Wyniki 1-7 spośród 7 dla zapytania: authorDesc:"MATEUSZ PASTERNAK"

Zastosowanie teorii linii transmisyjnych do modelowania własności odbiciowych ośrodka geologicznego

Czytaj za darmo! »

W artykule omówione zostało zastosowanie modelu linii transmisyjnej w przypadku ośrodka geologicznego tj. medium o słabo zdefiniowanej geometrii przestrzennej. Model taki okazuje się przydatny w symulacyjnych badaniach elektrycznych własności wierzchnich warstw gruntu. Tego typu podejście, posiłkując się parametrami stosunkowo łatwymi do zmierzenia, może okazać się przydatne w technice radarowego rozpoznania obiektów znajdujących się pod ziemią, bądź w ogólności za nieprzeźroczystymi przeszkodami. Abstract. The transmission line model application for geological multilayer medium has been described in the paper. The approach seems to be useful for analyse of electrical reflectivity of soil subsurface structures. Such analyse is helpful to ground penetrating radar signal propagation mo[...]

Stosy piezoelektryczne DOI:10.15199/13.2018.9.6


  W systemach sterowanych elektronicznie dość często zachodzi konieczność generowania siły i ruchu. W tym celu wykorzystuje się różnego rodzaju przetworniki, które przekształcają sygnały elektryczne na odpowiednie wielkości mechaniczne. W literaturze polskojęzycznej określa się je mianem aktuatorów, siłowników lub elementów wykonawczych. Alternatywnie, jeśli układ zawiera sprzężenie zwrotne, stosowany jest również termin serwomechanizm. Podstawą działania tych urządzeń są najczęściej zjawiska fizyczne o naturze elektrycznej lub magnetycznej, zachodzące zarówno w skali mikro- jak i makroskopowej. Można tu w pierwszym szeregu wymienić indukcję elektryczną i magnetyczną, a także elektrostrykcję, magnetostrykcję oraz piezoelektryczność. Rzadziej wykorzystuje się w tym celu zjawiska termodynamiczne. Urządzenia opisywane w niniejszym artykule wykorzystują odwrotne zjawisko piezoelektryczne i są wykorzystywane w sytuacjach, w których wymagany zakres ruchu (przemieszczenia) jest stosunkowo niewielki, zaś generowane siły relatywnie wysokie. Stos piezoelektryczny o stosunkowo niewielkich gabarytach jest w stanie wygenerować przemieszczenia rzędu 100 μm oraz siłę kilkunastu ton. Przy niższych obciążeniach może pracować z częstotliwościami dochodzącymi do kilkunastu kHz z czasem reakcji na wymuszenie impulsowe rzędu ms i przyspieszeniami przekraczającymi 10 000 g. Do zalet tego rodzaju urządzeń należy też zaliczyć możliwość osiągania ekstremalnie wysokiej precyzji przemieszczeń, dobrą odporność na różnorakie czynniki środowiskowe oraz wysoką niezawodność [1]. Takie właściwości wykorzystuje się w systemach redukcji drgań, układach pozycjonowania, mikromanipulatorach, mikropompach, zaworach, siłownikach itd., czyli wszędzie tam, gdzie precyzja, szybkość działania, wytrzymałość i generowana siła mechaniczna są istotniejsze niż uzyskiwane wartości przemieszczeń. W artykule omówiono budowę oraz najważniejsze właściwości produkowanych w[...]

Analiza stosowalności okien czasowych w dziedzinie częstotliwości do uproszczenia interpretacji zobrazowania GPR

Czytaj za darmo! »

W artykule zaprezentowano wyniki eksperymentów numerycznych przeprowadzonych na rzeczywistym sygnale GPR. Celem tych eksperymentów była modyfikacja zobrazowań georadarowych pozwalająca na uproszczenie ich interpretacji. Proponowana metoda może być z powodzeniem stosowana we wstępnych analizach zobrazowań georadarowych, jako metoda pomocnicza. Abstract. The results of the numerical experiments with real GPR data has been presented in this paper. The experiments was carried out in the frequency domain with well-known time windows. Main aim of these experiments was the raw data modification allowing the simplification of the GPR images interpretation. The proposed method can be successfully applied in the initial analysis of GPR images as an auxiliary method. (Analysis of the time windows applicability in the frequency domain to simplify the GPR images interpretation). Słowa kluczowe: radarowa penetracja gruntu, okna czasowe, odwrotne przekształcenie Fouriera, rozdzielczość czasowa. Keywords: ground penetrating radar, time windows, inverse Fourier transform, time resolution. Wprowadzenie Technika radarowej penetracji gruntu (ang. Ground Penetrating Radar - GPR) znajduje szerokie zastosowanie w nieniszczącym monitoringu przypowierzchniowych warstw gruntu, począwszy od badania struktur geologicznych, hydrologicznych przez archeologię aż do zastosowań wojskowych [1, 2]. Systemy georadarowe, podobnie jak klasyczne radary w zależności od zastosowania wykorzystują szeroki zakres fal elektromagnetycznych. Obok wielu podobieństw do klasycznej radiolokacji występują tu interdyscyplinarne zagadnienia podkreślające jej odrębność. Do takich zagadnień należy analiza oraz interpretacja uzyskiwanych zobrazowań. Proces ten jest bardzo złożony. Zmienność prędkości propagacji fali elektromagnetycznej w glebie (zależność od przenikalności dielektrycznej ε(f) będącej funkcją częstotliwości) oraz wpływ zawilgocenia gleby sprawiają, że niewłaściwa in[...]

O pewnej modyfikacji układu zasilania anteny typu bow-tie


  Dipole planarne typu bow-tie charakteryzują się szerokim pasmem przenoszenia przy jednocześnie dość prostej konstrukcji. Jedną z podstawowych zalet tego typu anten jest duża elastyczność geometrii, pozwalająca na daleko idącą ingerencję w kształt apertury i tym samym rozkład pola elektrycznego na jej powierzchni. Daje ona też możliwość krzyżowania dwóch dipoli w ramach jednej kompaktowej struktury, w celu uzyskania separacji polaryzacyjnej. Cechy te sprawiają, że konstrukcje typu bow-tie wciąż należą do najczęściej wykorzystywanych anten w technice GPR . W typowym wykonaniu anteny takie charakteryzują się symetrią osiową i zależną od częstotliwości impedancją wejściową rzędu kilkuset omów. Z tego powodu często wymagają one zasilania poprzez transformatory impedancji, pełniące równocześnie funkcję symetryzatorów. Konstrukcja takich układów nie jest bynajmniej zagadnieniem trywialnym, ponieważ muszą one charakteryzować się co najmniej taką samą szerokością pasma co zasilana antena oraz pracować w sposób możliwie bezstratny. Istnieją zasadniczo dwa rozwiązania wymienionego problemu zasilania. Pierwsze polega na wykorzystaniu mikropaskowej linii koplanarnej, zaś drugie linii dwupaskowej, przy czym w ostatnim z przypadków, w wersji symetrycznej, linia może być prostopadła do płaszczyzny anteny lub też w wersji antysymetrycznej, leżeć na podłożu wspólnym z anteną. Niestety jednak, w większości z wymienionych tu rozwiązań, konieczne jest dodatkowe zastosowanie przejścia na niesymetryczną linię paskową o impedancji falowej 50 Ω. Można jednak tę niedogodność obejść. W tym celu podjęte zostały próby takiej transformacji kształtu bow-tie, aby w rezultacie uzyskać możliwość bezpośredniego zasilania tejże anteny za pomocą niesymetrycznej linii paskowej ulokowanej na wspólnym z nią podłożu. Udało się to osiągnąć dla konfiguracji antysymetrycznej poprzez przekształcenie jednego z ramion bow‑tie w szczelinowo pobudzany monopol. Z[...]

Wpływ geometrii układu antenowego na wynik radarowego sondowania przypowierzchniowych warstw gruntu


  W wielu publikacjach [np. 1, 2, 3] z zakresu teorii radarów do penetracji gruntu (GPR - ang. Ground Penetrating Radar) można zapoznać się z opisami różnego typu badań georadarowych wykonanych przy zastosowaniu wektorowych analizatorów sieci (VNA - ang. Vector Network Analyzer). Autorzy jednak nie podają w jaki sposób powinny zostać ustawione anteny, aby wynikowe echo osiągało maksymalną amplitudę. Badania opisane w niniejszym artykule miały na celu wyjaśnienie tej kwestii. VNA przeznaczone są do pomiarów charakterystyk odbiciowych i transmisyjnych dwuwrotników, wykorzystując zwykle do tego celu schodkową modulację częstotliwości. Dzięki temu urządzenia te można też z powodzeniem wykorzystać w badaniach odbiciowych właściwości gruntu oraz obiektów ulokowanych pod jego powierzchnią. Dwuwrotnikiem mierzonym jest w tym wypadku układ: antena nadawcza - struktura gruntu - obiekt - struktura gruntu - antena odbiorcza. "Klasyczny" GPR wykorzystuje do sondowania krótkie impulsy wideo, które po odbiciu od struktur gruntu wracają do odbiornika i pozwalają, na podstawie pomiaru opóźnienia ech, wyznaczyć przybliżoną odległość do wykrywanego obiektu (celu). Podstawowym problemem związanym z wykorzystaniem tego typu radarów jest ich niska rozróżnialność odległościowa związana z techniczną niemożnością generowania impulsów o dostatecznie krótkim czasie trwania. Dla przykładu impuls o długości 1 ns, na skutek dużej prędkości fal elektromagnetycznych, zostaje rozciągnięty w przestrzeni suchego gruntu (ε ≈ 4) na dystansie kilkunastu centymetrów. Z tego powodu impulsowe sondowanie gruntu znajduje ra[...]

Zastosowanie techniki radarowej do diagnostyki stanu pni drzew


  Ustawa o ochronie przyrody z dnia 16 kwietnia 2004 r. (Dz. U. z 2009 r. nr 151 poz. 1220 z późn. zm.), w sposób dość restrykcyjny podchodzi do problemu ochrony drzewostanu, szczególnie w zakresie usuwania drzew. Ustawa ta w art. 86 w sposób szczególny traktuje jednak drzewa, które obumarły lub zagrażają bezpieczeństwu ludzi i mienia. O ile fakt całkowitego obumarcia drzewa jest stosunkowo łatwy do stwierdzenia, o tyle trudno jest określić stopień zagrożenia związanego z jego degradacją postępującą od wewnątrz. Każde dostatecznie duże drzewo stwarza pewne niebezpieczeństwo związane z możliwością złamania się jego konarów lub wywrócenia. Do najczęściej występujących przyczyn takiego typu zdarzeń można zaliczyć: - działanie bardzo silnego wiatru, - podmycie korzeni przez wodę opadową bądź z wezbranego cieku lub zbiornika, - uderzenie pioruna, - okiść (przeciążenie spowodowane nadmiarem lodu bądź mokrego śniegu), - próchnienie pnia lub korzeni drzewa spowodowane zwykle inwazją grzybów. Ostatnia z wymienionych przyczyn nie należy wcale do rzadkości bywając powodem nagłego i niespodziewanego wywracania się drzew nawet przy bezwietrznej pogodzie. Próchnica jest też przyczyną obniżania się ich naturalnej odporności na podmuchy wiatru. Zjawisko to, szczególnie ze względu na swój ukryty charakter jest więc potencjalnie groźne. O jego poważnych skutkach można się przekonać z dość licznych doniesień prasowych. Do podjęcia niniejszej pracy, obok przytoczonych tu faktów, znacząco także przyczyniły się wyniki badań wykonanych na zlecenie Dyrektora Biura Stołecznego Konserwatora Zabytków przy Skwerze I Dywizji Pancernej. Badania te miały na celu określenie stanu systemów korzeniowych dwóch drzew - okazałych przedstawicieli gatunku topoli białej (Populus alba L.) z bardzo rozbudowanymi koronami i znacznymi wysokościami. Drzewa te rosły przy bardzo popularnym trakcie pieszym i zachodziła obawa, że mogą one zagrażać przechodniom. Do przep[...]

Wieloantenowe podejście do pomiarów georadarowych DOI:


  Jakość zobrazowań radarowych jest w ogólności zależna od dwóch czynników. Pierwszym i w zasadzie najważniejszym z nich jest pasmo pracy systemu, drugim zaś cecha, która określana jest angielskim terminem "view diversity", co w wolnym tłumaczeniu oznacza różnorakość spojrzenia [1]. Termin ten wyraża dodatnią korelację pomiędzy ilością uzyskiwanej informacji o obiekcie, w trakcie jego radarowej obserwacji a liczbą sposobów tejże obserwacji. W tym sensie dodatkowe informacje można uzyskać poprzez np. zmianę rodzaju czy też parametrów sygnału sondującego, kierunku lub sposobu oświetlania obiektu, polaryzacji i in. W radarach penetracji gruntu (GPR) pierwszy z wymienionych czynników jest ograniczony tłumieniem, wzrastającym wraz z górną częstotliwością graniczną; przy ustalonych warunkach glebowych. Drugi z nich jest zwykle wprowadzany w najprostszy i najbardziej naturalny sposób, bowiem z zasady, w trakcie pomiarów GPR system anten przemieszcza się nad obiektem i tym samym "obserwuje go" pod różnymi kątami. W niektórych systemach dodatkowo stosuje się obserwacje wielopolaryzacyjną [2]. Zastosowanie takiego urozmaiconego spojrzenia ma swoje fizycznie uzasadnienie. Każdy krótki tor transmisyjny złożony z dwóch anten i pewnej niehomogenicznej przestrzeni pomiędzy nimi charakteryzuje się indywidualnymi cechami propagacyjnymi. Fakt ten nabiera szczególnego znaczenia w przypadkach gdy tor ten jest na tyle krótki, że anteny pracują w swoich polach bliskich, zaś geometria i własności materiałowe medium między nimi są zmienne od punktu do punktu. Podobna sytuacja ma miejsce w przypadku GPR [3, 4]. Złożoność charakterystyk antenowych powoduje, że sygnał wyemitowany w takim systemie jest dodatkowo modulowany amplitudowo i przestrzennie. Chociaż częstotliwościowo-fazowa zmienność charakterystyk anten mogłaby zostać zniwelowana w procesie przetwarzania sygnałów, to jednak wiązałoby się to nierozerwalnie z koniecznością każdorazowego mierze[...]

 Strona 1