雷达测厚实验的计划书.docxVIP

雷达测厚实验计划书学院：信息工程专业：电子信息工程组别：第六组指导老师：郭晨成员：黄凯丽刘稳崔静文清王冬冬林军峰张延涛时间：2012年9月30日目录一．摘要……………………………………………………………3二．正文 1.实验目标……………………………………………………3 2.相关背景介绍………………………………………………3 3.实验原理及方法……………………………………………54.原始数据采集………………………………………………85.数据处理及误差分析………………………………………106.实验结论……………………………………………………107.心得体会……………………………………………………11三．附录（参考文献）……………………………………………12摘要为了得到石碑的厚度,本实验中采用了探地雷达技术进行测量。根据探地雷达的工作原理,工作时发射天线向石碑发射高频脉冲电磁波(1 MHz～2 GHz),电磁波在其中传播时,其传播路径、电磁场强度和波形将随所通过介质的电磁属性(介电常数)和几何形态的变化而变化。雷达主机将接收此部分的反射波,并根据其双程传播时间t和计算所得速度计算出各结构层的厚度。通过采用配置有1 600 MHz天线的*****型探地雷达对石碑样件厚度的检测,我们发现在厚度＜**** mm时,检测最大误差为**%。实际的工程检测（如短脉冲雷达监测路基路面厚度）可以证明用短脉冲雷达测量物件厚度时精度是非常高的。本实验采用雷达法测量石碑结构的厚度是切实可行的。正文一:实验目标1、了解雷达的工作原理2、掌握简单的雷达使用方法3、学会运用雷达来测量目标物厚度4、学会对雷达测量数据作简单的分析，并能做出正确处理。二．相关背景介绍探地雷达（Ground Penetrating Radar，GPR）又称透地雷达，地质雷达，是用频率介于10^6-10^9Hz的无线电波来确定地下介质分布的一种无损探测方法。（1）探地雷达的发展历史探地雷达是近几年问世的高科技现代探测仪器，它能够进行地下管线探测、公路质量检测、地下地质结构探测、断层探测、考古等。自从上世纪德国科学家提出用高频电磁波脉冲探测目标物以来，这引起了多国科学家的兴趣，1910年德国利用探地雷达探测地下目标体分布特征的理论；1968年美国开发了最早的探地雷达设备，其初期设备仅限于冰层、岩层等对高频电磁波吸收较弱的介质中；1970年美国地球物理探测仪器公司生产第一台商用探地雷达研究领域走向无损、快速探查；上世纪80年代我国开始引进国外的探地雷达技术，并开始广泛应用与许多领域。（2）探地雷达在道路厚度检测方面的应用随着道路建设的快速发展，道路建设前期的地质结构勘测、验收阶段的评估、乃至后期的维护与修补等方面都尤为重要，所以雷达的应用将在道路检测方面实现其不可估量的价值。目前路面结构层的厚度是评价公路路面质量的关键性指标之一，然而厚度检测和质量评价主要采用钻探取芯的方法，这种方法存在一定的局限性：首先被测点是随机选择的，因而检测结果往往缺乏代表性；其次由于取样点少, 评价结果随机性太大, 所以可信度低,得不到可靠的评价值；而且在目前激烈竞争的公路市场中，有些施工单位在施工中有意识地将路面厚度适当降低, 以争取更大的利益，使用雷达检测可以对施工单位形成一定的威慑作用, 提高施工单位严把质量关的自觉性；更重要的是，这些方法造公路本身就是个很大的破坏，加之检测的速度慢、工作量大，难以适应道路行业快速发展的需要。所以雷达的出现很好的解决了这些问题。（3）实验意义探地雷达作为一种非接触、非破损的路面检测技术，不仅检测精度高、费用低、检测内容丰富，而且检测速度快。今天我们将使用超宽带脉冲雷达测量石碑厚度，利用其相对其他雷达的优越性能：抗干扰性能强、雷达信号具有极高的距离分辨力、超近程探测能力、具有良好的目标识别能力等，进行实验测量。了解探地雷达的发展历史、工作原理，并掌握探地雷达的检测技术。三．实验原理及方法关于超宽带脉冲雷达超宽带雷达系统由波形产生器、发射机、接收机、收发天线和信号处理器等部件组成，其中波形产生器产生超宽带信号波形。它的抗干扰性能强。兼有低频和宽频的特点，具有较强的穿透能力，其测量分辨率高，相对宽带大，可以分辨目标的许多散射点，将这些散射点的回波信号积累，可以改善信噪比，其分辨率可以达到厘米量级。超宽带雷达具有良好的目标识别能力，由于雷达发射脉冲的时间短，可以使目标不同区域的响应分离，使目标的特性突出，从而进行目标的识别。此外，借助信号的款普特性，可以激励目标的众多响应模式，也增加了雷达的目标识别能力。超宽带雷达具有超近程探测能力。传统的雷达在探测近程目标时存在盲区，而超宽带雷达的最小探测距离与距离分辨力大致相等，这一特点使超宽带雷达具有超近程探测能力。（2）测