地质雷达原理ppt课件.ppt

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1、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-3000SIR地质雷达天线16MHz–1.5GHz5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IncomingpulseTransmitterReceiverReflectedpulsesLayer2Layer1Layer3Scatteringpulses

2、ReflectedpulsesControlUnit2745631Figure2.3: SignaltransmissionanddatacollectionTransmitter/ReceiverUnitControlUnitAntennaStorageandDisplayUnitDMIFigure1.MajorcomponentsofaGPRsystem.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（Daniels1996）为：电磁波传播传播参数公式FIG

3、UREA2.Relationshipbetweentraveleffectofpermittivityontraveltimethroughasample:inputandoutputpulsethroughsampleswithdifferentpermittivitiesandvelocities,and(b)timeversusamplitudeplotsshowingthetimedifferentialbetweentheinputandoutputsignalsforeachsample.介电常数对电磁波速度的影响介电常数对

4、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Antennasandapplications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=0.3m/ns(v=f

5、l，v与er相关).例如：100MHz天线、湿砂中的雷达波速度约为55mm/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+λ/4)2-Z2]1/2=2(λ2/2+λ2/16)1/2≈(2λZ)1/2≈V(tΔt)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

6、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