一種用于準單站配置的步進頻探地雷達建模方法

摘要：探地雷達是一種被廣泛使用的無損檢測技術。利用探地雷達對分層媒質進行全波反演時,構建精確的探地雷達正演模型具有十分重要的意義。該文提出一種可用于準單站配置的步進頻探地雷達的建模方法。在該模型中,探地雷達系統及其與分層媒質間的相互作用被表示成線性方程,天線對雷達信號的影響被表示為只與頻率有關的傳輸函數。為驗證模型準確性,該文在實驗室條件下搭建了準單站配置的步進頻探地雷達系統,并對已知厚度的石膏板和木板的雷達測量信號進行全波反演。反演結果表明:石膏板和木板的厚度估計誤差均不超過0.3mm,驗證了所提出的正演模型具有高準確度。利用石膏板和木板搭建分層模型,該文進一步比較了準單站配置和單站配置步進頻探地雷達系統對介電常數差異較小的分層媒質的反演性能。實驗結果表明:準單站配置探地雷達能獲得更精確的反演參數。通過對分界面反射信號的信噪比估計可知,準單站配置比單站配置探地雷達系統能獲得高出約10dB的信噪比,因此具有更好的反演性能。