第二讲 探地雷达天线系统构成与硬件参数青岛

探地雷达培训课件目录•探地雷达基本原理•探地雷达系统组成•探地雷达操作方法与技巧•典型应用场景分析•数据处理与成果展示•探地雷达发展趋势及挑战CONTENTSCHAPTER01探地雷达基本原理03电磁波的衰减电磁波在传播过程中会发生衰减，衰减程度与介质的电磁特性和电磁波频率有关。

01电磁波在介质中的传播速度电磁波在不同介质中的传播速度不同，其速度取决于介质的电磁特性。

02电磁波的频率与波长电磁波的频率与波长成反比，频率越高，波长越短。

电磁波传播特性当地下存在目标时，电磁波会发生反射，反射波的能量、方向和时间取决于目标的性质。

地下目标的反射地下目标的散射多次反射与折射地下目标的不规则性会导致电磁波的散射，散射波的能量分布和方向性可用于识别目标。

电磁波在地下传播过程中可能经历多次反射和折射，形成复杂的回波信号。

030201地下目标反射与散射数据采集与处理数据采集系统探地雷达数据采集系统包括发射机、接收机、天线和控制系统等部分，用于产生、接收和处理电磁波信号。

数据处理流程数据处理流程包括预处理、成像处理和后处理等步骤，用于提取地下目标的信息。

成像算法常用的探地雷达成像算法包括时域反演、频域反演和偏移成像等，用于将回波信号转换为地下目标的图像。

CHAPTER02探地雷达系统组成发射机与接收机设计发射机负责产生高频电磁波，通常采用脉冲体制或连续波体制。

脉冲体制具有高峰值功率、宽频带等特点，适用于浅层高分辨率探测；连续波体制则适用于深层探测和精细结构分析。

接收机接收来自地下反射回来的电磁波，并进行放大、滤波等处理。

要求具有高灵敏度、低噪声、大动态范围等性能，以保证微弱信号的可靠接收。

天线类型及性能参数天线类型根据探测需求和场地条件，可选择不同类型的天线，如偶极子天线、喇叭天线、阵列天线等。

不同类型的天线具有不同的辐射特性和接收性能。

性能参数天线的主要性能参数包括工作频率、带宽、增益、波束宽度、极化方式等。

这些参数直接影响探地雷达的探测深度、分辨率和抗干扰能力。

140地质雷达在公路质量检测中的应用文/周春生近些年，随着我国城镇化进程持续推进，密集化的公路交通网随之建成，很多已投入运营的公路，长期承受着车辆载荷及自然因素的作用后，逐渐出现了脱空、沉陷、裂缝、塌边等情况，以上这些隐患直接影响公路项目运营安全性及使用寿命。

通过定期检测及时发现已运营公路内潜在的隐患，精准获得病害信息，确定其具体位置范围，尽早加强维护处理，对延长公路使用年限有很大助益。

随着公路工程的飞速发展，公路施工技术也在不断革新，传统的公路质量检测技术已经被淘汰，地质雷达技术作为一种先进、高效、精确和安全无损的检测技术已经全面取代传统的公路质量检测技术。

相较于传统公路质量检测技术，地质雷达技术具有众多优点，其应用前景不言而喻，但是当前在公路工程质量检测中，对于地质雷达技术的应用仍存在一定的不足之处，所以，如何在公路工程质量检测中更好地应用地质雷达技术是公路工程技术人员迫切需要解决的问题。

质雷达检测技术在持续发展过程中取得了很大提升，未来将会成为公路质量无损检测的一种常规办法。

地质雷达检测技术的概述地质雷达探测基本原理地质雷达简称GRP，主要是通过高频电磁波对地下介质电性分布情况进行探测， 地质雷达具有较高的应用优势，能够对工程展开无损和连续性检测，实际检测精度值较高，工作效率良好。

在近些年公路检测中得到有效应用。

地质雷达检测公路质量的原理即通过发射电磁波获得公路路面下各质量指标的数值。

电磁波向下传播过程中当遇到电磁性不同的物体时，就会发生散射、反射，地面上的天线接收散射、反射而来的电磁波，随后再传送到相应检测装置内加以分析。

检测装置基于反射波的波长、强度、时间等参数综合分析路面下目标物的形状、方位及结构特征等，最后把分析结果转化成直观的图像，为施工人员判断公路质量、病害程度及制定处理方案等提供可靠依据。

地质雷达检测技术有非接触式物理检测的特性，能在确保公路地下结构真实状况分析精准度的基础上，规避既有路面结构被破坏的问题。

探地雷达天线探测参数对照表天线种类主频脉宽可达深度参考深度应用单体屏蔽天线1600MHz 0.89ns 0.2-0.5m 0.3m 公路面层，混凝土、钢筋、桥梁缺陷检测1000MHz 0.9ns 0.5-0.8m 0.5m 公路面层，混凝土、钢筋、桥梁缺陷检测900MHz 1ns 0.5-1m 0.7m 公路基层，混凝土、钢筋、隧道衬砌检测600MHz 2.0ns 0.5-3m 2.5m 公路基层，混凝土、钢筋、隧道衬砌检测400MHz 2.5ns 1-5m 3m 工程、市政管线、隧道衬砌检测270MHz 4ns 1-7m 4.5m 工程、市政管线、隧道衬砌检测200MHz 5ns 1-9m 5m 浅层、工程、市政管线、环境勘察100MHz 10ns 4-25m 8m 环境、地质勘查，隧道超前预报100MHz加强型10ns 5-30m 10m 环境、地质、水文勘查低频组合天线80MHz 12ns5-60m 30m 环境、地质、水文勘查40MHz 25ns35MHz 30ns20MHz 50ns16MHz 60ns收发分离式低频天线35MHz 28ns 10-50m 30m环境、地质、水文勘查70MHz 14.3ns 5-30m 20m空气耦合天线1GHz 1ns 0.3-0.8m 0.5m 公路面层检测、桥梁铺装层检测、铁路道渣层快速检测2.2GHz 0.43ns 0.15-0.3m 0.2m 公路面层检测、桥梁铺装层检测400MHz 2.5ns 1-3m 2m 公路基层检测、铁路路基检测注：天线的穿透深度极易受现场介质导电率影响，在潮湿粘土中的穿透深度将急剧下降。

探地雷达参数引言探地雷达是一种用于检测地下物体的仪器，广泛应用于军事、土木工程、考古学等领域。

在使用探地雷达时，了解和调整合适的参数设置对于获取准确的地下信息至关重要。

本文将介绍探地雷达常用的参数以及它们的作用。

探地雷达参数雷达频率雷达频率是指发送和接收雷达信号的频率。

不同的频率对应不同的探测深度和分辨率。

通常情况下，低频率的信号可以穿透更深的土壤，但分辨率较低；而高频率的信号可以提供更高的分辨率，但穿透深度较浅。

脉冲宽度脉冲宽度是指发送雷达脉冲信号时持续时间。

脉冲宽度与分辨率密切相关，短脉冲宽度可以提供更高的分辨率，但信号能量相对较弱；长脉冲宽度则可以提供更强的信号能量，但分辨率相对降低。

反射系数反射系数是指地下物体对雷达信号的反射程度。

不同的物体具有不同的反射系数，这取决于它们的电磁特性和形状。

通过了解地下物体的反射系数，可以对目标进行识别和定位。

延迟时间延迟时间是指发送雷达信号后接收到反射信号之间的时间差。

通过测量延迟时间，可以确定目标物体与雷达设备之间的距离。

根据测量结果，可以绘制出地下物体的剖面图或三维模型。

接收增益接收增益是指接收到的雷达信号被放大的程度。

调整接收增益可以改变信号强度，从而提高对地下目标的探测能力。

滤波器设置滤波器用于去除或减弱噪音干扰，以便更清晰地观察地下目标。

常见的滤波器设置包括低通滤波、高通滤波和带通滤波等。

数据采集速率数据采集速率是指在一定时间内采集到的数据点数量。

较高的数据采集速率可以提供更多详细信息，但也会导致数据处理和存储方面的挑战。

数据处理算法数据处理算法用于分析和解释探地雷达采集到的数据。

常见的数据处理算法包括时域分析、频域分析、特征提取和图像处理等。

参数调整与优化地下目标特性在调整探地雷达参数之前，了解地下目标的特性非常重要。

不同类型的目标可能需要不同的参数设置才能得到最佳结果。

地质环境地质环境也会对参数设置产生影响。

例如，土壤类型、含水量和盐度等因素都会对雷达信号的传播和反射产生影响，因此需要根据具体情况进行调整。

探地雷达参数1. 引言探地雷达是一种用于地下勘探和探测的仪器，它通过发射电磁波并接收反射信号来获取地下物体的信息。

在地质勘探、军事侦察、考古学和工程建设等领域中，探地雷达被广泛应用。

本文将详细介绍探地雷达的参数，包括频率、功率、分辨率、深度等。

2. 频率频率是指探地雷达发射电磁波的次数或周期。

不同频率的电磁波在地下传播时会受到不同的衰减和散射影响。

低频电磁波能够穿透较深的土壤和岩石，但分辨率相对较低；高频电磁波能够提供更高的分辨率，但只能穿透浅层。

常见的探地雷达频率范围从几十千赫兹到几百兆赫兹不等。

选择合适的频率取决于勘探目标的深度和所需分辨率。

3. 功率功率是指探地雷达发射电磁波的能量大小。

较高的功率能够提供更强的信号，进而增加信号的穿透力和接收距离。

然而，过高的功率可能导致地下物体被破坏或干扰。

探地雷达的功率通常以瓦特（W）为单位进行衡量，常见的功率范围从几瓦特到几千瓦特不等。

在选择功率时，需要平衡信号强度和对环境的影响。

4. 分辨率分辨率是指探地雷达能够识别和显示地下目标的精细程度。

分辨率取决于雷达系统所使用的波长、天线尺寸以及采样间距等因素。

通常情况下，分辨率与频率成反比。

高频电磁波可以提供更高的分辨率，但对应着较浅层勘探；低频电磁波则具有更低的分辨率，但适用于深层勘探。

除了频率外，天线尺寸也会影响分辨率。

大尺寸天线可以提供更好的分辨能力，但同时也增加了设备体积和重量。

采样间距是指探地雷达在接收信号时所采用的间隔距离。

较小的采样间距可以提高分辨率，但也会增加数据处理和存储的工作量。

5. 深度深度是指探地雷达能够探测到地下目标的最大深度。

深度取决于频率、功率以及地下介质的特性。

对于相同频率和功率的探地雷达，不同地下介质会产生不同的信号衰减和散射效应。

例如，湿润土壤和岩石通常具有较低的衰减系数，能够提供更好的探测深度；相比之下，含水层和盐水可能会导致信号衰减较大。

因此，在进行勘探前需要对勘探区域进行先期调查和分析，以了解地下介质特性，并选择合适的探地雷达参数。

探地雷达培训课件-(带目录)探地雷达培训课件一、引言探地雷达（GroundPenetratingRadar，简称GPR）是一种非破坏性探测技术，利用高频电磁波在地下的传播特性，对地下介质进行探测和成像。

它广泛应用于工程地质、考古、环境监测、资源勘探等领域。

本课件旨在介绍探地雷达的基本原理、系统组成、数据采集与处理方法，以及其在实际应用中的案例分析。

二、探地雷达的基本原理探地雷达利用电磁波在不同介质中传播速度的差异，以及地下目标体与周围介质电性参数的差异，实现对地下结构的探测。

电磁波在传播过程中，遇到不同电性参数的界面时，会发生反射和折射，通过接收这些反射波和折射波，可以获取地下目标体的信息。

三、探地雷达系统组成探地雷达系统主要由天线、发射接收单元、数据采集与处理单元等组成。

天线是探地雷达的关键部件，用于发射和接收电磁波。

发射接收单元负责产生高频电磁波，并将接收到的信号转换为数字信号。

数据采集与处理单元负责对采集到的数据进行实时处理，提取地下目标体的信息。

四、探地雷达数据采集与处理方法1.数据采集：在进行探地雷达数据采集时，需选择合适的探测参数，如天线频率、步长、扫描速度等。

同时，为提高探测效果，还需进行天线校准、背景噪声测试等操作。

2.数据处理：探地雷达数据处理主要包括预处理、滤波、反演等步骤。

预处理包括去除背景噪声、校正天线增益等；滤波用于压制干扰波，提高信号的信噪比；反演则是将雷达数据转换为地下目标体的图像。

五、探地雷达在实际应用中的案例分析1.工程地质领域：探地雷达可用于探测地下管线、空洞、岩溶等地质目标，为工程建设提供依据。

2.考古领域：探地雷达可用于探测地下遗址、墓葬、建筑遗迹等，为考古发掘提供线索。

3.环境监测领域：探地雷达可用于监测地下水位、污染范围等，为环境保护提供数据支持。

4.资源勘探领域：探地雷达可用于探测矿产资源、地下水等，为资源开发提供依据。

六、总结探地雷达作为一种高效、无损的地下探测技术，具有广泛的应用前景。

RAMAC/GPR天线配置说明MALA地质雷达硬件主要由RAMAC/GPR控制单元（标准配置CUII主机）、天线及显示器（Monitor监视器或笔记本电脑）组成。

控制单元必须要配备的，它能兼容所有的天线，包括地面（屏蔽和非屏蔽天线）和孔中天线；天线可根据工程的需要来选择。

一．RAMAC/GPR非屏蔽天线RAMAC/GPR非屏蔽天线是低频天线，主要用于深层探测。

典型的非屏蔽天线有25MHz、50MHz、100MHz、200MHz天线。

所有的RAMAC/GPR非屏蔽天线均使用同样的发射机及接收机、光纤、玛拉测链、天线分离架及主控单元。

天线重量轻，适用于单人操作。

收、发天线容易分离，可以采用CMP法（共中心点）计算速度。

非屏蔽天线可应用于土木建筑、地质学及水文地质学等行业，主要用来进行野外的中深部地质勘查，地质调查及深部管线、管道探测。

1. 25MHz非屏蔽天线该天线典型测深为40~50米，主要用于深部地质勘察，地质分层及基岩探测。

该天线分成三段，运输及携带极为方便。

尺寸：4.06×0.20×0.07m重量：3.85kg（单只）2. 50MHz非屏蔽天线该天线典型测深为30～40米，主要用于中深部地质勘察，地质分层及基岩探测。

它由三部分组成，运输及携带极为方便，且重量轻，可以单人操作。

尺寸：2.06×0.20×0.07 m重量：2.65kg（单只）3. 100MHz非屏蔽天线该天线典型测深10～20米，它的测深及分辨率都比较适中，应用范围比较广泛，可用于陆地及水下探测，喀斯特地貌研究，湖底形态调查，深部管线探测及基岩探测。

尺寸：1.04×0.16×0.04 m重量：1.10 kg（单只）4. 200MHz非屏蔽天线该天线典型测深5~6米，它的特点是重量轻，分辨率高。

主要用于电缆、管道及空洞探测，大坝浅层质量检测及路面检测等。

尺寸：0.54×0.16×0.04 m重量：0.55 kg（单只）5. RTA50超强地面耦合天线该天线的典型测深为40～50米，地下介质情况好的时候可以探测到近70米的深度，主要用于深部地质勘察，地质分层及基岩探测等。