[碩士]路面雷達電磁波傳播模擬的多頻成分合成方法

內容簡介

　　[碩士]路面雷達電磁波傳播模擬的多頻成分合成方法　　學科專業(yè):道路與鐵道工程　　授予學位：碩士　　學位授予單位：鄭州大學　　學位年度：2011　　探地雷達(Ground Penetrating Radar，簡稱GPR)是一種利用超寬帶電磁脈沖進行地下目標體探測的無損探測儀器，具備檢測速度快、連續(xù)無損傷、高檢測精度和低檢測成本等特點。探地雷達用于道路檢測時，通常將道路材料視為均質材料，基于均質假設來建立路面結構體系模型，采用均勻介質理論進行數(shù)據解釋。實際道路材料組成和構造具有非均質的特征，道路工程材料一般可看作是由固態(tài)、液態(tài)和氣態(tài)三相介質成分組成的混合物，表現(xiàn)出介質的組成和構造非均勻性的特點，不同位置分布的材料介電特性也不盡相同。如果不考慮材料的非均勻性，采用均勻介質理論進行數(shù)據解釋，將不能如實準確的反映實際材料的固有特征。　　本文針對上述探地雷達應用技術存在的問題，開展了探地雷達電磁波在路面非均勻介質中的傳播特性研究。主要研究內容和結論如下:　　 (1)基于試驗，對道路材料(瀝青混凝土、水泥混凝土)的介電常數(shù)進行了研究，數(shù)據分析結果表明實際道路工程材料的非均勻性是客觀存在的?！　? (2)基于電磁波理論，分析了電磁波在一維非均勻介質中的傳播性質，并對反射波與透射波的振幅及傳播速度等進行了研究?！　? (3)結合路面結構體系和道路材料的特點，通過對路面各結構層進行離散劃分的方法，建立了一維非均勻路面介質的等效結構模型。采用多頻成分合成的方法模擬了電磁波在路面非均勻介質的傳播，并編制了相應的程序實現(xiàn)了雷達電磁波的傳播模擬?！　? (4)分析對比了雷達電磁波在均勻介質和非均勻介質中的傳播模擬結果，結果表明，考慮介質非均勻性的模擬反射波與實測反射波的擬合效果更好?！　? 開展探地雷達電磁波在路面非均勻介質中的模擬研究，能夠充分挖掘出雷達模擬波信號中蘊含的豐富材料信息，結果更加符合工程材料的特點，論文研究成果可為探地雷達數(shù)據解釋提供理論支持。

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