探地雷达测量土壤含水量综述

探地雷达是一种快速、无损的测量土壤含水量的方法,且具有较高分辨率。本文介绍了四种探地雷达测量土壤含水量的方法,包括：多偏移距法、共偏移距法、钻孔雷达法和雷达信号属性法。文中详细阐述了每种方法的基本原理,并讨论了他们的可能性、优缺点、局限性和测量误差等。     

基于探地雷达的植物根系探测研究进展

植物根系在植物的生长发育、生态系统功能以及碳循环过程中具有重要作用,需要了解根系的直径大小、生物量、空间分布和三维构造等参数.传统的植物根系的探测方法具有破坏性,费时费力,而探地雷达(Ground Penetrating Radar,GPR)作为一种较新的地球物理方法,以其特有优势广泛应用于植物根系的探测.首先介绍了利用探地雷达探测植物根系的基本原理,然后对植物根系的制图、植物根径大小的估算、根系生物量的估算等几个方面的应用进展进行了综述,并从探地雷达系统、根系性质和土壤性质等不同角度探讨了影响探地雷达在植物根系探测中的主要因素,同时指出目前研究中的不足之处,今后的研究工作应侧重于探地雷达探测植物根系的作用机理及提高其在野外真实条件下的探测能力,以期为探地雷达在植物根系探测中应用的深入和推广提供思路.     

双站无源定位雷达精度试验航路设计研究

介绍了试验航路（试验中两雷达和目标的相对布站关系）对双站无源定位雷达精度试验的影响,根据双站无源定位雷达的工作原理,分析了双站无源定位雷达的精度与雷达和目标布站之间的关系,建立了定位误差与雷达和目标布站关系的数学模型,通过仿真得到了雷达和目标布站对定位精度影响的数据和曲线。通过分析,得到了雷达和目标布站对双站无源定位雷达精度试验中雷达测量值的影响关系,研究得出了双站无源定位雷达精度试验航路设计的基本原则。     

探地雷达资料的确定性反褶积处理研究

分辨率是利用探地雷达资料识别浅层地质特征的关键要素。然而,由于子波带宽的限制及子波鸣振而引起子波之间的相互干涉、因而会导致所采集到的雷达记录变得模糊,限制了雷达记录的分辨率。利用反褶积方法可以压制子波的干扰,改善分辨率,本文讨论的是确定性反褶积的方法,在野外空旷地带,将探地雷达的发射天线和接收天线正对,采集两天线间的空气直达波作为雷达的确定性子波。对一个实测探地雷达剖面进行了处理,初步结果表明,该处理方法对雷达剖面资料的分辨率有较好的改善。     

岸-舰多基地地波超视距雷达的发射波形及其解调

根据岸-舰多基地地波超视距雷达的发射站采用多个发射天线,同时辐射不同载频信号,并实现“广播”发射的要求,提出了该雷达工作波形参数的设计原则,研究了调频中断连续波(FMICW)在该雷达中的应用,定量分析了有关参数的选取与距离分辨率、最大不模糊距离、跨多普勒单元等之间的关系．由于接收站安装在舰船上,不能直接得到发射样本,故不能采用传统模拟混频的方法进行解调,研究了在接收站对发射波形的全数字化的解调方法,计算机模拟结果表明所设计的工作波形的可行性和有效性．     

4天线连续相位调制信道参数估计算法

针对准静态瑞利衰落信道提出了一种适用于4天线连续相位调制（CPM）的信道参数估计算法.算法通过改进空时编码算法的辅助矩阵,实现了相位归零的CPM训练序列设计,适用于OSTC-CPM、OSTBC-CPM等4天线CPM系统.提出了采用部分采样点估计和部分矩形（α-REC）成形函数相结合的方法.仿真结果表明,在获得相同性能条件下,“0”采样点估计方法能够有效抵抗1/2采样周期的定时误差;全采样点估计方法可以减少训练序列长度;部分采样点估计和α-REC成形函数结合方法,既可以减少训练序列长度,又可以有效抵抗2倍采样周期的定时误差.在训练序列长度为16编码块、8倍采样率条件下,与理想信道状态信息（CSI）相比,OSTC-CPM、OSTBC-CPM系统的误比特性能差距均小于0.3 dB     

商用探地雷达蝶形天线三维数值模拟

基于商用探地雷达蝶形天线的几何特征、激励源、电阻加载方式及屏蔽吸波机理,采用时域有限差分方法建立其三维模型,通过三维数值模拟研究了蝶形天线几何特征、电阻加载、屏蔽腔和吸波材料等对蝶形天线辐射特性的影响,为验证、改进探地雷达蝶形天线的辐射性能提供科学依据.     

煤岩散射特性对探地雷达探测煤岩界面的影响

为了让采煤机滚筒沿着煤岩分界面开采,采用探地雷达方法进行煤岩界面探测.建立了煤岩界面的分层介质模型,结合雷达方程分析了雷达波在该模型中的散射规律,提出了煤岩界面雷达回波强度计算方法,并进行了大量的数值仿真,分析了煤岩电参数和天线对探测深度的影响.利用LTD-2100型探地雷达在郭庄煤矿进行了相关验证,并对相关数据做出分析.结果表明:在1GHz以下,测试数值可以较好的和理论数值吻合.在文中所列的煤岩样本组合中,可探煤层深度范围为0.3~8.0m.使用该方法可以实现煤层厚度的计算,并为实际应用中天线的选择提供了依据.     

雷达之间电磁干扰预测模型研究

针对雷达与雷达之间的电磁干扰问题,建立了发射源模型、传输通道模型、接受器模型和天线之间的耦合模型,给出了雷达系统的干扰预测方程。据此模型可方便地编制预测分析软件,由给定的雷达参数和工作环境参数计算出干扰噪声比;在雷达天线处于扫描工作状态时可得到干扰概率,同时提出了一个便于计算干扰概率的简化模型,可快速有效地对雷达之间的电磁干扰状况进行预测分析。     

探地雷达探测隐伏岩溶的可行性与实例分析

介绍了探地雷达在地下介质中的传播原理,对影响探测工作的关键参数进行了分析;论证了探地雷达探测隐伏岩溶的可行性,结合现场实例总结出不同形态的隐伏岩溶在雷达剖面图上的波形特征,讨论了现场探测工作中应注意的一些问题.实践证明,应用探地雷达探测隐伏岩溶是一种快速、高效、经济、可靠的物探方法.     

探地雷达极化探测时域有限差分法模拟效果分析

采用不同天线极化方式进行探地雷达探测时得到的雷达图像是不同的,研究不同属性的目标体在不同极化方式下的雷达信号响应特征,可以指导工作人员在实际应用中对异常的解释。根据天线与测线的分布方向可分为xx,xy,yx,yy四种天线极化方式。本文基于电磁波的极化理论和天线的极化方式,利用时域有限差分法进行正演模拟,分析不同属性不同延伸方向目标体不同极化方式的探测效果。通过模拟分析,无论何种类型的目标体,采用xx和yy天线极化方式比用xy和yx方式得到的雷达信号强度大;对于不同延伸方向的目标体,xx极化方式的信号呈现一定的规律性。已知地下目标体走向和属性时,可采用适当的极化方式和测线来测量;当地下目标体未知时,可根据不同极化测量得到的信号特征来分析地下异常体的属性和走向。     

THE APPLICATION OF GROUND PENETRATING RADAR IN THE HIGHWAY ROADBED INVESTIGATION

Ground penetrating radar （GPR） is a new nondestructive geophysical method for road quality investigation. In this article, a section of the highway joints with the third Yangtze Bridge in Wuhan have been investigated using the RAMAC/GPR system developed by the MAL？ GeoScience Company. Various antennas with different frequency were used in the exploration. And the data gathered by the unshielded antenna with frequency in 400 MHz is very well. Then the field data was processed using methods such as trace equalization, F-K filtering, deconvolution filtering and so on. Through the processing, the GPR profile shows the underground structure more clearly. From the processed GPR profile, the sinking and slipping condition of the roadbed can be easily found. Most parts of the roadbed are well, but several parts of the roadbed have sunken or slipped seriously. Contrasts to the shallow seismic section, the GPR profile accords with it very well. It indicates that the GPR method is available and has the high efficiency in the highway roadbed investigation.     

小波变换在路用雷达信号处理中的应用

脉冲探地雷达回波信号是典型的非平稳、非线性信号 ,采样信号中不可避免地带有各种噪声 ,需进行适当处理 .小波变换时频局域性好 ,是分析非平稳信号的有效工具之一 .系统地阐述了小波变换的基本理论 ,并采用Mallat算法、小波包算法对雷达检测路面厚度的实测信号进行分析处理 ,然后进行路面层厚度计算 ,最后将计算结果与实际厚度相比较 .对比结果说明了小波分析应用于路用探地雷达回波信号处理的有效性 .     

时域背腔式领结天线的工程化设计

通过分析时域脉冲辐射信号的频谱,确定了天线的工作频率和带宽,并根据在探地雷达应用中满足信号最大能量对地辐射的要求,提出了一种快速有效的时域背腔式领结天线的设计方法,该方法简便实用,便于在探地雷达系统的整体工程化设计中使用。所提出建立的方法得到了实验和数值仿真结果的验证,并在探地雷达整机的开发和设计中得到了成功应用。     

基于分维处理的单通道阵列频率与角度联合估计

针对现有无源单通道阵列频率与角度联合估计算法的信号采样时间较长以及运算复杂度较高等问题,提出了分维处理的频率与角度联合估计算法.其信号采样数据由时域采样数据与空域采样数据构成,前者来自于对参考阵元的多次采样,后者来自各阵元.仅对时域采样数据进行处理即可得到各信源的频率估计值;然后基于空域采样数据以各频率估计值为搜索频率,估计出各频率对应的空间谱,再利用频率误差与角度误差的关系以及方向矢量与噪声子空间的正交性从各空间谱中提取出与各频率估计值对应的角度估计值.与已有算法相比,该算法采样时间较短,复杂度较低,且直接对采样信号进行处理,避免了信号失真.理论推导与仿真分析证明了该算法的有效性.     

地质雷达在地下管线探测中的应用

掌握地下管线的分布、走向和埋深等信息对城市的规划、设计和施工等都具有非常重要的意义.使用地球物理方法探测地下管线,尤其是埋深较大的管线不仅具有必要性,而且也具有可行性.本文在简要介绍地质雷达基本原理后,结合工程实例介绍了使用地质雷达仪探测地下管线的情况.     

基于遗传算法的MIMO天线阵优化

将一种改进的遗传算法用于MIMO天线阵的优化,分析了容量与相关性的关系。在均匀线阵与均匀圆阵的相关性模型上,比较达波角、扩展角及天线间距对于相关性的影响。运用遗传算法,对构建的相关系数组成的矩阵进行分析,给出定长非均匀4元线阵与圆阵在最小相关性下的天线阵分布。     

人工挖孔桩底不明采矿空区探地雷达探测

采用探地雷达对某建筑场地人工挖孔桩进行探测,以探明桩端5倍桩径深度范围内基岩中是否有不明采矿空区存在。现场探测采用环形反射剖面法,运用EKKO PRO探地雷达系统,采用主频为200MHz的天线进行探测,取得桩底10m以上的有效探测深度。地质雷达探测记录能清晰、准确地反映人工挖孔桩底部及旁侧5倍桩径深度范嗣内采矿空区的存在及顶面埋深,但难以判别桩底空区与桩底的相对位置关系。     

地质雷达在公路裂缝检测中的应用

公路路面裂缝是路面本身或路基变形的前期预兆。研究路面裂缝发生发展的原因。可以有效制定治理方案，从而根治路面恶化的趋势。本文首先简要介绍了高频地质雷达的检测方法原理及其在高速公路的维护治理方面的许多显著优点：无损坏、连续图像和高效准确。然后重点阐述了地质雷达在宜黄高速公路路面裂缝检测中的应用，作者对所获取的雷达资料作了分析解释，并对公路路基变形程度提出四种划分标准，为今后公路的保养维护提供了科学依据。     

Imaging method of airborne downward-looking 3D-MIMO-SAR with alternate-transmitting mode

By study of the problem of three-dimensional (3D) imaging method of linear arrays synthetic aperture radar (LA-SAR), the conventional LA-SAR with a single transmitting antenna requires a number of receiving antennas to meet the requirement of the spatial sampling rate, which is difficult to implement. To solve the problem, a novel imaging method of down-looking 3D-MIMO-SAR based on the alternate-transmitting mode is proposed. Firstly, the 3-D echo signal model based on the alternate transmitting mode is analyzed. Then by combining equivalent phase center theory and beam-forming technology, the imaging method of downward-looking 3D-MIMO-SAR is put forward in detail, which can cut down the number of antennas significantly, improve the spatial efficiency of the radar platform and reduce the difficulty of project implementation. Finally, the effectiveness of this algorithm is validated by the simulation results.