초록 ▼

연차 목표
◦ 도심지 지하공동 탐지 다중 채널 3차원 GPR 탐사 하드웨어 시스템 개발
- 저속(20km/h) 자료취득 2채널 GPR 하드웨어 시스템 개발
◦ 지하공동 GPR 반응 분석 및 해석 기술 개발
- 지하공동 모사 실대형 실험장 구축 및 지하공동에 대한 GPR 신호 반응 분석 기술 개발

개발내용 및 결과
◦ 저속(20km/h) 자료취득 2채널 GPR 하드웨어 시스템 개발
- 중심 주파수 대역 선정
- 송수신기 하드웨어 스펙 선정
- RF 송수신 모듈 설계, 제작 및 검

연차 목표
◦ 도심지 지하공동 탐지 다중 채널 3차원 GPR 탐사 하드웨어 시스템 개발
- 저속(20km/h) 자료취득 2채널 GPR 하드웨어 시스템 개발
◦ 지하공동 GPR 반응 분석 및 해석 기술 개발
- 지하공동 모사 실대형 실험장 구축 및 지하공동에 대한 GPR 신호 반응 분석 기술 개발

개발내용 및 결과
◦ 저속(20km/h) 자료취득 2채널 GPR 하드웨어 시스템 개발
- 중심 주파수 대역 선정
- 송수신기 하드웨어 스펙 선정
- RF 송수신 모듈 설계, 제작 및 검증
- GPR 안테나 구성 및 급전변환선로 설계
- GPR 시스템별 성능분석 및 성능측정 셋업 구축
- 2채널 GPR 운용 단말기 제작
- 저속(20km/h) 자료취득 2채널 GPR 시스템을 이용한 데이터 획득
◦ 지하공동 모형 실험 및 GPR 반응 분석 기술 개발
- 지하공동 모사 실대형 실험장 구축
- 지하공동 모사 실대형 실험
- 실대형 모형실험을 통한 지하공동 GPR 반응 분석

기대효과
◦ 국가적으로 관심의 대상인 도심지 지하공동에 대한 탐지, 도로함몰 예방 대책에 적용.
◦ 개발된 기술 중 특히 차량탑재형 GPR 탐사 시스템은 기술이전을 통해 사업화가 가능하며 각 지방자치단체에 보급
◦ 최근 사회현안으로 대두되고 있는 도로함몰을 포함한 도심지 지반재해 예방 및 국가 재난관리시스템 강화에 기여

적용분야
◦ 고속 자료취득 다중 채널 GPR 탐사 하드웨어 시스템은 도심지 도로함몰을 야기하는 지하공동 탐지에 활용.
◦ 기존 지하시설물 분포, 매설 년도 및 도로함몰 발생 이력 등의 정보를 이용하여 구축한 도로함몰 사고발생 위험도 및 지하공동탐사 또는 노후관로교체 계획 수립을 위해 구축한 대책 우선도 등을 도로함몰 예방(공동 탐지, 확인 및 보강) 및 위험 관리 운영 시스템에 효율적으로 활용.

Abstract ▼

Ⅳ. Results
◦ Development of 2-channel GPR hardware system equipped with a vehicle moving at 20 km/h
- Determination of operating frequency
- Determination of hardware requirement based on link budget analysis
- Design, fabrication, and measurement of RF hardware module
- Design of GPR

Ⅳ. Results
◦ Development of 2-channel GPR hardware system equipped with a vehicle moving at 20 km/h
- Determination of operating frequency
- Determination of hardware requirement based on link budget analysis
- Design, fabrication, and measurement of RF hardware module
- Design of GPR antennas and balun transformers
- Numerical and experimental performance analysis of GPR antenna systems
- Development of a 2-channel GPR system management terminal
- Data acquisition experiment using a developed 2-channel GPR system equipped with a vehicle moving at 20km/h
◦ Full-scale physical experiments and GPR response analysis for simulated cavity detection
- Selection of the location and soil types of the testing ground for full-scale experiment
- Measurements of the experimental data from SP and SM soil type testing ground
- GPR response analysis for simulated cavity detection with various center frequencies and orientations of the antennas

목차 Contents

• 표지 ... 1
• 제출문 ... 2
• 연차보고서 요약서 ... 4
• 요약문 ... 6
• SUMMARY ... 8
• CONTENTS ... 10
• 목차 ... 12
• 제 1 장 연구개발과제의 개요 ... 14
• 제 1 절 연구개발의 목적 및 필요성 ... 15
• 제 2 절 연구개발 내용 및 범위 ... 17
• 1. 연구의 최종 목표 및 내용 ... 17
• 2. 당해 연도 연구의 개발 내용 및 범위 ... 22
• 제 2 장 국내외 기술개발 현황 ... 23
• 제 1 절 관련기술의 국내외 동향 및 기술수준 ... 23
• 1. 국내동향 및 기술수준 ... 23
• 2. 국외동향 및 기술수준 ... 24
• 제 2 절 관련기술의 기술 분석 및 특징 ... 25
• 1. 주요 특허분석 및 특징 ... 25
• 2. 주요 논문분석 및 특징 ... 29
• 제 3 장 연구개발수행 내용 및 결과 ... 33
• 제 1 절 저속(20km/h) 자료취득 2채널 GPR 하드웨어 시스템 개발 ... 34
• 1. 중심주파수 대역 선정 ... 34
• 2. 송수신기 하드웨어 스펙 선정I ... 35
• 3. RF 송수신 모듈 설계, 제작 및 검증 ... 38
• 4. GPR 안테나 구성 및 급전변환선로 설계 ... 48
• 5. GPR 시스템별 성능분석 및 성능측정 셋업 구축 ... 52
• 6. 2채널 GPR 운용 단말기 제작 ... 66
• 7. 저속(20km/h) 자료취득 2채널 GPR 시스템을 이용한 데이터 획득 ... 71
• 제 2 절 지하공동 모형실험 및 GPR 반응 분석 기술 개발 ... 76
• 1. 지하공동 모사 실대형 실험장 구축 ... 76
• 2. 지하공동 모사 실대형 실험 ... 98
• 3. 실대형 모형실험을 통한 지하공동 GPR 반응 분석 ... 100
• 제 4 장 목표달성도 및 관련분야에의 기여도 ... 119
• 제 5 장 연구개발 결과의 활용계획 ... 125
• 1. 도심지 지하공동 탐지 다중채널 3차원 GPR 탐사 하드웨어 시스템 ... 125
• 2. 지하공동 GPR 반응 분석 및 해석 기술 ... 125
• 제 6 장 연구개발과정에서 수집한 해외과학기술정보 ... 126
• 1. 주요 GPR 외산장비 현황 ... 126
• 2. IDS Corporation의 다중채널 GPR 시스템 시연 ... 128
• 제 7 장 참고문헌 ... 132
• 끝페이지 ... 133