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周波数と山形波形(ハイパボーラ波形)の関係

電磁波レーダ(鉄筋探査機)では、使用する周波数が低いほど媒質中の減衰量が小さく、
深深度までの測定が可能となります。

一方で周波数が高くなると、媒質中での減衰量が大きくなり、
深深度の測定が困難となりますが、その代わりに分解能が向上します。

ここでは、ストラクチャスキャンSIR-EZ HR(2,600MHz)とSIR-EZ(1,600MHz)の2機種を使って
その違いを述べます。

鉄筋直上における反射電磁波一波長の長さlは、
媒質中の電磁波の速度をV、電磁波の周波数をfとすると、(4)式で表されます。

鉄筋直上における反射電磁波一波長の長さl

コンクリート中の電磁波の速度Vは(2)式で表され、
真空中の電磁波の速度c=3×108、比誘電率ε=6とすると、
周波数2,600MHzのSIR-EZHRの一波長は、

コンクリート中の電磁波の速度 SIR-EZ HR

周波数1,600HzのSIR-EZで、

コンクリート中の電磁波の速度 SIR-EZ

となります。

図1にSIR-EZ HR(2,600MHz)とSIR-EZ(1,600MHz)の山形波形の違いを示します。
一波長が長いSIR-EZではピーク部の山形波形の厚みが厚く、
「立ち上がり」「立ち下がり」が太くなることがわかります。

コンクリート中の電磁波の速度 SIR-EZ HR

図1 SIR-EZ HR(2,600MHz)と SIR-EZ(1,600MHz)の山形波形の比較

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