射頻應用 - 探地雷達
發布時間:2021-08-07 責任編輯:wenwei
【導讀】隨著科技的發展,射頻係統在交通、醫療、防偽技術、物流、安全防護以及數據統計和管理等領域已經逐步普及。今天我們就來了解射頻應用——利用探地雷達探測地下目標。

探地雷達的定義
探地雷達(GPR)shiyizhongliyongdiancimaichongnengliangjinrudimian,congdimianchengfenjiwutizhongchanshengfanshedejishu。ranhoutongguoruanjianduizhexiefanshejinxingfenxi,bingjiangqizhuanhuaweipingmiantuhuoditutouying,yibianshibiechudimianneidewutihuofenxidimianchengfen。
探地雷達早期有多種叫法.如地麵探測雷達(Ground—probing Radar)、地下雷達(Sub—surface Radar)、地質雷達(Geo Radar)、脈衝雷達(Impulse Radar)、表麵穿透雷達(Surface Penetrating Radar)等,都是指麵向地質勘探目標、利用高頻脈衝電磁探測地質目標內部結構的一種電磁波方法。探地雷達是一種非破壞性的探測及識別地下植物生命的方法,對使用者、地下植物及被觀測對象都十分安全。
探地雷達的工作原理
探地雷達通常是通過短脈衝或步進頻率暗傳輸信號,即調頻(FM)。根(gen)據(ju)應(ying)用(yong)要(yao)求(qiu),可(ke)以(yi)使(shi)用(yong)探(tan)地(di)雷(lei)達(da)信(xin)號(hao)調(tiao)製(zhi),與(yu)其(qi)他(ta)類(lei)型(xing)的(de)雷(lei)達(da)非(fei)常(chang)相(xiang)似(si)。調(tiao)頻(pin)探(tan)地(di)雷(lei)達(da)信(xin)號(hao)不(bu)會(hui)輕(qing)易(yi)受(shou)到(dao)係(xi)統(tong)及(ji)外(wai)部(bu)噪(zao)聲(sheng)的(de)影(ying)響(xiang),但(dan)計(ji)算(suan)成(cheng)本(ben)更(geng)高(gao),需(xu)要(yao)更(geng)複(fu)雜(za)的(de)射(she)頻(pin)電(dian)路(lu)。
探地雷達主要由主機(主控單元)、發射機、發射天線、接收機、接收天線五部分組成。其他還可能包括定位裝置(如GPS、裏程計或打標器(MARK))、電源以及手推車等。
大多數探地雷達係統采用兩個天線,其中一個用於傳輸,另一個用於接收,並在整個地形上進行物理“掃描”,但以同樣的方式使用金屬探測器,或以最有利於測繪/檢測算法的方法。在將脈衝/xinhaochuanshudaodimianhou,jieshoutianxianzaixiandingtandileidashendufanweidetedingshijianchuangkouneishiqufanshe。ranhouduijieshouxinhaojinxingchuli,bingjiangxinhaoyuxinhaochuanbolujingdeshiyushujuzuhechengfanshedao,chengweiA掃描。通過這種方法,可以相對準確地確定地下物體的深度及尺寸。為了響應在A掃描中檢測到的對象,可以執行B掃描來進一步測繪目標對象所包含的區域。

圖片來源於網絡
在給定的使用情況下,探地雷達係統的信噪比(SNR)性能可以通過采用平均或去除背景(校準)來(lai)提(ti)高(gao)。去(qu)除(chu)背(bei)景(jing)後(hou),一(yi)個(ge)與(yu)將(jiang)要(yao)被(bei)掃(sao)描(miao)的(de)土(tu)壤(rang)成(cheng)分(fen)相(xiang)似(si)但(dan)不(bu)包(bao)含(han)埋(mai)置(zhi)對(dui)象(xiang)的(de)區(qu)域(yu)將(jiang)被(bei)多(duo)次(ci)掃(sao)描(miao),以(yi)創(chuang)建(jian)可(ke)以(yi)應(ying)用(yong)於(yu)未(wei)來(lai)掃(sao)描(miao)的(de)校(xiao)正(zheng),從(cong)而(er)去(qu)除(chu)“背景噪聲”或地麵成分的影響。也可以使用平均值,即進行幾次掃描並對樣本掃描的影響取平均值。
探地雷達的應用
大多數探地雷達係統使用相對較低的頻率,在數十至數百兆赫(通常最高為1兆赫),以更好地穿透地麵。探地雷達係統可以用來探測金屬、塑料、混凝土、天然礦物、礦石,以及幾乎任何具有與周圍地麵成分足夠差異特征,且尺寸大到足以被探測到的物體。
建築業
探地雷達技術通常用於建築行業,以確定地下公用設施管線、管道及埋於地下的結構部件/碎片的確切位置。
地質研究及勘測
探(tan)地(di)雷(lei)達(da)還(hai)可(ke)用(yong)於(yu)分(fen)析(xi)地(di)層(ceng)或(huo)地(di)層(ceng)組(zu)成(cheng),以(yi)及(ji)用(yong)於(yu)現(xian)場(chang)分(fen)析(xi)。地(di)質(zhi)研(yan)究(jiu)中(zhong)也(ye)常(chang)常(chang)借(jie)助(zhu)探(tan)地(di)雷(lei)達(da)進(jin)行(xing),因(yin)為(wei)可(ke)以(yi)確(que)定(ding)岩(yan)石(shi)特(te)征(zheng)及(ji)障(zhang)礙(ai)物(wu)。這(zhe)種(zhong)技(ji)術(shu)也(ye)被(bei)用(yong)於(yu)挖(wa)掘(jue)埋(mai)藏(zang)在(zai)地(di)下(xia)的(de)墓(mu)穴(xue)、隧(sui)道(dao)及(ji)其(qi)他(ta)人(ren)造(zao)埋(mai)藏(zang)於(yu)地(di)下(xia)的(de)建(jian)築(zhu)物(wu)及(ji)物(wu)體(ti)。探(tan)地(di)雷(lei)達(da)還(hai)可(ke)用(yong)於(yu)探(tan)測(ce)及(ji)確(que)定(ding)埋(mai)於(yu)地(di)下(xia)的(de)爆(bao)炸(zha)物(wu),包(bao)括(kuo)困(kun)擾(rao)世(shi)界(jie)許(xu)多(duo)地(di)區(qu)的(de)未(wei)引(yin)爆(bao)的(de)地(di)雷(lei)。
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