地質雷達原理部分

地質雷達系統：對地下雷達探測目標的解釋，離不開必要的地質理論和地質工程知識，探測地下目標的雷達系統稱為「地質雷達系統」(geologic radar system)。

地質雷達由發射部分和接收部分組成。發射部分由高頻脈衝波的發射機和向外輻射電磁波的天線(tx)組成。通過發射天線電磁波以60°~90°的波束角向地下發射電磁波。發射波被設定在某一固定位置的接收天線(rx)接收，與此同時接收天線還被接收機記錄或在終端將兩種顯示出來。

當地下介質中的波速v為已知時，可根據精確測得的走時t，由上式求得目標體的z。式中x值即收發距，在剖面測量中是固定的；v值可用寬角法直接測量，也可以根據近似計算公式：

v ≈c

εr(1

)v≈

εr

c(1

)其中c

cc為光速；ε

r\varepsilon_

εr為地下介質的相對介電常數。

波的雙程走時由反射脈衝相對於發射脈衝的延時而確定。雷達圖形常以脈衝反射波的波形形式記錄。波形的正負峰分別以白色和黑色表示，或以灰階或彩色表示。這樣，同相軸或等灰度、等色線，即可形象地表徵出地下反射介面。在波形記錄上，各測點均以測線的鉛錘方向記錄波形，構成雷達剖面。

由於探地雷達的電磁波主要是在非理想介質中傳播的所以其衰減的速度非常快，構成了雷達應用的主要障礙，即探測的深度有限。電磁波的電場強度隨著距離的衰減規律是：

e =e

0d−β

r(2)

e=e_d^} \quad\quad(2)

e=e0d

−βr

(2)

其中β

r\beta_

βr為介質的吸收係數，它與介質的電性和頻率有關，根據計算可以寫為

β r=

60πρr

)\beta_=\frac } \quad\quad(3)

βr=ρr

60π

(3)

趨膚深度：

δ =2

ωμσ(

\delta = \sqrt } \quad\quad(4)

δ=ωμσ2

)地質雷達探測原理與方法研究楊峰教授

地質雷達 原理部分