探地雷達(dá)信號(hào)譜屬性及譜反演方法研究.pdf

1、探地雷達(dá)(GPR)通過向地下發(fā)射高頻率寬帶電磁波來探測(cè)地下物體、地層界面以及地下介質(zhì)屬性和分布結(jié)構(gòu)，被廣泛應(yīng)用于經(jīng)濟(jì)建設(shè)和軍事各領(lǐng)域。由于雷達(dá)信號(hào)會(huì)受到各種電磁和背景噪聲干擾，使得接收到的信號(hào)不能直接準(zhǔn)確地反映地下介質(zhì)信息，造成對(duì)目標(biāo)檢測(cè)和識(shí)別的困難。特別當(dāng)目標(biāo)體積較小或目標(biāo)層厚度較薄時(shí)，目標(biāo)的反射波很難被識(shí)別。在對(duì)路面、隧道以及地下污染物等檢測(cè)時(shí)，遇到的地下介質(zhì)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(zhì)的介電

2、常數(shù)和電導(dǎo)率等參數(shù)。因此，本文將包含薄層的層狀介質(zhì)作為研究的對(duì)象，研究如何利用雷達(dá)回波識(shí)別薄層，計(jì)算層的深度、厚度以及電性參數(shù)的方法。
　　本文的主要工作和創(chuàng)新包括:1.比較了短時(shí)傅氏變換、小波變換、s變換和廣義s變換等時(shí)頻變換對(duì)探地雷達(dá)信號(hào)的處理效果，對(duì)利用廣義S變換提高探地雷達(dá)信號(hào)對(duì)薄層分辨率進(jìn)行了重點(diǎn)研究，同時(shí)給出了選取廣義S變換窗口參數(shù)以及頻率點(diǎn)的方法。2.研究了不同參數(shù)薄層目標(biāo)的探地雷達(dá)信號(hào)的時(shí)頻譜特征?；诤幽繕?biāo)的

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