低频地质雷达屏蔽天线开发及在地下空间工程探测应用

地质雷达技术已经广泛应用于地质结构及安全隐患探测中,受限于复杂地质条件,常规地质雷达探测天线系统存在探测深度浅、深部探测精度降低等缺陷,且难以实现实时处理功能。开发了一种低频地质雷达屏蔽天线系统,与常规地质雷达天线系统相比,该系统有2个优势:①通过低频屏蔽及阻抗匹配设计,增强了天线的聚焦和辐射特性,可有效屏蔽环境干扰信号,提高数据的信噪比;②构建了基于FPGA的数据实时处理框架,应用于可编程芯片上,系统开发实现了数据内插、去噪、增益等处理算法的集成,实现了数据的实时处理。试验结果表明:该低频地质雷达天线系统在城市环境下其探测深度可达30 m,基于FPGA的处理模块实现了数据的实时处理,同时数字图像实时处理算法将图像信息熵、平均梯度等相对常规数据的处理平均提升分别为13.72%、12.44%。