I
Indice
Riassunto
Introduzione ……….1
Capitolo 1: Principi teorici del GPR
……..………..31.1 Il GPR e la Radar Cross Section ………3
1.2 Radar Cross Section di cilindri conduttori ………...……….….7
1.2.1 Polarizzazione normale ………..8
1.2.2 Polarizzazione cross ….………...9
1.2.3 La Radar Cross Section e il raggio del tondino ……….11
Capitolo 2: Dalla Radar Cross Section alle dimensioni
delle armature
………...………162.1 Dimensionamento delle strutture di rinforzo nel calcestruzzo. Analisi di dati sintetici e confronto con misure sperimentali. ………..……….16
2.2 Recenti misure su strutture di cemento per la stima dei diametri delle armature. ………20
2.2.1 Risultati dell’analisi dei dati registrati con antenna monopolare da 1 GHz sui provini di cemento. ………...24
2.2.2 Risultati dell’analisi dei dati registrati con antenna monopolare da 2 GHz sui provini di cemento. ………...28
II
Capitolo 3: Il simulatore GprMax
………….……….323.1 Il metodo numerico FDTD ………...32
3.1.1 Il sistema di coordinate ………...………..34
3.1.2 I passi di discretizzazione spaziale e temporale ………37
3.1.3 Il dominio e la condizione di assorbimento ………..38
3.1.4 Ipotesi ………39
3.2 Esecuzione del software e struttura del file d’input ……….40
3.3 I file d’uscita ……….45
3.3.1 La parte d’intestazione ………..45
3.3.2 La parte dei dati ……….46
Capitolo 4: Modelling. Operazioni preliminari:
determinazione del passo di discretizzazione,
estrazione dell’ondina d’input e scelta dell’altezza
dell’antenna e della conducibilità del mezzo.
………….……….524.1 Discretizzazione spaziale ……….53
4.1.1 Procedura eseguita per scegliere i passi di discretizzazione ...……….…….54
III
4.2.1 Determinazione dell’ondina d’input ……….64
4.2.1.1 Ondina sorgente per le simulazioni a 1 GHz …….…..64
4.2.1.2 Ondina sorgente per le simulazioni a 2 GHz ….…..…74
4.3 Scelta dell’altezza dell’antenna e della conducibilità del calcestruzzo ………..85
Capitolo 5: I modelli. Definizione dei parametri.
………885.1 Principali differenze tra i modelli e il caso reale ………..88
5.2 I mezzi ………..89
5.3 Modelli a 1 GHz ………...90
5.3.1 Le dimensioni del dominio ………90
5.3.2 La finestra di acquisizione temporale ………92
5.3.3 I target ………...92
5.3.4 L’eccitazione della sorgente ………..94
5.3.5 L’acquisizione ………...94
5.3.6 Un esempio: il modello del tondino di diametro 40 mm …...96
5.3.7 I risultati delle simulazioni ………..…100
5.3.8 Il segnale di background ……….103
5.4 Modelli a 2 GHz ……….…105
IV
5.4.2 La finestra di acquisizione temporale ………..106
5.4.3 I target ……….106
5.4.4 L’eccitazione della sorgente ………107
5.4.5 L’acquisizione ……….108
5.4.6 Un esempio: il modello del tondino di diametro 40 mm ….110 5.4.7 I risultati delle simulazioni ………..112
5.4.8 Il segnale di background ……….115
Capitolo 6: Analisi dei dati sintetici a 1 GHz, e confronto
con la teoria.
Adattamento della procedura di processing
ai dati reali.
………..………1176.1 Processing dei dati sintetici ………117
6.1.1 Calibrazione temporale ………...117
6.1.2 Filtraggio ……….118
6.1.3 Rimozione del background ………..122
6.1.4 Risultati ………...126
6.2 Analisi dei dati reali ………...130
6.2.1 Calibrazione temporale e filtraggio ……….130
6.2.2 Rimozione del background ………..134
V
6.2.2.2 Rimozione ………..136
6.2.3 Risultati ………...139
6.3 Conclusioni ……….144
Capitolo 7: Analisi dei dati sintetici a 2 GHz, e confronto
con la teoria.
Adattamento della procedura di processing
ai dati reali.
………...…………..1477.1 Processing dei dati sintetici ………147
7.1.1 Calibrazione temporale ………...147
7.1.2 Filtraggio ……….148
7.1.3 Rimozione del background ………..152
7.1.4 Risultati ………...155
7.2 Analisi dei dati reali ………...159
7.2.1 Calibrazione temporale e filtraggio ……….159
7.2.2 Rimozione del background ………..163
7.2.2.1 Scelta del segnale da rimuovere ……….163
7.2.2.2 Rimozione ………..164
7.2.3 Risultati ………167
VI