探地雷達(dá)基本工作原理綜述目錄TOC\o"1-2"\h\u13320探地雷達(dá)基本工作原理綜述 [7]。雖然說(shuō)上文提到的時(shí)域GPR應(yīng)用的更為廣泛，但是近年來(lái)頻域（FrequencyDomian）探地雷達(dá)也在慢慢進(jìn)步，比如步進(jìn)變頻連續(xù)GPR，近些年來(lái)，因?yàn)橄啾葧r(shí)域GPR有一些天然的優(yōu)勢(shì)，吸引了很多人對(duì)此進(jìn)行研究。上述的這些體制各有優(yōu)缺點(diǎn)，實(shí)際使用時(shí)要進(jìn)行全方位考慮。舉個(gè)例子來(lái)說(shuō)，淺地層雷達(dá)，主要應(yīng)用于對(duì)淺地層目標(biāo)進(jìn)行進(jìn)行檢測(cè)，由于淺地層目標(biāo)尺度較小，要求雷達(dá)有更大的分辨率，發(fā)射信號(hào)的波形有盡可能寬的帶寬。3B-Scan成像GPR本身是一個(gè)橢圓錐體，探測(cè)器能夠檢測(cè)物體的傾斜方向。發(fā)射天線發(fā)射出的電磁信號(hào)傳輸?shù)轿矬w，再由物體折返回接收天線的雙向時(shí)延，由探地雷達(dá)記錄并繪制在天線測(cè)量信號(hào)正下方的雷達(dá)掃描中，因此，在探測(cè)過(guò)程中探地雷達(dá)先靠近然后遠(yuǎn)離埋藏的物體時(shí)，反射在雷達(dá)掃描中形成雙曲線。一個(gè)雙向時(shí)延繪制的圖像稱(chēng)為A-Scan,而多個(gè)A-Scan匯集處理成B-Scan圖像。4分辨率雷達(dá)分辨率指的是不同目標(biāo)物產(chǎn)生的回波能夠被區(qū)分開(kāi)的最小實(shí)際距離，即屏幕上兩個(gè)目標(biāo)物能被分辨的最小實(shí)際距離，探地雷達(dá)GPR分為兩個(gè)方向上的分辨率，垂直分辨率和水平分辨率。垂直分辨率是雷達(dá)在垂直方向上能夠分辨兩個(gè)及兩個(gè)以上反射界面的能力，大小一般為波長(zhǎng)的四分之一或者一半；水平分辨率是指GPR在水平方向上所能分辨的最小異常體的尺寸，一般為：H(2-1)H為目標(biāo)的深度，λ為波長(zhǎng)。5探地雷達(dá)散射信號(hào)模型根據(jù)雷達(dá)理論和電磁波傳播概論，探地雷達(dá)系統(tǒng)接收的信號(hào)主要是由四個(gè)部分組成：天線耦合產(chǎn)生的雜波，地面散射回波，目標(biāo)反射，白噪聲。第一類(lèi)是干擾的信號(hào)，是由于發(fā)射天線和接收天線之間耦合，互感互容引起的噪聲，又被稱(chēng)為串?dāng)_信號(hào)。根據(jù)已有的知識(shí)，當(dāng)兩個(gè)天線的位置確定之后，串?dāng)_信號(hào)可以認(rèn)為是一個(gè)確定的信號(hào)。一般這類(lèi)信號(hào)需要通過(guò)天線校正和物理屏蔽進(jìn)行去除。第二類(lèi)主要是地面回波，其中也包括地下雜質(zhì)產(chǎn)生的干擾信號(hào)。地面反射一般不止一次，這主要是阻抗不匹配導(dǎo)致的。在這多次反射信號(hào)中，信號(hào)幅度一般是逐次遞減的，第一次反射強(qiáng)度最高。不同應(yīng)用場(chǎng)景之下的探地雷達(dá)，這類(lèi)信號(hào)影響不同，對(duì)于淺地層雷達(dá)，地面反射是影響很大的；如果目標(biāo)所在位置比較深，地面回波影響則不大，但是地下介質(zhì)分層面的影響則比較大。第三類(lèi)是目標(biāo)散射回波，這是探地雷達(dá)進(jìn)行成像所必須的信號(hào)，目標(biāo)反射與目標(biāo)本身電磁特性，形狀和深度都有關(guān)，是一個(gè)變化的信號(hào)。第四類(lèi)是噪聲，主要是測(cè)量噪聲和模型噪聲，在本文的應(yīng)用中，我們大體上用加性的白噪聲代替這類(lèi)噪聲。這部分主要是介紹了探地雷達(dá)的一些主要構(gòu)成和一些基本原理，發(fā)射天線發(fā)出信號(hào)經(jīng)過(guò)介質(zhì)分層面折射，折返回形成接收信號(hào)。并且針對(duì)不同的應(yīng)用場(chǎng)景