重要知識(shí)點(diǎn)及公式

1、重要知識(shí)點(diǎn)及公式目錄重要知識(shí)點(diǎn)及公式 1目錄 1一、天線分類(lèi) 2二、不同頻率天線簡(jiǎn)介 2三、雙程走時(shí) 2四、分辨率 2五、雷達(dá)常用時(shí)間和速度單位 3六、時(shí)窗、采樣點(diǎn)和采樣頻率關(guān)系 3七、介質(zhì)中電磁波速度及穿透深度 4八、天線中心頻率選取 4九 、三振相 振幅，相位，頻率 4、天線分類(lèi)按屏蔽與否分：屏蔽天線，非屏蔽天線按耦合方式分：地面耦合，空氣耦合按頻率高低分：低頻，中頻，高頻按組合方式分：組合式天線，分離式天線按采用體制分：脈沖雷達(dá)，隨機(jī)噪聲雷達(dá)，步進(jìn)調(diào)頻雷達(dá) 備注：黑體部分表示本公司天線系列。二、不同頻率天線簡(jiǎn)介高頻天線：天線的中心頻率在1000MHz以上，在結(jié)構(gòu)檢測(cè)、路面結(jié)構(gòu)分層、鋼筋結(jié)

2、構(gòu)探測(cè)等方面 使用。發(fā)射的電磁波的波長(zhǎng)很短，分辨率高，適合淺部探測(cè)使用。中頻天線：天線的中心頻率在 2501000MHz之間，在路面路基檢測(cè)、 隧道襯砌檢測(cè)、 管線測(cè)試等 方面使用低頻天線：天線的中心頻率在 250MHz以下，在野外地質(zhì)勘查、 巖溶調(diào)查、隧道超前預(yù)報(bào)等方面使 用。發(fā)射的電磁波波長(zhǎng)較長(zhǎng)，分辨率低，適合深部使用。三、雙程走時(shí)電磁波從發(fā)射開(kāi)始， 遇到目標(biāo)體反射回來(lái)，由接收天線接收，所走過(guò)的路程為2倍的探測(cè)深度，所用時(shí)間被稱(chēng)為雙程走時(shí)。v=2d/td:探測(cè)深度，t:電磁波傳播時(shí)間，v:電磁波速度四、分辨率分辨率是指對(duì)多個(gè)目的體的區(qū)分或?qū)π∧康捏w的識(shí)別能力，它可分為垂直分辨率和水平分辨率

3、，它們決定了地球物理方法分辨最小異常介質(zhì)的能力。1、垂直分辨率：探地雷達(dá)剖面中能夠區(qū)分一個(gè)以上反射界面的能力（或在垂直方向上所能分辨的最小異常體的大?。┓Q(chēng)為垂直分辨率。從理論上可把 /8作為垂向分辨率的極限，考慮到干擾噪聲等因素，一般把 b = - /4作為垂向分辨率的下限，在實(shí)際應(yīng)用中，為保證探測(cè)質(zhì)量，也可把下限定為b二 / 2。上面的為所探測(cè)地層中雷達(dá)波的波長(zhǎng)。根據(jù)公式二上：c 可f If知，探地雷達(dá)的垂直分辨率既跟天線的主頻有關(guān)，又跟雷達(dá)波在介質(zhì)中的傳播速度有關(guān)，即與介質(zhì)的介電常數(shù)；有關(guān)。此表值以公式，二冷給出，速度取0.1m/ns2、水平分辨率：地質(zhì)雷達(dá)在水平方向上所能分辨的最小異常體

4、的尺寸稱(chēng)水平分辨率。d水平分辨率為一匚，其中dp二H/2，（ 為雷達(dá)子波的波長(zhǎng)，H為異常體的埋4藏深度，dF為第一 Fresnel帶直徑）由于Fresnal帶的存在，當(dāng)兩個(gè)有限異常體的間距小于Fresnel帶時(shí)，則不易把這兩個(gè)目標(biāo)體區(qū)分開(kāi)。五、雷達(dá)常用時(shí)間和速度單位雷達(dá)上最為常用的單位是個(gè)時(shí)間單位納秒“ns”，因?yàn)槔走_(dá)的電磁波是記錄的一個(gè)時(shí)間長(zhǎng)度，從天線發(fā)射電磁信號(hào)開(kāi)始就計(jì)時(shí)，到隱蔽目標(biāo)體的發(fā)射電磁波信號(hào)讓天線接收到位置結(jié)束，記錄的是個(gè)時(shí)間長(zhǎng)度，一個(gè)納秒等于十的負(fù)九次方秒，還有一個(gè)常用的時(shí)間單位是微秒“ us”，一個(gè)微秒等于的十的負(fù)六次方秒。電磁波的波速在空氣中為光速（300m/us或0.3m

5、/ns或300mm/ns），在介質(zhì)中的波速要低于光速。六、時(shí)窗、采樣點(diǎn)和采樣頻率關(guān)系時(shí)間窗：采樣點(diǎn)：采樣頻率：時(shí)間窗=采樣點(diǎn)/采樣頻率時(shí)窗是探地雷達(dá)數(shù)據(jù)采集時(shí)必須設(shè)置的一個(gè)參數(shù)，其單位為納秒（ns）,用戶通過(guò)這個(gè)參數(shù)確定探地雷達(dá)主機(jī)系統(tǒng)在發(fā)射雷達(dá)脈沖信號(hào)后多長(zhǎng)時(shí)間開(kāi)始記錄經(jīng)地下地質(zhì)體反射回 的雷達(dá)波，即控制雷達(dá)波在地下傳播的時(shí)間。在選擇此參數(shù)時(shí)應(yīng)該注意以下問(wèn)題，若時(shí)窗選取得過(guò)小，雷達(dá)波沒(méi)有到達(dá)探測(cè)目的體就被返回，無(wú)法達(dá)到探測(cè)目的；反之，時(shí)窗選取過(guò)大，由于電磁波在介質(zhì)中的衰減，則可能使部分時(shí)間段沒(méi)有信號(hào)。時(shí)間窗決定了我們的采樣深度，一般理論上認(rèn)為20ns等于1米的探測(cè)深度。如果在水中，則探測(cè)1米

6、的深度，大概需要 60.6ns。野外探測(cè)時(shí)一般采用下面的方法來(lái)計(jì)算時(shí)窗值，時(shí)窗W主要取決于最大探測(cè)深度dmax與地層電磁波速度 v，數(shù)據(jù)采集時(shí)所設(shè)置的時(shí)窗值可由下式估算：w = 1.32dmaxm v m/ns上式將時(shí)間窗多開(kāi)出 1/3左右，這樣做的目的有三。1、成圖漂亮美觀2、濾波時(shí)去除直流漂移時(shí)使用3、為地層速度與目標(biāo)深度的變化留出的余量七、介質(zhì)中電磁波速度及穿透深度雷達(dá)電磁信號(hào)的穿透深度與被測(cè)目標(biāo)體所處的介質(zhì)情況有關(guān)系，具體的說(shuō)就是與介質(zhì)的電導(dǎo)率有關(guān)，通俗的說(shuō)電導(dǎo)率相當(dāng)于阻抗，介質(zhì)的電導(dǎo)率越大，電磁波的穿透深度越淺，反 則反之，比如說(shuō)含水的粘土的電導(dǎo)率特別大，這種情況下不適合雷達(dá)的測(cè)試，

7、還有就是鹽堿地，含金屬礦的區(qū)域等等。另外濕的巖石或者混凝土的測(cè)試深度低于干燥情況。同樣在濕的介質(zhì)條件下電磁波速也就低了。雷達(dá)的電磁信號(hào)在介質(zhì)中的電磁波速與介質(zhì)的介電常數(shù)有關(guān)系，介電常數(shù)越小，電磁波在這種介質(zhì)中的波速越大，反則反之。其關(guān)系式為:式中，v=介質(zhì)中GPR信號(hào)的速度，C=光速，；r=相對(duì)介電常數(shù)。1、 500MHz屏蔽天線在測(cè)試隧道襯砌或者是混凝土?xí)r，電磁波速一般在 0.10.13m/ns，我們最常用的是0.10.12m/ns左右。2、 RTA50超強(qiáng)地面耦合天線做深部勘查的時(shí)候，電磁波速一般都是低于0.1m/ns，不 過(guò)值得的注意以上的電磁波速都是經(jīng)驗(yàn)值，如果要準(zhǔn)確的定位目標(biāo)體或者給出檢測(cè) 的深度或厚度值必須要做波速驗(yàn)證，驗(yàn)證的方法就是鉆芯驗(yàn)證。八、天線中心頻率選取方法1： 一般可根據(jù)經(jīng)驗(yàn)選取天線中心頻率（重要表格中相應(yīng)的數(shù)據(jù)）。方法2：如果要求的