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探地雷达应用中的几个问题
肖’兵鲍光淑赵秋梅
湖南长沙中南工业大学嘲探新技术研巍所
厶摘要拳文针对探地雷达中频散、动力学特征、反大地滤波等几个主要问题
进行讨论。抹地雷达虚用中传导电流的不寸忽略和蕞程现象的存在绔捧地雷达资
料解释和推断带来报多圉难。而通过对雷达波动力学特征的研究,可提供多参数咀
对雷连剖面进行综合解释, 同时服雷速记录中有效地提取表减因子,并进行时雯反
大地滤波, 能有效地消除地介质埘吸肚影响.
关键词撂地雷达频散动力学特征反大地滤蔽。
一
、前言
探地雷达是一种对地下的或物体内不可见的目标体界面进行定位的电磁技束。’近几年
来探地雷达以其探测高分辨率和高工作效率而成为地球物理勘探的一种有和工具,现巴广泛
应用子考古,岩:勘查、无损检测、工程建筑结构、水文地质调查、生态环境、卑事等众多
领域雷达渡与地礤波遣动学上的相似佳使得发射地震法的数据处理技术广照虚用于探地雷
达数据处理及成像。然而,高频电磁渡茌资质中传播的物理特性与地震波有靛大的差异而
且,相对低频电磁波而言雷达波亦有不同的传播特性。下面就探地雷达中的几个问题进行讨
论,以便开发研究适台探地雷达的数据处理技术及成像方法。
二、问题讨论
.传导电流与位移电流
考虑维介质且线性极化平面电磁波入射以电场为例,方程可化为如下
形式
∞口—∞口.
相当多的资料对该方程有这样的处理过程:对于高额电磁波,在介质中产生的位移电流
远大子传导电流。故式可化为。.
。早。
式为理想介质中的平面电磁渡传播方程,其解为; .
—
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其中, , / “。。

设传导电流与位移电流的比值为/ ∞,中育如下定义:
/ ∞一理想导体/,良导体/半导电解质/ ∞￡
/低损介质,,/ ‘】￡理想介质’:
实际工作中,雷达额率常为,常遇到的媒质相对介电常数为左右,雷达探碉
范围内电阻率值通常为数十到上千欧姆,故有; . ‘
/ ‘/ ∞, 或/ 。略小于/ 。在这种情况下,地下介质应认为是
半导电介质,传导电流的影响不能忽略式啦解为。
一Ⅱ∞—.
∞—,。∞。
导电媒质中的平面电磁渡与理想介质中的平面电磁渡相比,有以下特点:
导电媒质中的电磁波是衰减波。电导率越大,频率越高,衰减因子越大, 电磁渡.
衰减就越快。
导电媒质中的电磁波的传播速度不再是常数,而是:
詈/√一㈤
也就是说速度是频率的函数, 即高频电磁渡是色散波, 它是由媒质电导率不为零所引
起的。
导电媒质中平面渡的渡阻抗不再是实数,即不再是纯阻,这表明导电媒质中电场
和磁场的时间相位不同。.
.地下介质的频散现象
探地雷达的应用中一般认为相对介电常数不随额率而变化。图曲线说明了不太湿的电
阻率相当离的均匀岩石的特征在詹迭颠段内介电常数可认为是不变的。
一
\

,
‘
砂岩有效电阻率与频率的苌乐曲线岩石介电常数与顿率的关系曲线
《:干标本;湿标本辉绿岩闳长岩辉妊岩

图一
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