Sığ yüzeyaltı görüntüleme için IHA üzerine entegre edilebilen yüksek çözünürlüklü YNR sistem geliştirilmesi

Abstract

Bu tez çalışmasında günümüzde oldukça popüler olan Yere Nüfus eden Radar (YNR) ve İnsansız Hava Aracı (İHA) sistemlerinin birlikte kullanımı konusu çalışılmıştır. YNR sistemleri toprak altı su kaçakları, arkeolojik araştırmalar, askeri mühimmat (mayın vb.) tespiti ve jeofizik araştırmaları gibi birçok alanda uygulanmaktadır. Bu uygulamalarda toprak altı farklı tipteki nesnelerin (su, plastik, metal vb.) tespiti yapılmaktadır. Bazı uygulamalarda ise toprak yüzeyinin engebeli olması ve toprak yüzeyine temas edilmesi tehlikeli olması (mayın tarama) gibi durumlarda havadan tarama yapılması gerekmektedir. Havadan tarama ise günümüzün en popüler konularından olan İHA sistemleri ile yapılabilmektedir. Ancak İHA sistemlerinin YNR uygulamalarında kullanılabilmesi için özel anten tasarımı, ek sensör gereksinimleri gibi bazı şartlar oluşmaktadır. Bu çalışmada bir İHA yapısına uygun YNR uygulamalarında kullanılabilecek 1-3 GHz band aralığında çalışan antipodal vivaldi anten tasarımı ve üretimi yapılmıştır. Üretilen anten ile YNR sistemi toprak altı nesne tespitine yönelik testler gerçekleştirilmiştir. Başarılı sonuçlar veren YNR sistemi İHA’ya monte edilerek dış ortamda toprak altı nesne tespiti testleri yapılmıştır. Toprağın 20 cm derinliğine kadar başarılı sonuçlar veren çalışma için son bölümde özetlenerek başarı koşullarına değinilmiştir.

In this thesis, Ground Penetrating Radar (GPR) and Unmanned Aerial Vehicle (UAV) systems, which are very popular today, has been studied. GPR systems are applied in many areas such as underground water leaks, archaeological research, military ammunition (mines, etc.) detection and geophysical research. In these applications, different types of underground objects (water, plastic, metal, etc.) are detected. In some applications, aerial scanning is required in cases where the soil surface is uneven, and it is dangerous to touch the soil surface (mine scanning). Aerial scanning can be done with UAV systems, which is one of the most popular topics of today. However, in order for UAV systems to be used in GPR applications, there are some conditions such as special antenna design and additional sensor requirements. In this study, an antipodal vivaldi antenna operating in the 1-3 GHz band that can be used in GPR applications suitable for a UAV structure has been designed and produced. Tests for underground object detection of the GPR system were carried out with the produced antenna. The GPR system, which gave successful results, was mounted on the UAV, and underground object detection tests were carried out in the external environment. For the study, which gave successful results up to 20 cm depth of the soil, the success conditions were mentioned by summarizing in the last section.