44.5探地雷达 探地雷达( Ground Penetrating Radar简 称GPR)是用频率介于106~109H的无线电 波来确定地下介质分布的一种方法。 对称振子型调幅脉冲时城探地雷达输出 功率大,能实时监测测量结果,设备可做成 便携式等优点,在商用地面探地雷达中,已 得到广泛应用。下面主要介绍这种探地雷达。 都理工大学信息工程学院 U0返回
成都理工大学信息工程学院 返回 4.5 探地雷达 探地雷达（Ground Penetrating Radar简 称GPR）是用频率介于106～109Hz的无线电 波来确定地下介质分布的一种方法。 对称振子型调幅脉冲时域探地雷达输出 功率大，能实时监测测量结果，设备可做成 便携式等优点，在商用地面探地雷达中，已 得到广泛应用。下面主要介绍这种探地雷达
45.脉冲时间域探地雷达的基本原理 脉冲时间域探地雷达利用超高频短脉冲电 磁浪在地下介质中的传播规律来探测地下介质 的分布。因为①任何脉冲波都可以分解成不同 频率的单谐波;②对称振子型、发射和接受天 线间距离很小。因此电偶极源产生的单谐电磁 波场及传播特征是探地雷达的理论基础。 451.1电偶极源的电磁场 均匀介质中的电磁场 都理工大学信息工程学院 U0返回
成都理工大学信息工程学院 返回 4.5.1 脉冲时间域探地雷达的基本原理 脉冲时间域探地雷达利用超高频短脉冲电 磁波在地下介质中的传播规律来探测地下介质 的分布。因为①任何脉冲波都可以分解成不同 频率的单谐波；②对称振子型、发射和接受天 线间距离很小。因此电偶极源产生的单谐电磁 波场及传播特征是探地雷达的理论基础。 4.5.1.1 电偶极源的电磁场 1、 均匀介质中的电磁场
≌么 水平电偶极子源在主剖面中的辐射场为 E o ap e 4丌 okpe 4丌r ok (24-25) 4丌rr 特点:在主剖面中,电场和发射天线(偶极子轴) 方向平行,而磁场与圆心位于原点的同心圆的切线 方向一致。 成都理工大学信息工程学院 返回
成都理工大学信息工程学院 返回 水平电偶极子源在主剖面中的辐射场为 = = − = r x r p e H r z r p e H r p e E ikr y ikr x ikr y 4 k 4 k 4 2 （2.4-25） 特点：在主剖面中，电场和发射天线（偶极子轴） 方向平行，而磁场与圆心位于原点的同心圆的切线 方向一致
≌么 1.电磁波在介质中的传播速度 探地雷达测量的是地下界面的反射波的走时,为了 获取地下界面的深度,必须要有介质的电磁波传播速度 ,其值为 orla 1+ 1/2 08 (2.4-27) 成都理工大学信息工程学院 返回
成都理工大学信息工程学院 返回 1．电磁波在介质中的传播速度 探地雷达测量的是地下界面的反射波的走时，为了 获取地下界面的深度，必须要有介质的电磁波传播速度 v ，其值为 2 1/ 2 ( 1 ( ) 1)] 2 [ − = = + + v （2.4-27）
≌么 绝大多数岩石介质属非磁性、非导电介质,常常满 足<1,于是可得 (2.4-28) 式中为真空中电磁波传播速度,c=0.3mms为相 对介电常数。上式表明对大多数非导电、非磁性介 质来说,其电磁波传播速度主要取决于介质的介 电常数。 成都理工大学信息工程学院 返回
成都理工大学信息工程学院 返回 绝大多数岩石介质属非磁性、非导电介质，常常满 足 1 ，于是可得 r c v = （2.4-28） 式 中c为真空中电磁波传播速度， 3m/ns; r c = 0. 为 相 对介电常数。上式表明对大多数非导电、非磁性介 质来说，其电磁波传播速度 主要取决于介质的介 电常数