測(cè)月雷達(dá)動(dòng)態(tài)范圍仿真及地表媒質(zhì)電磁參數(shù)測(cè)量方法研究.pdf

1、探地雷達(dá)(GPR)通過(guò)向地下發(fā)射高頻率寬帶電磁波來(lái)探測(cè)地下物體、地層界面以及地下介質(zhì)屬性和分布結(jié)構(gòu)，被廣泛應(yīng)用于經(jīng)濟(jì)建設(shè)和軍事各領(lǐng)域。由于雷達(dá)信號(hào)會(huì)受到各種電磁和背景噪聲干擾，使得接收到的信號(hào)不能直接準(zhǔn)確地反映地下介質(zhì)信息，造成對(duì)目標(biāo)檢測(cè)和識(shí)別的困難。特別當(dāng)處于非理想環(huán)境條件下，非目標(biāo)介質(zhì)反射信號(hào)干擾復(fù)雜，目標(biāo)的反射波很難被識(shí)別。在對(duì)路面、隧道以及地下等檢測(cè)時(shí)，遇到的地下介質(zhì)多是層狀分布的。人們不僅希望獲得各層的深度和厚度，還希望得到各

2、層介質(zhì)的介電常數(shù)和電導(dǎo)率等參數(shù)。因此，本文將地表層介質(zhì)作為研究的對(duì)象，研究利用單基地雷達(dá)回波反演計(jì)算出地表媒介的電性參數(shù)的方法。
　　本文的主要工作和創(chuàng)新包括:1.主要介紹了探地雷達(dá)的基本原理，并對(duì)電磁波在不同介質(zhì)中的傳播特性進(jìn)行了介紹，對(duì)電磁參數(shù)的計(jì)算提供理論基礎(chǔ)。2.通過(guò)對(duì)已知測(cè)月雷達(dá)模型的仿真計(jì)算，研究了不同尺寸目標(biāo)的探地雷達(dá)信號(hào)的時(shí)域信號(hào)特征。根據(jù)正演仿真結(jié)果，計(jì)算出不同模型下測(cè)月雷達(dá)各收發(fā)天線的動(dòng)態(tài)范圍。3.提出了一種在

3、非理想暗室條件下利用單基地喇叭天線，通過(guò)矢量網(wǎng)絡(luò)分析儀測(cè)試介質(zhì)回波信號(hào)，反演計(jì)算出介質(zhì)相對(duì)介電常數(shù)和電導(dǎo)率的方法。4.介紹了矩陣束方法的原理，并將矩陣束方法應(yīng)用到對(duì)雷達(dá)回波信號(hào)的濾波方法中去，通過(guò)對(duì)反射信號(hào)的分離，提取出真正需要的大地介質(zhì)反射信號(hào)，從而準(zhǔn)確反演出大地表層介質(zhì)的電磁參數(shù)，最后，提出了一種新的計(jì)算地表介質(zhì)介電常數(shù)和電導(dǎo)率的分步反演方法。該方法減小了實(shí)驗(yàn)未知環(huán)境對(duì)測(cè)試結(jié)果和精度的影響，提高了反演的精度和效率。若干理論模擬實(shí)驗(yàn)和