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探究探地雷達(dá)那神秘的勘探原理

更新時間:2019-11-14點擊次數(shù):1141
   說起雷達(dá),想必大家都不會陌生,在電影中我們經(jīng)常會看到這樣的場面:個個如同大鍋蓋樣的東西朝向天空,不斷轉(zhuǎn)動天線搜尋著空中的飛機(jī),控制室的計算機(jī)屏幕上閃爍不止,旦發(fā)現(xiàn)敵情便響起刺耳的警報聲。而我們天要講的也是種雷達(dá),但不同于上面說的,而是種地下探地雷達(dá)。

探地雷達(dá)



  探地雷達(dá)是利用天線發(fā)射和接收高頻電磁波來探測介質(zhì)內(nèi)部物質(zhì)性和分布規(guī)律的種地球物理方法。探地雷達(dá)早期有多種叫法,如地面探測雷達(dá)、地質(zhì)雷達(dá)、地下雷達(dá)、脈沖雷達(dá)、表面穿透雷達(dá)等,都是指面向地質(zhì)勘探目標(biāo)、利用高頻脈沖電磁探測地質(zhì)目標(biāo)內(nèi)部結(jié)構(gòu)的種電磁波方法。
  探地雷達(dá)是種寬頻帶高頻電磁波信號探測介質(zhì)分布的無損探測儀器。它通過天線發(fā)射和接收電磁波反射信號,在測線上不斷移動天線來獲得相關(guān)的剖面圖像。探地雷達(dá)天線的發(fā)射端向地下發(fā)射高頻電磁波,電磁波信號在地下傳播時遇到不同介質(zhì)的界面時就會發(fā)生反射,反射的電磁波被與發(fā)射端同步移動的天線接收端接收后,通過雷達(dá)主機(jī)記錄反射回的電磁波的波形征,再通過相關(guān)的技術(shù)處理,得到雷達(dá)剖面圖,通過對剖面圖波形征的分析,判斷測線位置下是否存在空洞或異常。
  介質(zhì)的介電常數(shù)差異越大,反射的電磁波能量也越大。由于空洞內(nèi)填充的介質(zhì)與周邊的介質(zhì)存在明顯的電性質(zhì)差異,電磁波會在空洞的界面處發(fā)生反射,反射的電磁波由地面的接收天線接收,根據(jù)電磁波發(fā)射與反射波返回的時間差和介質(zhì)中電磁波的傳播速度來確定空洞距測量表面的距離,達(dá)到檢出地下空洞位置的目的。
 
  電磁波傳播時間與空洞深度的關(guān)系如下:
  其中:z:目標(biāo)體深度,單位米;v:電磁波在介質(zhì)中的傳播速度,單位米/秒;c:電磁波在真空中的傳播速度;:介質(zhì)的相對介電常數(shù),無單位;t:探地雷達(dá)記錄的電磁波傳播時間。通過這個公式,可以將雷達(dá)接收到的雙程走時轉(zhuǎn)換為反射目標(biāo)體的深度。
 
  探地雷達(dá)主要利用寬高頻時域電磁脈沖波的反射探測目標(biāo)體。探地雷達(dá)根據(jù)測得的電磁波傳播時間,自動求出反射物的深度z和范圍。
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