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地质雷达的原理 劳雷工业有限公司 地质雷达的原理--电磁波反射法 地质雷达主机与天线 地质雷达工作原理 地质雷达系统探测系统 地质雷达系统的采样机制 地质雷达成图原理 电磁波的传播机制 SIR-20(CF-29/MF-20) 天线 天线是一种电磁波转换装置 天线包括接收天线和发射天线 发射天线是把电信号转换为电磁波，向外界辐射 接收天线是把外界的电磁波接收到并转换为电信号 SIR 地面耦合天线 地质雷达的原理 地质雷达主机与天线 地质雷达工作原理 地质雷达系统探测系统 地质雷达系统的采样机制 地质雷达成图原理 地质雷达系统探测系统 地质雷达信号 地层界面图示 多层介质分界面图示 球面扩散 探测深度与方法选择 地质雷达探测的有效深度 地质雷达探测目标体能力的相关因素： 目标体的性质 能量在传播过程中的损失 发射功率 天线的中心频率 地质雷达方法探测深度 垂直分辨率 垂直分辨率：能够分辨的两个物体在垂直方向上的最小间隔。 频率越高，脉冲时间越短，分辨率越高；探测深度越浅。 最小间隔：1/4波长,波长可以利用天线的中心频率f 、电磁波在介质中的传播速度Vm计算出来 模糊区 水平分辨率 Fs =2[(Z+λ/4)2-Z2]1/2 =2(λ2/2+λ2/16)1/2 ≈(2λZ)1/2 ≈V(tΔt)1/2 数字化采样 Pulse Reception 介电常数表 水：介电常数81 速度30 介电常数-传播速度 v=0.1=1/10(m/ns) h=v*t/2 = 1/10*t/2 h=t/20 介电常数-传播速度 v=10cm/ns v=0.1m/ns =1/10(m/ns) h=v*t/2 = 1/10*t/2 h=t/20(m) 估算速度：v=0.1=1/10(m/ns) h=v*t/2 t = h*2/v 估算时间：t=h*2/0.1=h*20 记录长度 range :T=t*1.2 雷达波的传播 几何扩散； 散射； 能量转换； 反射； 雷达波传播聚焦 地质雷达天线和应用 不同频率天线探测地层分界面 天线 电磁波能量传播图 * * * * * 1 Figure 2.3 shows how GPR signals are transmitted and received back after the signals hit the interfaces. The general signal travel pattern is the following: 1.????? Control unit generates a signal pulse 2.????? The trigger signal pulse is sent to the antenna through the cable 3.????? Each pulse is transformed into a bipolar pulse 4.????? The signal pulse is radiated into the structure 5.????? On the interface of layers where dielectric contrast occurs, the transmitted signal will be reflected 6.????? The receiver in the antenna unit sends the reflected signal back to the control unit 7.????? In the control unit, the signal is processed and displayed 控制单元产生一个信号； 信号通过大线传输到发射天线； 每个信号转换为双极化脉冲； 信号向地下发射； 在介电常数发生变化的界面上，信号发生反射和入射； 信号被接收天线接收到，并传输到控制单元。 信号显示。 在传播过程中，雷达波振幅衰减的相关因素 Resolution is controlled by the wavelength and polarization of the electromagnetic energy, the contrast in electromagnetic properties, and the size, shape, and orientation (geometry) of the target, and may be a function of noise in practice.?? Resolution increases with increasing frequency (decreasing wavele