沥青路面剥落的路面雷达电磁波模拟

针对空气耦合式雷达,建立了路面雷达电磁波在沥青路面结构中传播的二维时域有限差分(2D-FDTD)方程,并进行了沥青路面面层中存在沥青剥落病害的路面雷达电磁波模拟。模拟结果表明:当沥青路面出现沥青剥落区域后,在路面雷达回波的面层界面和基层界面的正反射波中间出现一负反射波,沥青剥落位置决定着该负反射波将会出现在面层界面反射波和基层界面反射波之间的位置;并且随着沥青剥落区域的竖向厚度增加,该负反射波波幅增大。为利用路面雷达快速检测路面沥青剥落病害提供了理论基础。     

ADAS应用中汽车的近场RCS仿真研究

文章使用基于3D电大尺寸仿真软件搭建ADAS应用场景,模拟不同场景下防撞雷达发射电磁波照射到目标车辆并返回到雷达的过程;通过仿真某种应用场景下目标车辆相对雷达不同距离时,雷达接收到的散射能量,根据雷达方程计算出目标车辆在不同距离下的近场RCS。分别将仿真中雷达接收到的散射能量与雷达在道路上实测数据归一化并进行对比分析,二者吻合较好,证明了仿真结果的正确性与可靠性。     

地质雷达在岩溶陷落柱探测中的应用研究

以某隧道洞底陷落柱为例,通过地质雷达对目标体的探测,分析岩溶陷落柱的雷达波组异常特征,准确地探测出陷落柱的位置、规模和埋深;同时,选取典型的雷达波进行频谱分析,探讨岩溶陷落柱和围岩的雷达波频谱特征。岩溶陷落柱雷达波频谱呈现低频大振幅反射,其主频单一且突出;围岩雷达波呈现弱振幅多峰频谱,主频不突出。岩溶陷落柱和围岩雷达波频谱特征存在的显著差异,可作为识别岩溶陷落柱的重要依据之一。实践结果表明,地质雷达在探测岩溶陷落柱中具有有效性和实用性。     

探地雷达电磁波正演模拟研究

利用探地雷达技术对路面结构层进行检测时,根据探测要求而采用不同频率的天线,尝试建立了雷达电磁波在结构层中传播的正演模型,通过得到的合成波模拟了其在结构层中传播的规律。根据经典电磁理论,利用傅立叶积分变换,通过典型激励和实测雷达入射波模拟了雷达电磁波在结构层中的传播情况,得到了合成的反射波,并与实际结构层测试雷达波做了比较。结果表明:频率低的情况下,雷达的分辨率较低,结构分层不明显;随着频率的增大,可以清晰区分出结构分层,但只有在高频率的条件下,结构厚度分层的反射信号才是合理的,能比较真实地反映实际情况。     

T梁混凝土施工质量无损检测技术

采用2种无损测试技术——基于电磁波原理的探地雷达和基于超声脉冲波的超声波,对桥梁T梁施工期混凝土浇筑质量进行检测评估。结果表明,探地雷达适用于检测T梁钢筋位置及其混凝土保护层厚度等,而超声波仪适用于检测混凝土浇筑质量、梁体裂缝深度等。这2种无损检测方法联合使用,可实现对施工期T梁的快速检测,有效地保障混凝土施工质量。     

利用数值模拟仿真探地雷达地下障碍物探测

探地雷达方法没有严格的场地要求,只需满足适用该法的地球物理条件即可,方法简便,效率高,应用范围逐渐拓宽。但在复杂场地条件下,雷达剖面上异常体的判断比较困难。而利用数值模拟方法,结合现场条件,对目标体进行数值模拟计算,参照模拟的结果进行对比解释,将有助于异常体的判断,提高解释的准确性。文中结合探地雷达在地下障碍物探测工作中的实际应用,通过数值模拟初步判断地下障碍物在雷达图像上的反映,进而对采集的资料进行相关分析,取得了良好效果。     

地质雷达波频率与围岩等级相关关系统计分析

雷达波频率反映了组成地层的岩性变化,有助于识别地层,当电磁波通过不同介质界面时,电磁波频率将发生明显变化。为研究区域地质情况与地质雷达波频率的关系,在大量地质雷达隧道超前预报报告和实测数据的基础上,通过对不同围岩类型雷达波频率的统计,按照围岩等级、岩性、水文情况3个方面进行了分析。通过分析得出地质雷达波频率与围岩等级相关关系的统计分析结果： 不同等级围岩的雷达波频率范围有明显差异,围岩工程性质差,频率变低;不同水文状况的同等级围岩,波形频率分布无明显变化。     

本刊特稿

<正>探地雷达(Ground Penetrating Radar,简称GPR)测试技术是利用高频电磁脉冲波在不同电磁性介质中的传播规律,达到探测地下目标体分布形态及特征的一种方法。探地雷达有许多名称,如地面探测雷达、地下雷达、地质雷达、脉冲雷达、表面穿透雷达等,是指利用宽带电磁波以脉冲形式来探测地表之下或不可视物体的内部结构。探地雷达是一种较新的地球物理方     

多普勒雷达在气象中的应用

本文简略回顾了雷达气象学的发展史和多普勒雷达工作原理,指出雷达利用电磁波的散射与吸收、衰减与折射和多普勒效应等基本原理,塑造了多普勒天气雷达并建立了我国新一代多普勒雷达监测网,为在气象业务中监测和预报龙卷、冰雹、大风和暴洪等灾害性天气发挥了重要作用。     

地质雷达检测目标体波相识别

目前地质雷探测技术已经在各个行业得到广泛应用,为了获得地质雷达探测的结果,需要对雷达记录进行处理与判读。雷达记录的波相识别需要坚实的理论基础和丰富的实践经验,需要综合分析目标体反射波的振幅与相位、频谱、同相轴形态等特征。通过工程实例介绍了地质雷达检测隧道、路面典型目标体波相特征及识别分析方法。     

毫米波立体成像雷达

毫米波雷达目前是车用探测雷达中最为主要的探测器件,但目前的毫米波雷达是进行二维扫描平面扫描,如何进行立体扫描是毫米波使用的重要研究方向,文章利用波束集中及3D MIMO计算实现了立体点云扫描。     

RAMAC地质雷达在隧道衬砌检测中的应用

隧道衬砌属隐蔽工程施工。常规检查手段多以钻孔验证为主,带有随机性、有损性,且较盲目。地质雷达是利用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。以北京—化稍营高速公路黄羊山隧道初衬检测为例,阐述地质雷达的原理和工作方式,并通过雷达图像的解析,得出钢拱架、初衬等的图像特点,为同类工程的研究提供参考。     

基于谱剖面技术的路基病害地质雷达探测方法研究

路基病害与地质雷达接收到的频率信号是密切相关的,针对北京市道路路面检测的实际需要,进行了路面下空洞及松散区域等隐伏病害的识别研究。通过总结电磁波在地层中传播的响应,分析了仅从时间剖面上识别路基病害的局限性,提出了对数功率谱分析路基隐伏病害的观点,把时间剖面转换为谱剖面。空洞病害对电磁波的频谱响应具有较高灵敏度,利用对数功率谱算法和高斯窗口函数来计算时间窗口的对数功率谱剖面,提高了对空洞这类隐伏病害的识别能力。经过实际测试证明,利用该技术来分析路基隐伏病害具有良好的效果。     

探地雷达检测公路结构层裂缝实用方法研究

在简要介绍探雷达基本原理及裂缝在雷达剖面上的波组特征基础上,从垂直裂缝数学模型开始,由简单到复杂,按照理论分析数值模拟——物理模拟——现场试验这一流程对探地雷达检测裂缝的理论、方法和实际应用效果进行了系统的分析研究。总结出由单一均匀介质到多层均匀介质等不同情况下裂缝的波组特征规律和检测裂缝的基本方法。由公路工程探测实践表明数值模拟、物理模拟和检测应用具有很好的一致性。采用探地雷达检测公路结构层中的垂直裂缝具有充分的理论依据,实践上是切实可行性的。探地雷达检测裂缝时应选取足够小的横向采样点距和适当主频的天线,并采用合理的处理参数对雷达资料进行分析处理,才能得到直观、可靠的裂缝检测结果。该方法可以对公路结构层中隐含的裂缝进行准确定位,为高速公路路况监控和养护提供了一种新的检测手段。     

汽车ACC毫米波雷达和视觉传感器目标级融合方法研究

自适应巡航控制系统是实现未来智能化汽车辅助驾驶的重要功能之一,以往该系统主要采用毫米波雷达感知周围环境,但是容易出现较多的误识别和漏识别情况。针对现存的问题,文章研究了自适应巡航感知系统,不同于以往单一雷达的方案,本设计采用毫米波雷达和视觉传感器融合的办法改善感知系统的性能。通过搭建电动车传感器数据采集系统,编写CAN通信报文解析程序,分析毫米波雷达和视觉传感器特性等,完成了对雷达和视觉信号的采集及处理,实现了感知系统目标级融合。并在巡航和跟车工况下进行离线仿真,验证了目标级融合方案能够有效地提高感知系统的准确性和合理性。     

汽车电磁干扰故障的诊断与排除

干扰电磁波主要通过两种方式传播：一为“辐射干扰”,它主要干扰无线慢接收装置;二为“传导干扰”,它具有更大的危害性。阐述了电磁干扰机理及产生干扰电磁波的原因。介绍了防止电磁干扰的措施、电磁干扰故障的判断与排除。     

孤石形状与岩土介质对孤石探测的影响研究

采用现场试验和数值模拟相结合的方法,针对不同孤石形状、不同周围岩土介质对地质雷达探测孤石结果的影响进行研究。结果表明:不同形状孤石的雷达波形反射曲线形状有差异,其中球状孤石的反射波形大致为一条双曲线,且曲线较为平滑规则,而块状孤石的反射波形为左右两条双曲线与前部扁平线的组合形状;球状和块状孤石反射曲线中间反射能较大,而曲线两侧翼部反射能较小;球状与块状孤石的反射弧跨度随着截面尺寸的增加呈线性增长,且在相同截面尺寸下两者大致相同;在砂土介质中,孤石处的雷达反射波形比在黏土介质中明显,故周围岩土介质对地质雷达探测孤石结果的准确性有一定的影响。     

探地雷达在隧洞衬砌质量检测中的应用

通过对电磁波在隧洞混凝土衬砌中的反射特征进行研究,并结合具体工程实例,阐述在隧洞衬砌质量检测中根据波形记录和雷达图像如何识别混凝土衬砌脱空、钢支撑、钢筋及保护层厚度、衬砌渗漏、衬砌厚度及衬砌混凝土内部缺陷等反射特征,从而确定隧洞的衬砌质量。     

湿陷性黄土暗穴的综合地球物理探测试验研究

文章是地球物理探测湿陷性黄土暗穴的系列试验成果,大量模拟计算和野外试验表明,电磁波和弹性波的两大类地球物理探测技术,是探测黄土暗穴的主流技术。而高密度电法和瞬变电磁法,则是成本低、效率高、准确率大的有效普查方法;多道瞬态面波技术、浅层地震勘探的组合技术,是实现黄土暗穴精细探测切实可行的实用技术;探地雷达在特定条件下才具备较高的精度。