探究探地雷達那神秘的勘探原理

 　　說起雷達，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，控制室的計算機屏幕上閃爍不止，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，但不同于上面說的，而是種地下探地雷達。






　　探地雷達是利用天線發(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。探地雷達早期有多種叫法，如地面探測雷達、地質(zhì)雷達、地下雷達、脈沖雷達、表面穿透雷達等，都是指面向地質(zhì)勘探目標、利用高頻脈沖電磁探測地質(zhì)目標內(nèi)部結(jié)構(gòu)的種電磁波方法。
　　探地雷達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，通過雷達主機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：探地雷達記錄的電磁波傳播時間。通過這個公式，可以將雷達接收到的雙程走時轉(zhuǎn)換為反射目標體的深度。
 
　　探地雷達主要利用寬高頻時域電磁脈沖波的反射探測目標體。探地雷達根據(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。