电磁波场与地质雷达.doc

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1、电磁波场与地质雷达(GroundPenetratingRadar,GPR)探空雷达---高频电磁波束的反射，探测目标。无耗介质（空气）传播，探测距离远。地质雷达---高频（1M-1GHz）电磁波束的反射，探测目标。有耗介质（岩石，混凝土等固态），探测距离小（一般几十CM—数米）§1电磁波场基本理论§1.1电磁波波动方程谐波数学表达：（1）电磁波—横波电场波分量E⊥磁场波分量HMaxwell方程（无源区）：，，，（2）谐波电磁波（3）对上式分别求旋度，谐波波动方程，§1.2矢量位A（磁）定义：，（4）（5）§1。3偶极天线的电磁场天线---电磁波场传感器偶极天线—一段（dl）供有i（

2、=I）强度交流电的直导线距离r处的矢量位：A=（6）直导线平行Z轴，，在球座标系中的分量：，，由（4）：，，，（7）图2偶极天线电-磁场与能量密度关系图1偶极天线矢量位远场区（辐射区：，，（8）传波方向r（平面波）：波阻抗：（9）§2电磁波传波特征§2.1介质的高频电磁特性传播常数=，（10）谐波数学表达：（11）电磁波速度：（1）介质（良导体或低频）：，，（12）（1）介质（绝缘导体或高频）：，，（13）§2.2高频电磁波传波特征Huygens-Fresnel定律高频电磁波—波射线，波前（平面波），介质界面上：Snell定律，折射，反射波阻抗：　，　入射角：反射系数折射系数（14

3、）书：P443（4-3-3）§3地质雷达§3.1工作方式§3.2应用