超寬帶探地雷達探測性能及數據處理方法研究.pdf

1、探地雷達(Ground-Penetrating Radar，GPR)是近幾十年發(fā)展起來的一種基于地下目標的有效探測手段。近年來隨著超寬帶技術的發(fā)展，超寬帶探地雷達得到了廣泛的研究和應用。在國防、公安、城市建設、公路、鐵路、機場、水利、運輸、礦山、隧道、考古等許多領域都表現出強勁的生命力和廣闊的應用前景。超寬帶探地雷達的研究對國民經濟的發(fā)展有十分重要的意義。 本文通過對雷達探距方程的分析，得出了探地雷達探測深度的影響因素；在品質因

2、子為常數的假設條件下，分析了極限情況下(百分帶寬等于2)超寬帶信號的能量損耗情況；并以此為基準，比較了具有不同百分帶寬探地信號的探測深度；找出了相對探測深度、距離分辨率與百分帶寬的關系；從數學的角度推導了距離分辨率、方位分辨率的影響因素。 針對探地雷達數據與地震數據記錄的相似性，借鑒地震數據處理中的一些方法，同時結合超寬帶探地雷達自身的特點，研究了一種新的高分辨率時頻分析方法：S變換，并與常規(guī)方法進行了比較；研究了F-K偏移成像

3、方法在超寬帶探地雷達中的應用，比較了不同的插值方法。 本文完成的主要工作可歸納為如下幾個方面： 1．在一定條件下，推導了相對探測深度、分辨率與百分帶寬的關系；找出并相對量化了超寬帶探地雷達相對于窄帶連續(xù)波雷達的優(yōu)勢。 2．針對目前常用時頻分析方法存在的問題；重點研究了一種新的時頻分析方法：S變換，進行了有效性驗證，與短時傅立葉變換進行了比較，并用于模擬的超寬帶探地雷達信號的時頻分析，結果表明S變換在高頻段具有高的