探地雷达使用说明1
探地雷达使用说明
天线的频率越低，测的距离越远，分辨率越低，体积越大。 天线的频率越高，测的距离越近，分辨率越高，体积越小。 100hz 可以测15米以内的； 时窗设置400~300 速度32 400hz 可以测3米以内的； 时窗设置 50 速度64 900hz 可以测1米以内的。 时窗设置20 速度128 首先调滤波 是该频率的21~23 再调整体增益和分段增益
标记扩展 1圈100 周长90 （轮子）一般不用调
介电常数 一般为7 混凝土为6.4
实时处理中的道间平均 一定调 连续为10 轮测为 5 点测为128
显示方式 调参数时用彩色
采集用灰度
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探地雷达成像算法研究
探地雷达成像算法研究 摘要 探地雷达(Ground Penetrating Radar,简称GPR)集无损检测、穿透能力强、分辨率高等众多优点而成为检测和识别地下目标的一种有效技术手段。性能优良的探地雷达成像方法有助于精确定位地下目标，同时提高对目标的检测和识别能力，从而推动探地雷达在城市质量监控、地质灾害、考古挖掘、高速公路无损检测、地雷探测等各个方面得到更广泛的应用。 本文以中国电波传播研究所的探地雷达LD-2000为实验设备，从中读取探测数据。以MATLAB为软件平台，实现了探地雷达数据的显示、处理、成像几个部分。其中数据显示方式包括数据的波形堆积图，剖面面色阶图以及带数据波形图；数据处理部分包括直达波的去除、背景噪声的去除、振幅增益等；雷达成像算法部分主要采用波前成像算法和投影层析成像算法。
Imaging Algorithm of Ground Penetrating Radar ABSTRACT GPR (Ground Penetrating Radar, referred GPR) set of non-destructive testing, penetration ability, many advantages of high resolution detection and identification of underground and become the target of an effective technical means. Excellent performance GPR imaging approach helps pinpoint underground targets, while increasing the target detection and identification capabilities, thereby promoting the quality of ground penetrating radar surveillance in the city, geological disasters, archaeological excavation, highway nondestructive testing, mine detection, etc. aspects to be more widely used. In this paper, China Institute of Radiowave Propagation GPR LD-2000 for the experimental apparatus, reads probe data. MATLAB as the software platform to achieve a ground-penetrating radar data display, processing, imaging several parts. Wherein the data includes a data waveform display stacked, with a cross-sectional side view and a gradation data waveform; data processing section includes the removal of the direct wave, the background noise removal, the amplitude gain, etc.; radar imaging algorithm some of the major imaging algorithm and the wavefront projection tomography algorithms.
(参考)智能雷达液位计操作手册
873智能雷达液位计操作手册 （973智能雷达液位计的操作，与873智能雷达液位计完全相同，本手册可供973雷达液位计的用户使用） 前言： 873智能雷达液位计是一种用雷达技术进行液位测量的精密仪表。 以下内容涉及到对873智能雷达液位计基本功能的调试、使用和日常维护的指导。一些选项的功能比如液位报警、标定针补偿、温度测量、模拟输出和压力测量等会在其他的说明手册里进行描述。 法律问题 873智能雷达液位计的机械和电器安装必须由拥有在危险地区安装防爆设备知识和训练的人员来实施。 以下全部说明内容的版权属于荷兰恩拉福有限公司。荷兰恩拉福有限公司对于由下列内容所造成的人身伤害和设备损失不服责任： ●没有按照说明进行操作 ●进行了说明中没有提到的操作 ●没有按照规定实施个人安全保护措施，没有采用安全操作所需要的设备和工具。 电磁兼容性 873智能雷达液位计符合以下的电磁兼容性标准： EN 50081-2 Generic Emission Standard EN 50082-2 Generic Immunity Standard 如果您有任何的疑问，请随时和荷兰恩拉福有限公司联系，也可以和恩拉福在全球的任何代表处联系。
1. 简介 恩拉福873智能雷达液位计是一种使用雷达技术探测液位的精密液位计。这种仪表能够长时间保持很高的液位测量精度，同时非常的可靠，不受环境变化的影响。 873雷达液位计带有4个可编程的液位报警，同时还可以提供自诊断信息。 这些信息都可以显示在表头的显示器上，也可以显示在手操器上，或者远传到控制室在上位机上显示。 873雷达液位计可以安装MPU选项板，用于输出4～20mA模拟信号，这样873可以被连接到控制系统当中或者和模拟记录设备连接在一起。 873雷达液位计还可以通过配备TPU-2或者HSU选项板接入点温度计测量点温度。 873雷达液位计通过配备MPU, HPU或者OPU选项板连接多点温度计，通过多点温度计准确测量产品的平均温度和罐内气相的平均温度。 Honeywell ST3000系列压力变送器可以通过OPU选项板连接到液位计，通过HPU或者HSU 选项板，所有支持HART协议的压力变送器或者水探头都可以接入到液位计。 1.1. 测量原理 雷达液位计是通过发射频率高达10GHz的高频电磁波来检测液位的。 电磁波发射到罐中，被产品的表面反射回液位计。 众所周知，真空中电磁波的传播速度是光速，但是液位的准确测量不能依靠测量传播的时间差，我们测量的是反射波和发射波之间的相位差。电磁波在空中传播的距离可以通过对相位差的计算而获得。 这种测量的原理称为合成脉冲雷达（Synthesized Pulse Radar, SPR）。 873智能雷达液位计通过安装在罐顶的天线单元来产生电磁波。 电磁波通过罐分离器的引导，进入雷达天线。 雷达天线对电磁波进行整形，然后发射到罐中。从液面反射的回来的电磁波被同一个雷达天线接受到。天线单元内部的电子线路会同时测量发射合接受到的信号。 在经过处理之后，数字信号被传送到控制单元。控制单元把测量到的距离转换成实尺或者是空尺，并且上传到现场总线等通讯网络中去。
雷达天线
雷达天线 雷达用来辐射和接收电磁波并决定其探测方向的设备。雷达在发射时须把能量集中辐射到需要照射的方向；而在接收时又尽可能只接收探测方向的回波，同时分辨出目标的方位和仰角，或二者之一。雷达测量目标位置的三个坐标（方位、仰角和距离）中，有两个坐标（方位和仰角）的测量与天线的性能直接有关。因此，天线性能对于雷达设备比对于其他电子设备(如通信设备等)更为重要。 主要参量雷达天线的主要参量有方向图、增益和有效面积。 方向图雷达天线具有一定形状的波束。由于波束是立体的，常用水平截面的波束形状(即水平方向图)和垂直截面的波束形状（即垂直方向图）描述。方向图呈花瓣状，故又称波瓣图(图1)。常规方向图只有一个主瓣和多个副瓣。副瓣电平通常低于主瓣20分贝以上，这样才可能用主瓣来分辨目标的方位和仰角。主瓣半功率点（0.707场强点）间的宽度称为波束宽度。 增益雷达天线在最大辐射方向所辐射的功率与一假想的各向均匀辐射的天线在同一方向辐射的功率之比(其条件为两天线输入的功率相同)。增益G 表示雷达天线在发射时聚束的能力。
有效面积雷达天线接收到的信号功率与来自最大辐射方向的信号的功率密度之比，即天线接收到的信号功率Pr=S×Ae。式中S为信号功率密度；Ae为天线有效面积，表示雷达天线在接收时捕获空中信号的能力。由互易定理可证明G＝4πAe/λ2，式中λ为信号波长。 对一定形式的天线，天线有效面积Ae与实际几何面积A 成正比，即Ae=ηA。式中η为利用系数，一般小于1。 雷达天线设计的主要问题是：①提高天线增益和有效面积,以加大雷达探测距离；②压低天线副瓣电平,以减小测向模糊和提高抗干扰能力；③提高波束扫描速率，以便能同时观察多个目标;④展宽天线系统工作频带,以提高反有源干扰的能力；⑤采用多种技术提高测角精度。 搜索雷达天线搜索雷达又称警戒雷达，用于及时发现远距离目标。搜索雷达天线相当大，面积一般为数十至数百平方米。探测距离达几千公里的预警雷达的天线面积可达几千或几万平方米。这种天线有窄的水平波束（一度至十几度），借以得到一定的方位分辨力；有较宽的垂直波束，以得到较大的仰角覆盖(一般为30°～40°)。搜索雷达有两种典型的天线：阵列天线和反射面天线。阵列天线第二次世界大战初期的警戒雷达多工作在几十至几百兆赫的较低频率上，多采用阵列天线。这种阵列天线由一些辐射单元（半波振子、全波振子或八木天线等）按一定间距（半波长到1～2个波长）排在一平面内，并按一定分布馈
探地雷达操作规程
探地雷达操作规程 （文件编号：****-010） 共1页第1页版本/版次：D/ 0 生效日期：2016-01-01 1. 目的 为了使检测员更好地熟悉和掌握检测仪器的操作方法，保证检测数据的科学、公正和准确性，特制定本规程。 2. 适用范围 适用于探地雷达仪器 3 操作步骤 3.1测试前的安装准备 检查所有部件是否带齐，包括：电池、雷达主机、数据线、处理器电源线、信号线、工具箱、备件、固定用绑扎带、记录本； 3.2试验/检测的工作程序 （1）测试连接。将地质雷达天线通过支架安装。 （2）在扫描前调试主机并对主机进行参数设置。 （3）打开电源，控制天线移动的人员根据操作主机的人员口令，将天线紧贴待测界面上匀速移动。 （4）测试结束。按下stop结束测试点，保存文件并退出； （5）拆除信号线，拆除天线，支架。 3.3扫描之前的仪器调试和参数设置 （1）菜单系统—>设置—>调用，选择所用的天线。 （2）系统—>单位垂直刻度设为时间，单位为ns （3）测程：900M天线探测混凝土的量程约为15纳秒，为使所有有效信号完全显示，一般设置为20ns （4）采样点数：一般设为512或1024 采样点数越多，扫描曲线越光滑，垂直分辨率越好。但是采样点数增大，使得扫 描速率下降 （5）每秒扫描数：64 （6）增益点数：2 （7）垂向高通滤波器：225MHz
（8）垂向低通滤波器：2500MHz （9）数据位：16位 （10）发射率：100 KHz，发射功率越高，采集速度越快，但若采集过高，易损坏雷达系统 （11）信号位置设为手动 （12）表面设为0 （13）调出完整的直达波（首波），调整延时参数 若检测结构与上次相同，可不再次设置以上参数，系统默认上次检测参数。 （14）增益设置为自动，增益函数手动设置，可以改变增益点数多少、并且可以调整各增益点的函数大小，进而调整信号强度。增益函数调整过大，在探测资料中可能 人为造成假象。设置方法为先设为手动，再设为自动。 编制/日期：批准/日期：
CAS探地雷达说明书
CAS探地雷达采集软件说明书 RadarSample 12.10.31 中国科学院电子学研究所 Institute of Electronics, Chinese Academy of Sciences
目录 1 连接WIFI无线网络 (3) 2 RadarSample主界面说明 (4) 2.1 标题栏 (4) 2.2 工具栏 (4) 2.3 图形显示区 (6) 2.4 状态栏 (6) 3 雷达参数设置 (6) 4 调色板设置 (8) 5 保存路径设置 (8) 6 系统设置 (9) 7 GPS设置 (10) 8 滤波设置 (10) 9 背景去除设置 (11) 10 拉伸显示 (12) 11 增益曲线 (13) 12 操作实例 (14)
1 连接WIFI无线网络 在连接WIFI无线网络之前，首先要设置IP地址，如图1-1所示，IP地址设置为“192.168.1.X”，最后一个字段可以是2~255之间的任意数；子网掩码设置为“255.255.255.0”。 图1-1 设置IP地址 然后连接WIFI无线网络。如图1-2所示，点击系统工具栏上的图标，弹出如图1-3所示的操作界面，然后点击相应频率雷达的网络名（网络名为Shielded_+天线频率），最后点击网络名下面的“连接”按钮即可。 图1-2 系统工具栏 图1-3 WIFI连接图
2 RadarSample 主界面说明 RadarSample 采集软件主界面如图2-1所示，可分为4个主要功能区：标题栏、工具 栏、图形显示区和状态栏。 图2-1 RadarSample 采集软件主界面 2.1 标题栏 图2-2 标题栏 标题栏主要显示当前保存的文件名和软件版本，如图2-2所示。 2.2 工具栏 图2-3 采集软件工具栏 工具栏 图形显示区 状态栏 文件名 标题栏 软件版本
雷达技术概述
雷达技术的发展历程及其在现代战争下的发展趋势研究 摘要：文章简要介绍了雷达系统和技术的发展历程，分析了雷达系统与技术发展的特点，提出了现代战争下雷达技术发展展望。 关键词：雷达技术相控阵合成孔径发展历程发展趋势 引言 自从雷达诞生至今，在70 多年的发展历程中，随着科技的不断发展、需求的不断变化，出现了多种体制的新功能雷达，雷达的技术性能、体积和重量、可靠性、维修性、抗恶劣环境的生存能力等也发生了天翻地覆的变化。特别是其在现代战争中的广泛应用，使得对雷达技术的研究具有了重要的意义。 一、雷达系统与技术的发展历程 1．20 世纪30 年代及以前 19 世纪后期，物理学家麦克斯韦、法拉第和安培等人，预言并用数学公式描述了移动电流产生的电磁波的存在情况。1935 年英国和美国科学家第一次研制出能够探测空中飞机的实用米波雷达，至此宣告了雷达的诞生。1936 年美国海军研究实验室研制了T / R （收发）开关，可使雷达系统的接收和发射分系统共用一副天线，大大简化了雷达系统结构。1939 年英国科学家发明了大功率磁控管，克服了甚高频雷达波束和频带窄的缺点，使实用雷达步入了微波频段。 2．20 世纪40 年代 20 世纪40 年代美国辐射研究室把微波新技术应用于军用机载、陆基和舰载雷达取得成功，其代表产品是SCR -270 机载雷达、SCR -584 炮瞄雷达和AN / APQ-机载轰炸瞄准相控阵雷达。20 世纪40 年代主要的雷达技术有动目标显示技术、中继技术以及单脉冲跟踪技术理论的提出。动目标显示技术应用于各型对空警戒雷达，后来应用于着陆引导、岸防等型雷达，其优势是能有效抑制地海杂波，抑制大山、建筑物、风雨雪等静止和慢动目标的干扰能将机载情报传送到地面观测站，能有效加强地空之间的信息联系。 3.20 世纪50 年代 20 世纪50 年代是雷达理论发展的鼎盛时期，雷达设计从基于工程经验阶段，进人了以理论为基础，结合实践经验的高级阶段。50 年代产生的主要理论有匹配滤波器概念、统计检测理论、模糊图理论和动目标显示理论等。各种新技术的应用，出现了诸如脉冲多普勒雷达、合成孔径雷达等新休制雷达。 4.20世纪60年代 20 世纪60 年代雷达系统发展的主要标志是数字处理技术革命和相控阵雷达的应运而生。为了探测洲际弹道导弹，为防空系统提供预测情报，产生了相控阵雷达体制。新一代雷达发展方向是全固态电扫相控阵多功能雷达。雷达信号和数据处理的数字化革命、半导体元件、大规模和超大规模集成电路的应用，使雷达技术的发展日臻完善并达到比较高的水平。
雷达通信简介
雷达通信简介 雷达是利用无线电波来测定物体位置的无线电设备。电磁波同声波一样，遇到障碍物要发生反射，雷达就是利用电磁波的这个特性工作的。波长越短的电磁波，传播的直线性越好，反射性能越强，因此，雷达用的是微波波段的无线电波。 利用雷达可以探测飞机、舰艇、导弹以及其他军事目标，除了军事用途外，雷达在交通运输上可以用来为飞机、船只导航，在天文学上可以用来研究星体，在气象上可以用来探测台风，雷雨，乌云。雷达的基本工作原理 雷达的基本工作原理是:雷达发射机产生足够的电磁能量，经过收发转换开关传送给天线;天线将这些电磁能量辐射至大气中，集中在某一个很窄的方向上形成波束，向前传播;电磁波遇到波束内的目标后，将沿着各个方向产生反射，其中的一部分电磁能量反射回雷达的方向，被雷达天线获取;天线获取的能量经过收发转换开关送到接收机，形成雷达的回波信号。由于在传播过程中电磁波会随着传播距离而衰减，雷达回波信号非常微弱，几乎被噪声所淹没。接收机放大微弱的回波信号，经过信号处理机，可提取出包含在回波中的信息，并在显示器上表示出目标的距离、方向、速度等。 1测量距离 为了测定目标的距离，雷达准确测量从电磁波发射时刻至接收到回波时刻的延迟时间，即电磁波从发射机到目标，再由目标返回雷达接
收机的传播时间。根据电磁波的传播速度，可以确定目标的距离为:S=CT/2。 其中:S为目标距离，T为电磁波从雷达到目标的往返传播时间，C 为光速。 2确定方向 雷达测定目标的方向是利用天线的方向性来实现的。两坐标雷达只能测定目标的方位角，三坐标雷达可以测定方位角和俯仰角。 3测定速度 测定目标的运动速度是雷达的一个重要功能，雷达测速利用了物理学中的多普勒原理。当目标和雷达之间存在着相对位置运动时，目标回波的频率就会发生改变，频率的改变量称为多普勒频移，用于确定目标的相对径向速度。通常，具有测速能力的雷达，要比一般雷达复杂得多，例如脉冲多普勒雷达。 雷达技术发展简史 雷达技术首先在美国应用成功。美国在1922年利用连续波干涉雷达检测到木船，1933年6月利用连续波干涉雷达首次检测到飞机。该种雷达不能测距。1934年美国海军开始发展脉冲雷达。英国于1935年开始研究脉冲雷达，1937年4月成功验证了CH（Chain Home）雷达站，1938年大量的CH雷达站投入运行。英国于1939年发展飞机截击雷达。1940年由英国设计的10cm波长的磁控管由美国生产。磁控管的发展是实现微波雷达的最重要的贡献。1940年11月，美国开发微波雷达，在二次世界大战末期生产出了10cm的SCR-584炮瞄雷达，使高射炮命中率
探地雷达在地下管线探测中的应用
探地雷达在地下管线探测中的应用 张进华,马广玲,姚成虎,缪建文 (南京市测绘勘察研究院,江苏南京 210005) 摘 要:探地雷达技术是如今适应快速、准确、无损地探测地下障碍物而迅速发展的电磁技术。本文通过结合工程实例来探讨探地雷达在地下管线探测中的广泛应用。 关键词:探地雷达;地下管线探测;异常反射 1 前 言 探地雷达(Ground Penetrating Radar,简称GPR)是一种对地下或物体内不可见的目标体或界面进行定位的电磁技术。探地雷达以其探测的高分辨率和高工作效率而成为地球物理勘探的一种有力工具。随着信号处理技术和电子技术的不断发展以及工程实践的增多和经验的丰富积累,探地雷达技术进一步发展,仪器不断更新,应用范围逐步扩大,现已被广泛应用于工程地质勘察、建筑结构调查、无损检测、生态环境等众多领域。本文将以探地雷达在地下管线探测中的应用,说明探地雷达可以有效解决工程上的许多疑难问题,并总结了相关经验和应用效果。 2 探地雷达的原理及工作方法 探地雷达由地面上的发射天线将高频带短脉冲形式的高频电磁波定向送入地下,高频电磁波遇到存在电性差异的地下地层或目标体反射后返回地面,由接收天线接收。高频电磁波在传播时,其路径、电磁场强度与波形将随所通过介质的电性及几何形态而变化,故通过对时域波形的采集、处理与分析,可确定地下界面或地质体的空间位置及结构。 探地雷达通常以脉冲反射波的波形形式记录。波形的正负峰分别以黑白表示,或者以灰阶或彩色表示,这样同相轴或等灰线、等色线即可形象地表征出地下反射面或目标体。在波形图上各测点均以测线的铅垂反向记录波形,构成雷达剖面。根据雷达剖面图便可 收稿日期:2003-07-09判断地下不明障碍物。探地雷达在地下介质中的传播遵循波动方程理论。探地雷达的探测效果主要取决于地下目标体与周围介质的电磁性质差异、目标体的深度与介质对电磁波的吸收作用、目标体的几何形态及规模、干扰波的类型、强度及特点等因素。 探地雷达具有不同的野外工作方法,根据工作区的具体情况可选择剖面法、多次覆盖法以及宽角法等测量方式。实际工作中,测量参数(发射接收天线距、时窗、测点点距、天线中心频率、采样率等)可根据不同要求进行选择,从而得到不同分辨率及不同探测精度的雷达剖面。通常在进入工作区前,应有目的地进行类似场地条件的参数选择试验,以达到最佳探测效果。在进入工作区后应根据实际需要布置测线和测点,并让测线和测点尽量通过被测目的物。在不明显的目的物上进行探测时应尽量加密线距和点距,以利于后面的资料处理与解释。 3 探地雷达的数据资料解释处理及在地下管线探测中的应用效果 近几年来,我们采用加拿大生产的pulse EKKO-100A型探地雷达从事了数百次的地下管线探测工作,取得了丰富的探地雷达探测资料及很好的应用效果。 3.1 资料的处理及解释 探地雷达探测资料的解释包括数据处理和图像解释两部分内容。由于地下介质相当于一个复杂的滤波器,介质对电磁波的不同程度吸收及介质的不均匀性, 63城 市 勘 测2004年
OPTIWAVE7300C雷达液位计操作说明130921
OPTIWAVE7300C雷达液位计参数设置 前言：雷达菜单设计，一切设置在管理员菜单中进行，管理员菜单下有三个并列的菜单：快速设置、高级设置、服务菜单。快速设置是从高级设置中提取出来的部分常用菜单，类似于手机通讯录中的快捷拨号通讯录。你只要选择快速设置---完全设置，按照中文提示一步一步往下走，这台雷达就设置完成了。其它高级设置中的内容仅用于你希望单独做空频谱，或单独修改罐高或单独设置输出电流时或一些特殊功能时用。按＞键—进入菜单选项—按▼键或者▲键切换至“操作员”—按＞键输入密码—▼▲—按▼键或者▲键进入基本参数菜单设置—进行相应参数修改—当有参数需要修改时按确认并返回，退出时出现:保存YES/NO 时按YES—按确认并退出返回。雷达罐高、死区设置
说明：雷达直接测量的量为距离，即雷达基准至液面的距离，物位=罐高-距离，距离测量非常准确，因此物位测量是否准确完全取决于罐高是否设置准确。以实际罐高1800mm，短脖高度300mm为例，设置参数如下： 1.1罐高=实际罐高+短脖高度=1800mm+300mm=2100mm 1.2上部死区（即盲区）=短脖高度+100mm=300+100=400mm 死区设置特别说明：死区的含义为死区以内的雷达反射波不参与运算，这些反射波来自于死区以内的阻挡物如短脖比较细会产生反射导致雷达误判断，如果液位进入不了死区，死区可相应设大一些，无需用尺子量，用肉眼观察短脖高度，只需要比短脖
大一些即可。 1.3输出设置：4mm设置罐底0mm； 20mm设置实际罐高1800mm。 1.其它参数设置 2.1无论任何材质的容器，均设置为金属罐； 2.2 带搅拌或无搅拌的容器，均设置为处理罐； 2.3 敞口罐或闭口罐，均设置为插座； 2.4 遇到体积计算时，全部回车带过，这一部分计算是通过测量到的液位高度和输入的罐体直径来计算物料体积甚至重量。我们只要求测量液位高度，因此这些参数千万不要改动，因为它们会参与运算，如果设置的不合适，雷达会出现计算错误而提醒无法保存的故障。 2.空频谱设置 空频谱的含义：空频谱指给罐体拍照，即将液位以上罐体内的所有干扰物全部拍一张照片储存起来，在正常测量时减去。在快速设置\完全设置进入空频谱设置菜单时，询问容器是否已完全充满，选未充满（无论空罐或未充满均选择未充满，不选空），询问所有运动部件是否已全部开启，选是，询问选择距离编辑，这时候需要特别注意，手动输入距离时，这个输入的距离必须小于雷达基准到达实际液面的距离，如果大于或等于雷达基准到实际液面的距离的话，雷达会将实际液面也拍成照片当做干扰信号了。例如：现在的实际距离是1m，则手动输入空频谱距离时必须小于
雷达天线
雷达天线 （一）天线的功能、原理和参数 1. 天线的功能 ●将发射机的输出集中在一个窄波束内，因此增加了波束内的功率密度。用增 益表示 ●匹配雷达传输线和传输媒介的阻抗 ●截获目标的回波能量。用有效孔径衡量，与增益相关 ●使发射和接收波束转到指定的方向 2、辐射能量在角度上的分布 为了确定阵列辐射能量的分布，人们沿着一条圆弧移动场强计。阵列由一行间隔很近的垂直辐射单元组成 任意一点的场强取决于接收波的相对相位相对相位又取决于到各辐射单元的路程差 零点的产生 当场强计至7号辐射单元的距离比至1号辐射单元的距离大半个波长时，从它们接收的信号相互抵消。该方向上场强为零
旁瓣的产生 当场强计到阵列两端的距离差接近1.5个波长时，只有3到10号辐射单元的信号相互抵消。达到另一个峰值
3. 天线参数 ?波束方向图：天线的发射和接收响应，它是偏离轴线的俯仰角和方位角的函数由天线的尺寸形状照射和频率决定 ? 波束宽度：主天线响应（主瓣）的角宽度，是长度、频率和照射的函数
对电器特性的大天线，波束宽度与天线长度和波长有关 为了抑制旁瓣，大的天线表面并不是均匀利用而是渐进照射，使得周边区域比中心使用效率低，因此有效尺寸比实际尺寸小 ? 有效口径：有效捕获电磁波的投影面积。天线作为接收设备截获信号的面积。随偏离天线轴线的方向变化。一个有效的孔径指标通常是指在天线最大响应的方向。由天线的投影面积和照射函数决定 ?增益：天线所指方向上能量集中程度的度量。天线增益等于在某一特定方向上单位立体角内所辐射的功率与同样总功率在所有方向上即等方向均匀辐射时单位立体角内所辐射的功率之比
一种新型探地雷达天线的设计分析
第３ｌ卷第６期２００９年６月 电子与信息学报 ＪｏｕｒｎａｌｏｆＥｌｅｃｔｒｏｎｉｃｓ＆ＩｎｆｏｒｍａｔｉｏｎＴｅｃｈｎｏｌｏｇｙ Ｖｂｌ．３１Ｎｏ．６ Ｊｕｎ．２００９一种新型探地雷达天线的设计分析 吴秉横纪奕才方广有 （中国科学院电子学研究所北京１００１９０） 摘要：该文研究了一种近似椭圆结构的超宽带偶极子天线。通过设计沿着振子向末端方向渐变的导体臂，可以有效地减小天线末端电流的反射，改善天线的输入阻抗特性，拓宽天线的带宽。由于没有采用任何加载措施，此天线相比电阻加载宽带天线具有更高的效率。采用三维电磁仿真软件对天线进行了分析和设计，根据设计结果实际制作了一副天线样机，并对其电压驻波比和辐射特性进行了测试，测试结果与仿真设计结果吻合良好。仿真结果和实验测试结果表明，该天线在很宽的工作频带内具有良好的阻抗特性和辐射特性。 关键词：探地雷达天线；超宽带；椭圆偶极天线：阻抗特性 中图分类号：ＴＮ９５７．２文献标识码：Ａ文章编号：１００９－５８９６（２００９）０６－１４８７－０３ＤｅｓｉｇｎａｎｄＡｎａｌｙｓｉｓｏｆａＮｏｖｅｌＧＰＲＡｎｔｅｎｎａ 渐ＪＢｉｎｇ－ｈｅｎｇＪｉＹｉ－ｃａｉＦａｎｇＧｕａｎｇ－ｙｏｕ （Ｉｎｓｔｉｔｕｔｅｏ，Ｅｌｅｃｔｒｏｎｉｃｓ，ＣｈｉｎｅｓｅＡｃａｄｅｍｙＳｃｉｅｎｃｅｓ，Ｂｅ讲ｎｇ１００１９０，Ｃｈｉｎａ） Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ａｎｅｌｌｉｐｓｅ－ｌｉｋｅＵＷＢｄｉｐｏｌｅｉｓｉｎｖｅｓｔｉｇａｔｅｄｉｎｔｈｉｓｐａｐｅｒ．Ｂｙｄｅｓｉｇｎｉｎｇａｎｏｖｅｌａｎｔｅｎｎａｓｔｒｕｃｔｕｒｅ，ｗｈｉｃｈｃａｎｅｆｆｅｃｔｉｖｅｌｙｒｅｄｕｃｅｔｈｅｃｕｒｒｅｎｔ ｒｅｆｌｅｃｔｉｏｎａｔｔｈｅｅｎｄｏｆｄｉｐｏｌｅ，ｔｈｅｉｎｐｕｔｉｍｐｅｄａｎｃｅｉｓｉｍｐｒｏｖｅｄ，ａｎｄｔｈｅｂａｎｄｗｉｄｔｈｉｓｗｉｄｅｎｅｄ．Ｔｈｅｄｉｐｏｌｅｉｓｍｏｒｅｅｆｆｅｃｔｉｖｅ ｔｈａｎｔｈｅｒｅｓｉｓｔａｎｃｅｌｏａｄｅｄｂｏｗ－ｔｉｅａｎｔｅｎｎａ．Ｉｎｔｈｉｓａｒｔｉｃｌｅ，ｔｈｅｄｉｐｏｌｅｉｓａｎａｌｙｚｅｄａｎｄｄｅｓｉｇｎｅｄｂｙａｎＥＭｓｉｍｕｌａｔｉｏｎｔｏｏｌ ａｎｄａｓａｍｐｌｅａｎｔｅｎｎａｉｓｐｒｏｄｕｃｅｄｂａｓｅｄｏｎｔｈｅｄｅｓｉｇｎｒｅｓｕｌｔｓ．ＴｈｅＶＳＷＲａｎｄｒａｄｉａｔｉｏｎｐａｔｔｅｒｎｏｆｔｈｅｐｒｏｐｏｓｅｄａｎｔｅｎｎａａｒｅｍｅａｓｕｒｅｄａｎｄｔｈｅｒｅｓｕｌｔｓｐｒｏｖｅｔｈｅｖａｌｉｄｉｔｙｏｆｔｈｅｓｉｍｕｌａｔｉｏｎ．Ｔｈｅｒｅｓｕｌｔｓｉｎｄｉｃａｔｅｔｈａｔｔｈｅｎｏｖｅｌａｎｔｅｎｎａｈａｓａｗｉｄｅｂａｎｄｗｉｄｔｈａｎｄａｇｏｏｄｒａｄｉａｔｉｏｎｐｅｒｆｏｒｍａｎｃｅ． Ｋｅｙ ｗｏｒｄｓ：ＧＰＲａｎｔｅｎｎａｓ；ＵｌｔｒａＷｉｄｅＢａｎｄ（ＵＷＢ）；Ｅｌｌｉｐｓｅ－ｌｉｋｅｄｉｐｏｌｅ；Ｉｍｐｅｄａｎｃｅｃｈａｒａｃｔｅｒｉｓｔｉｃ １引言 基于无载波脉冲体制的探地雷达（ＧＰＲ）由于其非破坏性的探测特点，越来越受到国内外工程部门的关注，近几年得到了长足的发展，现已广泛应用于浅层地下目标的探测之中。探地雷达主要应用于公路、桥梁、隧道以及矿井的无损探测、地质勘探和研究，以及地下管线等各种金属和非金属目标的检测、定位、成像等。 天线是探地雷达系统中至关重要的一个组成部分，它直接影响着整个系统的性能。探地雷达系统普遍采用超宽带窄脉冲信号，因此要求天线应具有良好的辐射特性和宽带特性，以及较好的时域特性。总结各种类型的超宽带天线，只有几种类型的天线可以满足探地雷达的需要，如：电阻加载的蝶形天线，ＴＥＭ喇叭天线及其变形以及螺旋天线等等。其中，蝶形天线…１由于平面的结构以及相对简单的制作方法得到了最广泛的应用。目前通过电阻加载吲此类天线，可以有效地消除天线末端的二次反射，从而获得满意的波形以及驻波特性，但是这类天线的缺点是效率偏低，影响探测效果。 对于超宽带平面天线的研究例，除去蝶形偶极子天线， ２００８－０９－０８收到，２００８－１２－０９改回 国家自然科学基金（６０５５１００２）｛ｆｌ［］家８６３计划项目（２００８ＡＡｌ０２２０５）资助课题通过共面波导馈电的单极子超宽带天线被广泛深入研究，其中不少天线在结构上推陈出新１４－６Ｉ。本文提出了一种特殊形状的偶极子天线，通过设计沿着振子向末端方向渐变的导体臂，有效地降低了天线末端电流的反射、改善了天线的输入阻抗特性，拓宽了天线的带宽。 ２天线的结构 文献ｆｌ，２１提到，通过电阻加载的方法来减小天线末端的电流反射，可以抑制辐射脉冲拖尾，展宽天线工作带宽，然而电阻是能量消耗元件，因此天线的辐射效率相对较低。本文设计的天线并未引入任何电阻元件，具有较高的辐射效率。图１给出了偶极天线的结构。天线的振子由一个半椭圆和半圆组合而成，通过优化确定椭圆的长轴为ａ＝１０ｃｍ，短轴为ｂ＝６ｃｍ，半圆的半径为ｂ，中心馈电点之间的距离是４ｍｍ。整副天线印制在Ｌ×Ｗ的覆铜板上，其中Ｌ＝３４４ｍｍ，Ｗ＝２２０ｍｍ，覆铜板的基底是介电常数巳＝４．９的ＦＲ－４材料。 图１天线的结构图 万方数据
凯孚高频雷达液位计-说明书
高频雷达液（物）位计 型号：KFL622X系列
目录 1、产品概述 (1) 2、仪表介绍 (2) 3、安装要求 (3) 4、电气连接 (5) 5、仪表调试 (10) 6、结构尺寸 (12) 7、技术参数 (14) 8、仪表线性 (16)
高频雷达液（物）位计 1、产品概述 KFL622X系列是26G高频雷达式物位测量仪表，测量最大距离可达70米。天线被进一步优化处理，新型快速的微处理器可以进行更高速率的信号分析处理，使得仪表可以用于各种强腐蚀性液体的测量。 原理 雷达物位天线发射较窄的微波脉冲，经天线向下传输。微波接触到被测介质表面后被反射回来再次被天线系统接收，将信号传输给电子线路部分自动转换成物位信号（因为微波传播速度极快，电磁波到达目标并经反射返回接收器这一来回所用的时间几乎是瞬间的）。 A 量程设定 B 低位调整 C 高位调整 D 盲区范围 测量的基准面是：螺纹底面或法兰的密封面。 注：使用雷达物位计时，务必保证最高料位不能进入测量盲区（图中D所示区域）。 高频雷达液（物）位计特点： ●天线尺寸小，便于安装；非接触雷达，无磨损，无污染。 ●几乎不受腐蚀、泡沫影响；几乎不受大气中水蒸气、温度和压力变化影响。 ●严重粉尘环境对高频物位计工作影响不大。 ●波长更短，对在倾斜的固体表面有更好的反射。 ●波束角小，能量集中，增强了回波能力的同时又有利于避开干扰物。 ●测量盲区更小，对于小罐测量也会取得良好的效果。 ●高信噪比，即使在波动的情况下也能获得更优的性能。 ●高频率，是测量固体和低介电常数介质的最佳选择。
2、仪表介绍 225 应用：各种腐蚀的液体 测量范围： 10米 过程连接：螺纹、法兰 过程温度： -40～130℃ 过程压力： -0.1～0.3 MPa 精度： ±5mm 防护等级： IP67 频率范围： 26GHz 电源：两线制（DC24V）/四线制（DC24V/AC220V ） 防爆等级：Exia ⅡC T6 Ga / Exd IIC T6 Gb 外壳：铝单腔 /铝双腔 / 塑料/ 不锈钢单腔 信号输出：4...20mA/HART（两线/四线）/ RS485 Mod bus 226 应用：耐温、耐压、轻微腐蚀的液体 测量范围： 20米 过程连接：螺纹、法兰 过程温度： -40～130℃( 标准型 ) / -60～250℃( 高温型 ) 过程压力： -0.1～4.0MPa 精度： ±3mm 防护等级： IP67 频率范围： 26GHz 电源：两线制（DC24V）/四线制（DC24V/AC220V ） 防爆等级：Exia ⅡC T6 Ga / Exd IIC T6 Gb 外壳：铝单腔 / 铝双腔 / 塑料/ 不锈钢单腔 信号输出：4...20mA/HART( 两线/四线 ) / RS485 Mod bus 227 应用：卫生型液体存储容器、强腐蚀性容器 测量范围： 20米 过程连接：法兰 过程温度： -40～150℃ 过程压力： -0.1～0.5MPa 精度：±3mm 防护等级： IP67 频率范围： 26GHz 电源：两线制（DC24V）/四线制（DC24V/AC220V ） 防爆等级： Exia ⅡC T6 Ga / Exd IIC T6 Gb 外壳：铝单腔 / 铝双腔 / 塑料/ 不锈钢单腔 信号输出：4...20mA/HART( 两线/四线 ) / RS485 Mod bus
雷达天线
雷达天线 1 雷达天线的简介 雷达中用以辐射和接收电磁波并决定其探测方向的设备。雷达天线具有将电磁波聚成波束的功能，定向地发射和接收电磁波。雷达的重要战术性能，如探测距离、探测范围、测角(方位、仰角)精度、角度分辨力和反干扰能力均与天线性能有关。 雷达天线在空间聚成的立体电磁波束，通常用波束的水平截面图(即水平方向图)和垂直截面图(即垂直方向图)来描述。方向图呈花瓣状，又称为波瓣图。常规的天线方向图有一个主瓣和多个副瓣。主瓣用于探测目标。副瓣又称旁瓣，是无用的，愈小愈好。雷达的战术用途不同，所要求的天线波束形状也不相同。常规雷达的发射波束和接收波束是相同的，一些特殊体制的雷达，发射波束和接收波束不同。脉冲雷达多数是发射和接收共用一个天线，靠天线收发开关进行发射和接收工作状态的转换。有些雷达(如多基地雷达和连续波雷达)，其发射天线和接收天线是分开的。 2 雷达天线的种类 雷达天线类型很多，按其结构形式，主要有反射面天线和阵列天线两大类。按天线波束的扫描方式，雷达天线可分为机械扫描天线、电扫描天线和机电扫描结合的天线 反射面天线由反射面和辐射器组成。辐射器又称馈源、辐射元、照射器，它向反射面辐射电磁波，经反射形成波束。典型的反射面天线是旋转抛物面天线，切割抛物面天线、抛物柱面天线、卡塞格伦天线、单脉冲天线、叠层波束天线、赋形波束天线和偏馈天线等多种形式。机械扫描天线通过机械的方法驱动天线转动，实现天线波束在方位和仰角二维的扫描，扫描的速度较慢。电扫描天线，天线固定不动，波束在方位和仰角二维的扫描，都是用电子技术控制阵列天线上各辐射单元的馈电相位或工作频率来实现，波束扫描的速度很快。机电扫描结合的天线一般是方位扫描由机械驱动天线旋转进行，仰角扫描由电子技术控制各辐射单元的馈电相位或工作频率来实现，因此其方位扫描较慢，仰角扫描很快。有时也把机电扫描结合的天线叫一维电扫描天线。
【CN109903306A】一种基于探地雷达图像的层间脱空识别方法【专利】
(19)中华人民共和国国家知识产权局 (12)发明专利申请 (10)申请公布号 (43)申请公布日 (21)申请号 201910128568.4 (22)申请日 2019.02.21 (71)申请人 东南大学 地址 210000 江苏省南京市江宁区东南大 学路2号 (72)发明人 顾兴宇 章天杰 孙小军 徐向荣 (74)专利代理机构 南京苏高专利商标事务所 (普通合伙) 32204 代理人 王恒静 (51)Int.Cl. G06T 7/136(2017.01) G06T 7/187(2017.01) G01S 13/89(2006.01) (54)发明名称 一种基于探地雷达图像的层间脱空识别方 法 (57)摘要 本发明公开了一种基于探地雷达图像的层 间脱空识别方法，该方法包括：对得到的道路探 地雷达图像转化为灰度图，并将得到的图进行中 值滤波；根据分割阈值点确定层间脱空的位置， 并将中值滤波后的图像以所述分割阈值点进行 二值化；根据估测的层间脱空所在位置，对图像 的部分像素进行删除；选定长条形结构元对图像 进行闭操作，将因分割阈值点导致分离的区域重 新组合成一个区域；对闭操作后的图像进行标记 连通域，对标记了连通域的区域进行特征识别和 提取。本发明的通过自动分析探地雷达图像，快 速准确判断出脱空区域，可节省大量人力资源； 本发明通过设定分割阈值点和闭操作结合能有 效降低脱空数量计算的错误率， 提高检测精度。权利要求书1页 说明书4页 附图4页CN 109903306 A 2019.06.18 C N 109903306 A
权 利 要 求 书1/1页CN 109903306 A 1.一种基于探地雷达图像的层间脱空识别方法，其特征在于，该方法包括以下步骤： (1)对得到的道路探地雷达图像转化为灰度图，并将得到的所述灰度图进行中值滤波； (2)根据中值滤波后的图像的频率直方图选择分割阈值点，根据所述分割阈值点确定层间脱空的位置，并将中值滤波后的图像以所述分割阈值点进行二值化； (3)根据估测的层间脱空所在位置，对图像的部分像素进行删除； (4)选定长条形结构元对步骤(3)得到的图像进行闭操作，将因分割阈值点导致分离的区域重新组合成一个区域； (5)对闭操作后的图像进行标记连通域，对标记了连通域的区域进行特征识别和提取。 2.根据权利要求1所述的基于探地雷达图像的层间脱空识别方法，其特征在于，所述步骤(2)中，分割阈值点为所述频率直方图概率为99.6％的位置处的像素值。 3.根据权利要求1所述的基于探地雷达图像的层间脱空识别方法，其特征在于，所述步骤(3)中，对图像的部分像素进行删除具体包括： (31)计算比值α，其中，d rb为道路的基层厚度，d lt为探地雷达的检测深度； (32)根据比值α得到像素删除临界值H，其中，p pd为探地雷达图像深度方向的总像素数； (33)对探地雷达图像中深度大于H的部分像素进行删除，得到截取后的探地雷达图像。 4.根据权利要求1所述的基于探地雷达图像的层间脱空识别方法，其特征在于，所述步骤(4)中，长条形结构元记为strel＝[1 1 1 1 1]。 5.根据权利要求1所述的基于探地雷达图像的层间脱空识别方法，其特征在于，所述步骤(5)中，对标记了连通域的区域进行特征识别和提取包括： (51)通过预设的面积阈值筛除各个标记了连通域的区域中的杂波并判定可能脱空区域； (52)利用层间脱空区域的长条形状，通过计算(51)中确定的可能脱空区域的最小矩形的长轴和短轴的比值β，来最终判定该可能脱空区域是否为脱空区域。 6.根据权利要求5所述的基于探地雷达图像的层间脱空识别方法，其特征在于，所述步骤(51)中，若标记了连通域的区域面积小于等于面积阈值时，则该区域判定为杂波；否则，若标记了连通域的区域面积大于面积阈值时，该区域判定为可能脱空区域。 7.根据权利要求5所述的基于探地雷达图像的层间脱空识别方法，其特征在于，所述步骤(52)，若β≥B，其中B为预设的临界值，则判定该区域为脱空；否则，β＜B，则判定该区域不是脱空。 2
雷达阵列天线介绍
■开课目的 “阵列天线分析与综合”是电子信息工程专业电磁场与微波通信方向的专业选修课程。课程的任务是使学生掌握阵列天线的基本理论、基本分析与综合方法，掌握单脉冲阵列、相控阵扫描天线的基本理论和概念、以及阵列天线的优化设计思想，培养学生分析问题和解决问题的能力，为今后从事天线理论研究、工程设计和开发工作打下良好的基础。 ■课程要求 ●约有五次作业 ●考核 平时成绩占20％。包括平时作业，出勤情况。 期末考试成绩占80％(一页纸开卷) 雷达阵列天线简介 1、“AN/SPY—1”S波段相控阵雷达 是海军“宙斯盾”(Aegis)武器系统中的一部分，由RCA公司研制。它有四个相控阵孔径，提供前方半空间很大的覆盖范围。 接收时它使用带68个子阵的馈电系统，每个子阵包含64个波导辐射器，总共有68×64＝4352个单元。 发射时，子阵成对组合，形成32个子阵，每个子阵128个单元，总共32×128＝4096辐射单元。 移相器为5位二进制铁氧体移相器，直接向波导辐射器馈电。 为了避免相位量化误差引起的高副瓣电平，后来移相器改为7位二进制移相器，合成的相控阵由强制馈电功分网络馈电，辐射单元也改为4350个，单脉冲的和、差波瓣及发射波束均按最佳化设计。 AN/SPY—1天线正在进行近场测试(RCA公司电子系统部提供) 目前该系统安装在导弹巡洋舰上
导弹巡洋舰上的AN/SPY—1系统 2、爱国者(PATRIOT)多功能相控阵雷达 是Raytheon公司为陆军研制的一种多功能相控阵雷达系统。其天线系统使用光学馈电的透镜阵列形式。和差波瓣分别通过单脉冲馈源达到最佳。孔径呈圆形，包含大约5000个单元，采用4位二进制铁氧体移相器和波导型辐射器单元。它安装在车辆上，并可平叠以便于运输。 爱国者多功能相控阵雷达天线(Raytheon公司提供) 3、机载预警和控制系统(AW ACS) 世界上第一个具有超低副瓣的作战雷达天线是由西屋电气公司为AWACS 系统研制的。它取得成功后，便有很多产品紧随其后，而且常常得到比规定的副瓣电平还要低的副瓣。AWACS雷达天线是波导窄边缝隙阵列，有4000多个缝隙单元。该系统可用于空中监视的预警机，如下图所示。它在可一起转动的圆形天线罩内做机械旋转，在垂直面上用28个铁氧体精密移相器实现相控扫描。
探地雷达毕业报告
地球物理与空间信息学院应用地球物理系 毕业实习报告 题目：探地雷达实习报告 姓名：胡浩 班级：061071-22 学号：20071002609 指导教师：邓世坤 二○一一年四月二十二日
前言 探地雷达是利用超高频脉冲电磁波探测地下介质分布的一种地球物理勘探方法。实践证明，它可以分辨地下1m尺度的介质分布，因此探地雷达方法以其特有的高分辨率在浅层于超浅层地质调查中有着极其广阔的应用前景。 探地雷达利用一个天线发射高频宽带电磁波，另一个天线接收来自地下介质界面的反射波。电磁波在介质中传播的时，其路径、电磁场强度于波形将随所通过介质的电性质及几何形态而变化。因此，根据接收到的波的旅行时间、幅度、与波形资料，可推断介质的结构。 第一章探地雷达的探测原理 探地雷达探测是一种快速、连续、非接触电磁波探测技术，具有采集速度快、分辨率高的特点。探地雷达向地下发送脉冲形式的高频宽带电磁波，电磁波在地下介质传播的过程中，当遇到存在电性目标体时，如空洞、分界面时，电磁波便会发生反射，返回到地面时由接收天线所接收；对接收到的电磁波进行信号处理与分析，根据信号波形、强度、双程走时等参数来推断地下目标体的空间位置、结构、电性及几何形态，从而达到对地下隐蔽目标体的探测。 如图A所示，由发射天线向地下介质中发射一定中心频率的电磁脉冲波，电磁波在地下介质中传播时，遇到介质中的电磁性（电阻率、介电率及磁导率）差异分界面发生反射和透射等现象；被反射的电磁波传回地表，由接收天线接收；通过电脑进行操作和控制；接收天线所接收的地下反射回波信号经由光纤传输到仪器控制台，转换成时间序列信号；这种时间序列即构成每一测点上的雷达波形记录道，它包含该测点处所接收到的雷达波的幅度、相位及旅行时间等信息。由电脑收集并存储每一测点上雷达波形序列，形成一个由若干记录道构成的雷达剖面（见图B）。通过对地质雷达剖面进行处理与推断解释，便可获得探测剖面线下方有关的地质特征与信息（或地下目标体的内部结构特征信息）。