地质雷达探测的工作原理,简单地说是通过特定仪器向地下发送脉冲形式的高频、甚高频电磁波。电磁波在介质中传播,当遇到存在电性差异的地下目标体,如空洞、分界面等时, 电磁波便发生反射,返回地面用接收天线接收，并对接收数据进行处理和分析,根据接收到的雷达波形、强度、双程时间等参数便可推断地下目标体的空间位置、结构、电性及几何形态,从而达到对地下隐蔽目标物的探测(如图 1 所示) ，可以非常安全和方便地用于很多领域, 并具有很高的探测精度和分辨率。图 1 探地雷达工作原理示意图图 1 中 T 为发射天线, R 为接收天线,电磁波在地下介质中遇到目标体和基岩时发生反射, 信号返回地面由天线 R 接收并记录再通过主机的回放处理,就可以得到雷达记录的回波记录 (如图 2 所示) 。图 2 探地雷达回波记录示意图图 2 中横坐标的单位为 m ,横轴代表地表面的探测距离,纵坐标代表电磁波从发射到遇见地下目标体或基岩时反射回地面并被仪器接收所需要的时间 t。，即双程反射时间 t，按下式算出目标体的埋藏深度：其中, t 为目标层雷达波的双程反射时间; c 为雷达波在真空中的传播速度(0. 3 m/ ns) ; ε𝑟为目标层以上介质的相对介电常数均值。地质雷达数据处理方法与地震反射法数据处理方法基本相同,主要有以下几方面:1) 滤波及时频变换处理;2) 自动时变增益或控制增益处理;3) 多次重复测量平均处理;4) 速度分析及雷达合成处理等。数据处理的目的旨在优化数据资料、突出目标体、****限度地减少外界干扰,为进一步解释提供清晰可辨的图像。处理后的雷达剖面图和地震反射的时间剖面图相似,可依据该图进行地质解释。电磁波在地下介质具有比空气强得多的电磁衰减特性，加之地下介质情况的多样性，电磁波在地下的传播比空气中复杂的多，因此在探地雷达的运用中，探测结果能否反应出目标体与以下的因素有关： 1) 纵向分辨率：λ/4 探地雷达在纵向上能分辨的最小厚度是发射电磁波波长的 1/4。 2) 横向分辨率：𝑟𝑓 = 𝜆𝑕/2（λ-雷达子波波长，h-目标体的埋藏深度）探地雷达在水平能够分辨的最小尺寸为𝑟𝑓。 3) 反射能力：𝑃𝑟 = ( 𝜀𝑕𝑜𝑠𝑡 − 𝜀𝑡𝑎𝑟𝑔𝑒𝑡 ) ( 𝜀𝑕𝑜𝑠𝑡 + 𝜀𝑡𝑎𝑟𝑔𝑒𝑡 ) 2 （𝜀𝑕𝑜𝑠𝑡 -背景介质的相对介电常数，𝜀𝑡𝑎𝑟𝑔𝑒𝑡 -目标体的相对介电常数）当𝑃𝑟 > 0.01就能有足够的反射。 4) 探测深度：约为雷达子波的波长的 10 倍。一般来说，时间等效采样技术的探地雷达其极限探测深度为 10 倍发射雷达子波波长，实时采样技术的地质雷达探测深度要大的多。三、实时采样与时间等效采样技术为了实现被测信号的重构，采集系统都需要对连续的信号进行离散化的采集，我们称之为数字采样。目前市场上出售的地质雷达一般都采用时间等效采样技术，而 Cobra plug_In 采用的是先进的实时采样技术。所谓实时采样就是对雷达反射信号进行实时逐点顺序采样，只要采样速率满足奈奎斯特采样定理的要求，便可还原反射信号的真实波形，简单地说就是当一个信号周期完成后，被测信号也同时完成、同时储存，并且是反射信号的真实波形，（如图 3）。 刘凌 1851 0525 249