DUVAR İÇİ MİKRODALGA GÖRÜNTÜLEME ALGORİTMASI MICROWAVE WALL INTERIOR IMAGING ALGORITHM Serkan Kaya TÜBİTAK BİLGEM, Gebze/Kocaeli serkankaya@uekae.tubitak.gov.tr İbrahim Ölçer TÜBİTAK BİLGEM Gebze/Kocaeli iolcer@uekae.tubitak.gov.tr ÖZETÇE Bu çalışmada, mikrodalga görüntüleme tekniği kullanılarak duvarın içindeki cisimlerin konumları ve şekilleri iki boyutlu olarak tespit edilmektedir. Mikrodalga görüntüleme metodu yer altı katmanlarının görüntülenmesinde, mayın ve patlayıcı cisimlerin tespit edilmesinde, duvar içi ve duvar arkası görüntüleme uygulamalarında en çok kullanılan görüntüleme metodudur. Yüksek frekanstaki elektromanyetik dalga ile aydınlatılan cisimlerden saçılan sinyaller incelenerek cisimlerin konumları tespit edilmeye çalışılmaktadır. Duvar içi mikrodalga görüntüleme algoritması ile duvarın içine yerleştirilmiş farklı malzemedeki cisimler duvara zarar vermeden başarılı olarak tespit edilebilmektedir. ABSTRACT In this study, shape and location of the buried objects in the wall is detected by using 2D microwave imaging method. Ultra wide band microwave imaging is a non-destructive imaging technique to image ground layers, to detect mine, explosive and objects behind or in the obstacle. Microwave imaging aims the reconstruction of the material properties of an object by measuring the scattering of an electromagnetic signal it is illuminated with. The hidden objects, which have different kind of material properties, are imaged by using suggested non-destructive microwave imaging algorithm. 1. GİRİŞ Günümüzde birçok farklı alanda kullanılan ve alternatif bir görüntüleme sistemi olan mikrodalga yöntemi ile duvarın içindeki/arkasındaki cisimler tespit edilebilmektedir. Duvar arkasındaki cisimlerin tespit edilmesinde farklı görüntüleme yöntemleri ve elektromanyetik çözüm teoriler kullanılmaktadır [1]. Bu araştırmada yüksek frekanstaki elektromanyetik dalgaların cisimlere çarpıp geri saçılımının ölçülmesine dayanan mikrodalga görüntüleme yöntemi kullanılmıştır. Görüntülemede mikrodalga kullanılmasının amacı elektromanyetik dalgaların nesnelerin içine nüfuz edebilmesidir. Gönderilen ve nesnelerin içine nüfuz edip geri dönen sinyalin incelenmesi ile o nesneye ait dielektrik sabiti, iletkenliği ve elektromanyetik geçirgenliği gibi temel ve ayırt edici özellikler hakkında bilgi edinilebilmektedir. Bu çalışmada Fourier Dönüşüm metodu kullanılarak mikrodalga görüntüleme yöntemi benzetim ortamında modellenmiştir ve benzetim sonuçları deneysel çalışma sonuçları ile birlikte verilmiştir. 2. MİKRODALGA GÖRÜNTÜLEME Mikrodalga görüntülemenin fiziksel temeli görüntülenen alandaki malzemelerin dielektrik farklılıklarının görüntüye çevrilmesi prensibine dayanır. Yüksek frekanstaki dalga ile aydınlatılan cisimden geri yansıyan dalgalar geniş bantlı anten ile alınarak taranan yüzeydeki cisimler bulunmaya ve ayırt edilmeye çalışılır (Şekil 1). Görüntüleme, gönderilen sinyalin taranan alandaki diğer objelerden geri saçılması sonucu oluşturulur. Bu araştırmada elektromanyetik dalga kullanılarak duvar içindeki/arkasındaki cisimlerin frekans ve konumsal uzayda algılanabilmesi ve tespit edilebilmesi için kullanılacak yeni bir yöntemin elde edilebilmesi hedeflenmiştir. Verici Sistem Verici Anten Cisim Alıcı Sistem Sinyal ve Görüntü İşleme Alıcı Anten Şekil 1: Aktif mikrodalga görüntüleme sistemi. 2.1. Mikrodalga Görüntüleme Problemi Bu araştırmadaki mikrodalga görüntüleme problemini incelediğimizde taranan alanın çok katmanlı bir yapı olduğu görülmektedir (Şekil 2). Elektromanyetik dalga ilk olarak hava ortamında bulunan antenden ışıyarak ikinci ortama belirli bir derece kırılarak giriş yapar. Cisme çarpan dalga saçılarak ve kırılmalara uğrayarak alıcı antene geri döner. Antenden ışıyan ve saçılıp geri dönen elektromanyetik dalgalar ölçülerek geri saçılım algoritması kullanılarak cisimler tespit edilmeye çalışılmaktadır. Başarılı ve kullanılan sisteme uygun geri saçılım algoritması kullanıldığında cisimlerin iki boyutlu dielektrik özellikleri çıkarılabilmektedir. [2]. Şekil 2: Mikrodalga görüntüleme probleminin gösterimi.[2] Bu çalışma TÜBİTAK UEKAE tarafından yürütülen bir projedir. 978-1-4673-0056-8/12/$26.00 ©2012 IEEE