基于對踵Vivaldi天線陣列的探地雷達瀝青路面面層厚度檢測技術.pdf

1、由于瀝青路面的力學強度比較高，同時也具有一定的彈塑性變形能力和良好的減振性，因此，瀝青路面已經(jīng)成為高等級公路最為常用的路面形式。在影響路面使用壽命的眾多因素中，瀝青路面面層的厚度是一個非常重要的影響因素，同時也是施工過程中質量控制及施工驗收檢測項目的主控項目之一。精確的面層厚度信息對道路質量的控制、結構性能的評價以及道路壽命的預測都有著十分重要的意義，然而傳統(tǒng)檢測瀝青路面面層厚度的方法—取芯法卻有很大局限性。探地雷達檢測技術因其快速、全

2、面、無損的特點，能有效彌補取芯法的不足，但探地雷達檢測精度仍有待進一步提高，因此，研究探地雷達檢測技術有重要意義。
　　本文基于Vivaldi天線理論以及電磁波傳播理論，通過理論分析、數(shù)值模擬與室內模擬實驗，系統(tǒng)研究了基于對踵Vivaldi天線陣列的探地雷達技術對瀝青路面面層厚度的檢測效果。本文的主要工作與研究成果如下：
　　（1）分析了電磁波傳播的基本規(guī)律，以及電磁波傳播特性與介電常數(shù)之間的關系，并系統(tǒng)介紹了探地雷達的系統(tǒng)

3、組成、工作原理以及性能參數(shù)，對目前工程中電磁波在介質內部傳播速度的常規(guī)求取方法進行了總結，并分析這些方法各自存在的不足。
　　（2）系統(tǒng)介紹了超寬帶天線的基本分析方法以及展寬天線帶寬的方法，指出Vivaldi天線在其性能上的優(yōu)越性，并將傳統(tǒng)Vivaldi天線，對踵Vivaldi天線，平衡對踵Vivaldi天線這三者進行對比，指出對踵Vivaldi天線具有傳輸性能優(yōu)良，易加工制作的優(yōu)點。
　?。?）系統(tǒng)介紹了Vivaldi天線

4、的基本設計理論，并通過大量的仿真模擬，設計出一款性能優(yōu)良的對踵Vivaldi天線，并加工制作成型。在微波暗室內對對踵Vivaldi天線的性能進行測試，并將測試結果與模擬結果進行對比，測量結果符合預期，滿足探地雷達對收發(fā)天線的性能要求。
　　（4）對傳統(tǒng)共源測量法和改進后共源測量法進行了系統(tǒng)的理論分析，指出理論上改進后的共源測量法具有更高的檢測精度以及較快的檢測速度。搭建對踵Vivaldi天線陣列，用替代材料模擬瀝青路面，用改進后的