探地雷達信號譜屬性及譜反演方法研究.pdf

1、探地雷達(GPR)通過向地下發(fā)射高頻率寬帶電磁波來探測地下物體、地層界面以及地下介質屬性和分布結構，被廣泛應用于經濟建設和軍事各領域。由于雷達信號會受到各種電磁和背景噪聲干擾，使得接收到的信號不能直接準確地反映地下介質信息，造成對目標檢測和識別的困難。特別當目標體積較小或目標層厚度較薄時，目標的反射波很難被識別。在對路面、隧道以及地下污染物等檢測時，遇到的地下介質多是層狀分布的。人們不僅希望獲得各層的深度和厚度，還希望得到各層介質的介電

2、常數和電導率等參數。因此，本文將包含薄層的層狀介質作為研究的對象，研究如何利用雷達回波識別薄層，計算層的深度、厚度以及電性參數的方法。
　　本文的主要工作和創(chuàng)新包括:1.比較了短時傅氏變換、小波變換、s變換和廣義s變換等時頻變換對探地雷達信號的處理效果，對利用廣義S變換提高探地雷達信號對薄層分辨率進行了重點研究，同時給出了選取廣義S變換窗口參數以及頻率點的方法。2.研究了不同參數薄層目標的探地雷達信號的時頻譜特征。基于含薄層目標的

3、韻律型和漸變型地層理論模型及其模擬的雷達信號，研究總結了韻律型和漸變型地層的模型的雷達信號頻譜響應的不同的規(guī)律，建立了地下薄層目標物理和電性參數與探地雷達信號峰值頻率和峰值幅度之間的定量關系。3.通過定義新型的探地雷達信號倒頻譜，根據地層反射系數序列頻譜的實部和虛部的倒頻譜的幅度相同，而相位相差π/2的特點，提出了一種定性識別探地雷達薄層信號的倒頻譜方法。4.根據地層不同的幾何和物理參數對地層反射系數序列頻譜屬性的不同影響規(guī)律，利用不同