說起雷達(dá)，想必大家都不會(huì)陌生，在電影中我們經(jīng)常會(huì)看到這樣的場(chǎng)面：個(gè)個(gè)如同大鍋蓋樣的東西朝向天空，不斷轉(zhuǎn)動(dòng)天線搜尋著空中的飛機(jī)，控制室的計(jì)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(bào)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)是利用天線發(fā)射和接收高頻電磁波來探測(cè)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(cè)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(cè)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(hào)探測(cè)介質(zhì)分布的無損探測(cè)儀器。它通過天線發(fā)射和接收電磁波反射信號(hào)，在測(cè)線上不斷移動(dòng)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(hào)在地下傳播時(shí)遇到不同介質(zhì)的界面時(shí)就會(huì)發(fā)生反射，反射的電磁波被與發(fā)射端同步移動(dòng)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(duì)剖面圖波形征的分析，判斷測(cè)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(huì)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(shí)間差和介質(zhì)中電磁波的傳播速度來確定空洞距測(cè)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(shí)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(duì)介電常數(shù)，無單位；t：探地雷達(dá)記錄的電磁波傳播時(shí)間。通過這個(gè)公式，可以將雷達(dá)接收到的雙程走時(shí)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(shí)域電磁脈沖波的反射探測(cè)目標(biāo)體。探地雷達(dá)根據(jù)測(cè)得的電磁波傳播時(shí)間，自動(dòng)求出反射物的深度z和范圍。
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