有耗色散地質(zhì)介質(zhì)中的GPR脈沖傳播研究.pdf

1、探地雷達(dá)(GPR)利用寬帶電磁波以脈沖形式探測地表之下或確定不可視物體的內(nèi)部結(jié)構(gòu)。探地雷達(dá)的電磁脈沖在地下介質(zhì)傳播時(shí)衰減得很快，并常伴有色散。色散會(huì)導(dǎo)致電磁脈沖子波的畸變，影響電磁探測數(shù)據(jù)的解釋，甚至?xí)?dǎo)致電磁探測的失敗。深入分析GPR脈沖在有耗色散地質(zhì)介質(zhì)中的傳播規(guī)律，是改進(jìn)GPR探測數(shù)據(jù)解釋方法的基礎(chǔ)性工作。本文使用改進(jìn)的FDTD方法研究GPR脈沖在有耗色散地質(zhì)介質(zhì)中的傳播，論文的主要工作和成果如下： 1.結(jié)合GPR脈沖傳播

2、的特點(diǎn)，對FDTD算法中的總場邊界條件進(jìn)行了改進(jìn)，討論并編程實(shí)現(xiàn)了簡便的完全匹配層(PML)條件，簡化了計(jì)算，提高了效率。 2.對有耗色散介質(zhì)中的麥克斯韋方程，通過對電位移D和電場強(qiáng)度E及磁場強(qiáng)度H進(jìn)行標(biāo)準(zhǔn)化，使色散介質(zhì)的本構(gòu)關(guān)系只反映在計(jì)算電場強(qiáng)度E的過程中，編寫了適合色散/非色散介質(zhì)的通用FDTD電磁場模擬計(jì)算程序。 3.采用修正的FD2TD方法，對二階德拜色散地質(zhì)介質(zhì)中GPR脈沖的傳播進(jìn)行了模擬，并與非色散地質(zhì)介質(zhì)