路面非均勻介質(zhì)雷達(dá)電磁波傳播模擬的多頻成分合成方法.pdf

1、探地雷達(dá)(Ground Penetrating Radar，簡稱GPR)是一種利用超寬帶電磁脈沖進(jìn)行地下目標(biāo)體探測的無損探測儀器，具備檢測速度快、連續(xù)無損傷、高檢測精度和低檢測成本等特點。探地雷達(dá)用于道路檢測時，通常將道路材料視為均質(zhì)材料，基于均質(zhì)假設(shè)來建立路面結(jié)構(gòu)體系模型，采用均勻介質(zhì)理論進(jìn)行數(shù)據(jù)解釋。實際道路材料組成和構(gòu)造具有非均質(zhì)的特征，道路工程材料一般可看作是由固態(tài)、液態(tài)和氣態(tài)三相介質(zhì)成分組成的混合物，表現(xiàn)出介質(zhì)的組成和構(gòu)造非均

2、勻性的特點，不同位置分布的材料介電特性也不盡相同。如果不考慮材料的非均勻性，采用均勻介質(zhì)理論進(jìn)行數(shù)據(jù)解釋，將不能如實準(zhǔn)確的反映實際材料的固有特征。
　　 本文針對上述探地雷達(dá)應(yīng)用技術(shù)存在的問題，開展了探地雷達(dá)電磁波在路面非均勻介質(zhì)中的傳播特性研究。主要研究內(nèi)容和結(jié)論如下：
　　 (1)基于試驗，對道路材料（瀝青混凝土、水泥混凝土）的介電常數(shù)進(jìn)行了研究，數(shù)據(jù)分析結(jié)果表明實際道路工程材料的非均勻性是客觀存在的。
　　

3、 (2)基于電磁波理論，分析了電磁波在一維非均勻介質(zhì)中的傳播性質(zhì)，并對反射波與透射波的振幅及傳播速度等進(jìn)行了研究。
　　 (3)結(jié)合路面結(jié)構(gòu)體系和道路材料的特點，通過對路面各結(jié)構(gòu)層進(jìn)行離散劃分的方法，建立了一維非均勻路面介質(zhì)的等效結(jié)構(gòu)模型。采用多頻成分合成的方法模擬了電磁波在路面非均勻介質(zhì)的傳播，并編制了相應(yīng)的程序?qū)崿F(xiàn)了雷達(dá)電磁波的傳播模擬。
　　 (4)分析對比了雷達(dá)電磁波在均勻介質(zhì)和非均勻介質(zhì)中的傳播模擬結(jié)果，結(jié)果表