2019年《地质雷达原理》PPT课件.ppt

地质雷达的原理,劳雷公司,地质雷达的原理,地质雷达主机与天线 地质雷达工作原理 地质雷达系统探测系统 地质雷达系统的采样机制 地质雷达成图原理 电磁波的传播机制,SIR-20高速地质透视雷达,SIR-3000,SIR 地质雷达天线16 MHz 1.5 GHz,空气耦合天线,地质雷达的原理,地质雷达主机与天线 地质雷达工作原理 地质雷达系统探测系统 地质雷达系统的采样机制 地质雷达成图原理 电磁波的传播机制,GPR探测系统,雷达波信号采样方法,模拟信号,数字样本,数字信号重组,界面,空洞,透镜体,雷达成图原理,一维介质中电磁波垂直于电场、磁场，沿着z轴传播方程（Daniels 1996）为：,电磁波传播,传播参数公式,FIGURE A2. Relationship between travel effect of permittivity on travel time through a sample: input and output pulse through samples with different permittivities and velocities, and (b) time versus amplitude plots showing the time differential between the input and output signals for each sample.,介电常数对电磁波速度的影响,介电常数对电磁波速度的影响,介电常数表1,介电常数表2,传播速度,雷达波的传播,几何扩散； 散射； 能量转换； 反射；,地质雷达探测的有效深度,地质雷达探测目标体能力的相关因素： 目标体的性质 能量在传播过程中的损失 发射功率、天线的中心频率,Antennas and applications,垂直分辨率,垂直分辨率：能够分辨的两个物体在垂直方向上的最小间隔。 频率越高，脉冲时间越短，分辨率越高；探测深度越浅。 最小间隔：1/4波长,波长可以利用天线的中心频率f 、电磁波在介质中的传播速度Vm计算出来,其中 l为波长, f为频率, V电磁波传播速度, er为相对介电常数， c=0.3 m/ns (v=fl，v与er相关). 例如：100 MHz天线、湿砂中的雷达波速度约为55 mm/ns， 层间距大于14cm才能分辨出来。,分辨率,垂直分辨率,垂直分辨率：能够分辨的两个物体在垂直方向上的最小间隔。 频率越高，脉冲时间越短，分辨率越高；探测深度越浅。 最小间隔：1/4波长,波长可以利用天线的中心频率f 、电磁波在介质中的传播速度Vm计算出来,水平分辨率,Fs =2(Z+/4)2-Z21/2 =2(2/2+2/16)1/2 (2Z)1/2 V(tt)1/2,地质雷达的原理,地质雷达主机与天线 地质雷达工作原理 地质雷达系统探测系统 地质雷达系统的采样机制 地质雷达成图原理 电磁波的传播机制,探测图像,地质雷达的观测方式,