XXVIII Februarius MMXVII AD

A földradar-módszer és műszerek

A földradar berendezés adóantennája nagyfrekvenciás elektromágneses impulzusok sorozatát bocsátja a talajba. A hullámok a kőzetekben részben elnyelődnek, részben visszaverődnek. A visszavert jeleket a vevőantenna folyamatosan regisztrálja. Így a radarszelvényezés eredményeképp kapott idő/mélység metszeten követhető a rétegződés, a földtani szerkezet, valamint minden, a felszín alatt lévő objektum vagy tárgy.

A kőzetekben a radarjel terjedése a közeg elektromos tulajdonságaitól függ. Ezek közül a két legjellemzőbb, a dielektromos permittivitás (e) és a vezetőképesség (s) határozza meg a hullámterjedési sebességet és az elnyelődést. Akkor kapunk erős reflexiót egy határfelületről, ha nagy a dielektromos állandók eltérése. Egy jobb vezetőképességű kőzet viszont nagy csillapodást okoz a hullámokban, így kevesebb érkezik vissza a vevőhöz, vagyis csökken a behatolási mélység.
A behatolási mélység függ a radarmérés folyamán kibocsátott jel frekvenciájától is, ami egyben a felbontóképességet is befolyásolja. Nagyobb frekvencia használata jobb felbontást, de kisebb kutatási mélységet eredményez (pl. 450 MHz 1–2 m), míg alacsonyabb frekvencián nagyobb behatolást (pl. 100 MHz 6–10 m), de rosszabb felbontást érhetünk el.

A földradar felvételen reflexiókat okoznak egyrészt a földtani rétegek határai, amelyek követhetők a mérési vonal mentén, valamint a felszín alatti eltemetett tárgyak, üregek, melyek általában jellegzetes, hiperbola alakú diffrakciót hoznak létre. A reflexiók az időtartományban jelentkeznek, amelyek mélység-meghatározása a hullámterjedési sebesség ismeretében végezhető el.
A különböző kutatási céloknak megfelelően többféle radarberendezés létezik, amelyek közül a Sensors & Software Inc. (Canada) által kifejlesztett családot alkalmazzuk. A berendezések működése teljesen számítógép-vezérelt, a jeltovábbítás az antennák felé digitális formában, fény- vagy árnyékolt kábelen keresztül történik, ami biztosítja az igen jó jel/zaj viszonyt.


A különböző típusok ismertetése:


A pulseEKKO-100 típusú berendezés a földtani radar, amely viszonylag nagyobb (2–20 méter) mélységű kutatásokra alkalmas, amit az alacsonyabb (25–200 MHz) frekvenciák használata biztosít. Az antennák nem árnyékoltak, ezért minden, a mérések környezetében (kb. 20–30 m-es körzetben) a felszínen lévő műtárgy (vagy akár fa is) zavaró hatást (reflexiót és interferenciát) okoz a felvételeken, vagyis beépített (városi, ipari) környezetben nehezebben értelmezhető eredményeket ad.

A pulseEKKO-1000 típusú berendezést a magasabb (225–1200 MHz) frekvenciák alkalmazása miatt nagy felbontóképességű, kis mélységű és szerkezeti kutatásokra fejlesztették ki. Az antennák árnyékoltak, így belső téri mérésre is alkalmas. Mindkét típusnál az adatrögzítés formátuma lehetővé teszi mind a helybeni előfeldolgozást és megjelenítést, mind pedig az adatok későbbi nagyszámítógépes adatfeldolgozását és értelmezését.

A Noggin-250 típusú berendezés teljesen zárt egység, saját adatrögzítővel és árnyékolt antennákkal, mely gyors szelvényezést tesz lehetővé kb. 1–3 méter közötti mélységtartományban. A mérési adatokon utólagos feldolgozás nem végezhető, viszont az eredmények helyben értelmezhetők és megjeleníthetők. Közművek, útalapok, sekélyebb mélységű objektumok kutatására alkalmas.
A földradar berendezéssel viszonylag gyorsan és hatékonyan végezhető el sűrű szelvényezés – többek közt – régészeti lelőhelyeken is. A mérés négyzethálóban történik. Az adó-vevő antenna a vonalak mentén oda-vissza halad, míg az adatgyűjtő műszer és számítógép, kábeles kapcsolatban az antennával, egy helyben áll.
A mért adatok helyben többnyire nem értelmezhetők (csupán azok megléte és minősége ellenőrizhető), és több lépcsőben végrehajtandó utólagos feldolgozást igényelnek. A feldolgozás eredményeképp részletes, képileg könnyen értelmezhető információ nyerhető.

A radarmérés sikerességét – a felszíni objektumok zavaró hatásán kívül – befolyásolja a talajtakaró. Ha a fedőréteg vastag, humuszos, füves, akkor kisebb a kutatási mélységtartomány, mivel a kibocsátott hullám-energia nagy részét elnyeli ez a kis ellenállású réteg.
A feldolgozás során az egyes szelvényeket egyenként megfelelő irányba kell forgatni, a markerek alapján helyreigazítani a távolságadatokat, majd az első beérkezések elemzésével megállapítani a „nulla időt”. Ha ezeket a műveleteket pontatlanul végezzük, a további ábrázolásokon nem fog összeállni a helyes összkép a területről. A jó képi megjelenítéshez néhány matematikai művelet végrehajtása (erősítés, frekvenciaszűrés, mélységkonverzió stb.) is szükséges.

A mérési szelvények egyenkénti elemzése után a sűrűn egymás mellett mért felvételeket térképszerűen ábrázoljuk, különböző idő, illetve mélységmetszetek formájában. Ez a térképi ábrázolási technika több régészeti területen bizonyította hatékonyságát.
Ennél a módszernél is meg kell említeni, hogy nem mindegy a négyzetháló mérete, valamint a mérési (hosszanti vagy kereszt) irány megválasztása. A kutatandó objektum mérete és a kutatási mélység alapján kell kiválasztani a megfelelő frekvenciát is. Az alábbiakban néhány példát mutatunk be a radarméréssel azonosított régészeti objektumok térképezésére.



Heilig Balázs – Kovács Péter – Pattantyús Á. Miklós


Forrás: Régészeti kézikönyv