 가지는, 임펄스 발생기와 오실로스코프로 구성된 impulse radar 시스템이 또한 개발되었다. 비교 결과 자료 수준은 거의 동일하나 측정시간은 스텝 측정의 경우 8배 이상 빨라진 것을 알 수 있었으며, 동일한 자료를 연속 측정으로 획득한 결과 100 배 이상 빨라 질 수 있음을 확인하였다. 또한 이 임펄스 레이다 시스템을 PMN2 지뢰모형에 대해 현장과 비슷한 환경에서의 실험실 실험에 적용하여 지뢰모형의 영상을 획득하였다.

In order to apply to land mine detection effectively, GPR using an optical electric field sensor as a receiver has been developed. The optical electric field sensor is very small and uses optical fiber instead of metallic coaxial cable. With the combination of these advantages and the bistatic radar system, it can be possible for an operator to measure quite flexible and safely. The sensor has been tested in stepped frequency radar system with frequency which consists of a vector network analyzer, a fixed double ridged horn antenna as transmitter. For considering effectiveness in real field, we applied impulse radar system, which consist of a digital oscilloscope and a impulse generator to produce the impulse. Detection of a PMN2 mine model was carried out by the impulse radar system at a sand pit. The PMN2 were detected clearly with sufficiently high resolution, the target contrast was almost the same while the scanning time decreased down to 1/100.