基于FDTD方法的地下目標(biāo)電磁響應(yīng)特性分析及成像.pdf

1、隨著科技的進(jìn)步，以及人們?nèi)粘Ｉa(chǎn)和生活的迫切需求，地下目標(biāo)的探測這一研究課題得到了人們的重視。傳統(tǒng)的探測方法有射線法，滲流法，聲學(xué)法，超聲波法等，但傳統(tǒng)的方法操作復(fù)雜，使用不便，在抗干擾和數(shù)據(jù)采集方面也都有局限性，很難適應(yīng)較復(fù)雜的地下介質(zhì)環(huán)境。尤其是在上述眾多方法中，大多會破壞被測目標(biāo)的結(jié)構(gòu)。新型的探地雷達(dá)(簡稱GPR)是近幾十年發(fā)展起來的一種對地下目標(biāo)的有效、無損檢測的方法。它是利用發(fā)射天線向目標(biāo)體發(fā)射高頻率、短脈沖電磁波，電磁波在地

2、下媒質(zhì)變化界面上產(chǎn)生反射，通過接收天線觀察到反射波的時延及頻譜特性等信息。利用被測物質(zhì)的介電性、導(dǎo)磁性差異，從而推斷被測目標(biāo)體的位置和深度、媒質(zhì)的結(jié)構(gòu)及特性。
　　 本文前兩章主要是理論知識的介紹，為后面的研究奠定基礎(chǔ)。第一章介紹了地下目標(biāo)探測的意義以及應(yīng)用到地下目標(biāo)探測的探底雷達(dá)技術(shù)的應(yīng)用與現(xiàn)狀。第二章，介紹了探地雷達(dá)技術(shù)的理論基礎(chǔ)，對時域有限差分(FDTD)方法的理論進(jìn)行分析，驗證了本文所用的邊界條件的正確性，給出了合適的探

3、測目標(biāo)的信號源。
　　 文中第三章和第四章的內(nèi)容為本文的研究重點(diǎn)。第三章，將FDTD方法應(yīng)用于地下埋入目標(biāo)的電磁探測研究中。通過對不同土壤中不同性質(zhì)的埋入目標(biāo)的探測發(fā)現(xiàn)電磁信號對埋地目標(biāo)進(jìn)行探測和識別的能力與目標(biāo)的特性以及土壤環(huán)境息息相關(guān)。在對埋地管道的電磁探測研究中，文中計算出的管線埋深完全滿足地下管線的探查精度要求。并對不同埋地深度、不同材料、不同管徑大小的淺層埋地管線進(jìn)行了電磁探測研究中。第四章，根據(jù)后向投影成像技術(shù)，對地