脉冲探地雷达的模拟计算

本文在给出Debye型色散媒质中2．5维时域有限差分法（2．5D－FDTD法）迭代公式的基础上，对无载频脉冲波在不同色散媒质中的传播特性进行了计算，分析了脉冲产生畸变的原因，并提出对部分畸变脉冲进行整形的方法。分别对地下单体目标和群体目标的雷达回波电平图进行了模拟计算，并与实际无载频脉冲探地雷达的探测结果进行比较，二者有较好的一致性，证实了本文所给计算公式的正确性。另外，还分析了土壤参数对雷达探测深度和分辨率的影响。

FDTD法分析无载频脉冲探地雷达特性

本文首先利用三维FDTD法对集中电阻加载圆柱形偶极天线的近地面辐射特性进行了计算，给出了天线上电流波形并分析了加载电阻和有耗媒质参数等因素对电流波形的影响；分析并计算了天线“方向图”及其随天线高度和媒质参数变化的规律．其次，利用色散媒质中2．5维FDTD法迭代公式，模拟计算了地下目标雷达回波电平图，并与实际探测结果进行了对比，二者具有较好的一致性；分析了色散媒质参数对雷达探测深度的影响.

无载波脉冲探地雷达窄脉冲发生器的设计

介绍了无载波脉冲探地雷达,对雪崩三极管在窄脉冲信号发生器中的工作原理及其动态过程进行了讨论,提出了相应的动态等效电路模型。通过理论的推导得到输出窄脉冲电压的公式。在做实际电路时通过调节部分电阻电容,使正负脉冲幅度基本保持一致,以达到系统的基本要求。

无载频脉冲探地雷达主控系统小型化设计

介绍了无载频脉冲探地雷达主控系统一种小型化设计。结合主控系统功能需求,详细讨论了其硬件和固件的设计。全部主控功能由单片FPGA完成,其他电路模块亦具有集成度高的特点。

一种新型脉冲探地雷达天线的研制

通过实验测试和 CAD 技术研制出一种适用于脉冲探地雷达的新天线——加载框架天线,并给出了该天线的参考模型及收、发天线相互放置的位置。该天线具有辐射效率高、脉冲响应拖尾小、方向性好、重量轻、操作方便等优点。所以,更适用于做为脉冲探地雷达的天线。

一种应用于脉冲探地雷达前端的探测子系统

高幅度窄脉冲时域脉冲信号源及超宽带低振铃时域脉冲天线是脉冲探地雷达(GPR)的关键部件。通过挖槽技术有效的减少了电磁辐射干扰,设计并研制了脉冲幅度为156.2V,脉冲宽度为1.6ns的MARX级联脉冲信号源。同时首次提出了半圆形天线臂电阻加载天线,相比于传统三角形天线臂电阻加载天线,0.5~7GHz带宽内驻波系数控制在3.5以内,天线时域脉冲的拖尾幅度由17.5%下降到8.3%,具有超宽带、低振铃的特点。最终开展了隐藏目标的探测实验,雷达探测结果成像清晰、浅层目标分辨率高,有力地验证了本文所研究的脉冲探地雷达前端探测子系统的优越性能及潜在的使用价值。

无载波脉冲探地雷达发射机技术分析

无载波的脉冲探地雷达是一种新兴的探测地下浅层目标的重要技术,相比其他的常规技术,因其辨率高、速度快的优点在探矿、地质、考古、国防领域具有良好的发展空间。探地雷达技术主要由主机、发射机(脉冲源)、接收机、天线等构成,发射机属于该技术的核心装置。本文对基于雪崩三极管的无载波脉冲探地雷达发射机技术展开分析。

自适应对消在去除探地雷达信号直达波的应用

基于自适应对消和探地雷达信号中的直达波的性质 ,提出了一种自适应直达波滤除方法 ,通过对模拟实验数据和实测数据的处理 ,验证了这一方法的有效性。另外 ,还给出了其它方法对同样数据的处理结果 ,通过与这些方法相比较 ,自适应直达波滤除法是一种运算量少、信号失真小、并可实时处理的方法。

有耗媒质中目标瞬态谐振特性实验测量与分析

目标识别是雷达探测领域研究的难点问题，本文利用无载频脉冲探地雷达系统对有耗媒质中细长导线状和环状金属目标的瞬态散射特性进行了实验测量，并利用极点展开理论对谐振现象的产生给予了分析和讨论．在瞬态脉冲激励下，有耗媒质中的目标能够产生外部振荡现象，目标谐振时雷达接收信号的幅值比非谐振时大得多．谐振信号的产生与目标形状和特性、媒质参数、激励脉冲的宽度和天线极化特性等因素有关．