第一篇：探地雷达
探地雷达原理及应用读书报告
班级：061094班 姓名：洪旭程 学号：20091001724
探地雷达探测是一种先进的测试技术,是近十余年发展起来的地球物理高新技术方法,以其分辨率高、定位准确、快速经济、灵活方便、剖面直观、实时图像显示等优点,备受广大工程技术人员的青睐。现已成功地应用于岩土工程勘察、工程质量无损检测、水文地质调查、矿产资源研究、生态环境检测、城市地下管网普查、文物及考古探测等众多领域,取得了显著的探测效果和社会经济效益,并在工程实践中不断完善和提高,必将在今后的工程探测领域发挥着愈来愈重要的作用。因此,对广大工程技术人员来说,了解和学习探地雷达的原理及应用是非常必要的。
探地雷达探测技术在方法、仪器等方面仍在发展,其分辨率和探测范围也在不断的提高和扩大,比如美国地球物理调查系统公司(Geophysical Survey System Inc.)的SIRO10H 仪器,其标称的最小探测深度为4 cm ,最大探测深度为50 m ,最小可探测对象尺度为毫米级。但探地雷达探测技术与其它的地球物理勘查技术一样,其探测效果与其应用条件密切相关。
一、探地雷达的工作原理
探地雷达探测的工作原理,简单地说是通过特定仪器向地下发送脉冲形式的高频、甚高频电磁波。电磁波在介质中传播,当遇到存在电性差异的地下目标体,如空洞、分界面等时,电磁波便发生反射,返回到地面时由接收天线所接收。在对接收天线接收到的雷达波进行处理和分析的基础上,根据接收到的雷达波形、强度、双程时间等参数便可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物的探测(如图1 所示)。这是一种非破坏性的探测技术,可以安全地用于城市建设中的工程场地,并具有较高的探测精度和分辨率。
图1 中T 为发射天线, R 为接收天线,电磁波在地下介质中遇到目标体和基岩时发生反射, 信号返回地面由天线R 接收并记录,通过主机的回放处理,就可以得到雷达记录的回波曲线(如图2 所示)。
图2 中横坐标的单位为m ,横轴代表地表面的探测距离,在地表面均匀打点可以得到相应点位的地下介质分布情况;纵坐标
代表的是电磁波从发射到遇见地下目标体或基岩时反射回地面并被仪器接收所需要的时间。有了雷达记录的双程反射时间即可据公式(1)算出该界面的埋藏深度H :
H =(t·c)2 εr(1)其中, t 为目标层雷达波的反射时间;c 为雷达波在真空中的
传播速度(0.3 m/ ns);εr 为目标层以上介质相对介电常数均值。
二、探地雷达数据采集及处理
2.1 数据采集
探地雷达采用高频电磁波的形式进行地下介质的探测，其运动学规律与地震勘探方法类似，因而地震勘探的数据采集方法可以被借鉴到探地雷达野外测量中，其中包括反射﹑折射和透射测量方式。在反射测量方式中以剖面法多次覆盖技术为主，其他方法为辅。剖面法是发射天线和接收天线以固定间距沿测线同步移动的一种测量方式。剖面法的测量结果用探地雷达时间剖面图像来表示。当天线距离很小时，相当于自激自收的数据采集方式，得到的记录能较准确地反映测线处各反射界面的形态和介质体的空间位置等信息。然而，由于地下介质对电磁波的吸收，来自深处界面的反射波会由于信噪比过低而不易识别，这时需应用不同天线距的发射－接收天线在同一测线上进行重复测试，然后将测试记录中相同位置的记录进行叠加，以增强对深部介质探测的分辨率。在探地雷达探测过程中，可以根据现场地形﹑设备状况以及实际需要来选择不同的测量方式。
2.2 数据处理
探地雷达数据处理的目的主要是压制各种噪声，增强有效信号，提高资料信噪比，以最大可能的分辨率在探地雷达图像剖面上显示反射波，以便从数据中提取速度、振幅、频率、相位等特征信息，帮助解释人员对资料进行有效的地质解释。探地雷达的数据处理流程一般分两部分：第一部分为数据编辑，包括数据合并、废道剔除、测线方向一致化、漂移处理；第二部分是常规处理以及探地雷达图像增强处理，包括数字滤波、振幅恢复、均衡、归一化、小波变换、时深转换等。
三、影响探地雷达的因素
影响探地雷达的探测深度、分辨率以及精度的因素主要包括内在与外在的两方面。内在 因素主要是指探测对象所处环境的电导率,介电常数等因素;外在因素主要与探测方法有关, 如探测所采用的频率,采样速度等。在实际应用中,综合考虑这些因素,采用适当的方法技术, 是探测成功与否的关键。本文主要就环境电导率、介电常数以及探测频率的影响做一些探讨。
3.1 环境电导率的影响
环境电导率是影响探地雷达探测深度的重要因素,高频电磁波在地下介质的传播过程中 会发生衰减。由于探地雷达的工作频率较高,一般认为,高频电磁波在地下介质的传播过程满 足介电极限条件,即ωεmσ。ω为电磁波的频率;ε为环境的介电常数;σ为环境的电导率。高频电磁波的衰减系数满足
（1）
其趋肤深度
（2）
实际上,由于大地电阻率一般都比较低, 达不到介电极限条件, 其工作条件介于准静态极限(ωεnσ)与介电极限条件之间。对于静态极限,其趋肤深度
（3）
可见,不管工作条件是在介电极限还是在准静态极限条件,或者是界于两者之间,其趋肤深度 都是随电导率的增大而减少,即环境的电导率越低,高频电磁波的衰减越慢,探测深度越大。在工程实践中,环境电导率的值一般在4～10s)σa + ns σw +(1s)εa + ns εw +(1ε2)/(ε1 + ε2),(7)由于探地雷达是接受反射波的信息来探测目标体,而反射信号的强弱取决于介电常数的差异,因此,介电常数的差异是探地雷达应用的先决条件。
3.3 探测频率的影响
一般的探地雷达都拥有多种频率的天线,一些厂家的天线中心频率低频可达到16 MHz ,高频可达到2 GHz。通常,把探测时所采用的天线中心频率称为探测频率,而其实际的工作频率范围是以探测频率为中心的频带,探测频率主要影响探测的深度和分辨率。当探地雷达工作在介电极限条件时,高频电磁波的衰减几乎不受探测频率的影响,比如,电磁波在空气中传播,由于不存在传导电流,电磁波不发生衰减。但实际上,由于大地电阻率一般都比较低,其工作条件达不到介电极限条件。由于传导电流的存在,高频电磁波在传播过程中发生衰减,其衰减的程度随电磁波频率的增加而增加。因此,在实际工作时,必须根据目标体的探测深度选用合理的探测频率。在工程地质勘察中,勘察深度一般在5～30 m ,选择低频探测天线,要求探测频率低于100 MHz。对于浅部工程地质,探测深度在1～10 m ,探测频率可选择100～300 MHz;对于探测深度在0.5～3.5 m 的工程、环境以及考古勘察工作,探测频率可选用300～500 MHz;对于混凝土、桥梁裂缝等厚度在0～1 m 左右的检测,探测频率一般选用900 MHz～2 GHz。
探测频率是制约探测深度的一个关键因素,同时也决定了探测的垂直分辨率,一般是探测频率越高,探测深度越浅,探测的垂直分辨率越高。对于层状地层,以Tm 表示可分辨的最小 层厚度,λ为高频电磁波的波长, 则有Tm = 0.5λ, 由于λ= v/ f , 其中, v 为电磁波的传播速度, f 为电磁波的频率,而又因(6)式,于是Tm = c/ 2 f ε。由此可见,探测频率和介质的介电常数是决定垂直分辨率的两个主要因素。对于金属圆柱体,其可探测的最小直径约为埋深的8 % ,埋深大于3 m,其可探测的最小直径约为埋深的50 %。探测频率也是制约水平分辨率的一个关键因素。探地雷达向地下传播是以一个圆锥体区域向下发送能量, 如图1 所示。电磁波的能量主要聚集在能量区, 而不是一个单点上。在能量区的中央有一个称为第一Fresnel 带的区域。雷达接收的反射波能量主要来自该区域,因此,反射波的信号反映的是反射区内介质的平均效应,也就是说,当水平尺度小于反射区尺度时,雷达是难以分辨的,而反射区的半径Rf 主要由电磁波的波长λ和反射面的深度R0 决定,其关系为Rf =(λR0 + 1/ 42λ)1/ 2。电磁波频率越高,波长越短,反射区的半径越小,水平分辨率高。
四、探底雷达的应用实例
4.1管线探测中的运用
地质情况
沪宁高速公路改造工程, 在跨越丹阳运河时需进行大口径灌注桩的施工。由于石油天然气管道在设计的桩位附近, 准确位置不详, 为保证打桩工程的安全实施, 需查明该管线精确的水平位置。为了穿越运河, 管线的埋深相当大, 属于超深管线, 所以探测难度较大。
推断解释
采用探地雷达型号为加拿大Sensor & Soft-w are Inc.生产的PU LSE EKKO-4 型。沿着管线的走向一共布置了三条剖面, 每条剖面走向垂直于管线走向, 剖面按照对应的桥桩进行编号, 即分别为55#、52# 和50#。使用天线频率为50MH z, 天线间距为1m, 测点间距为0.25m。探测结果分别如图
3、图4 和图5 所示,雷达探测波形图的水平坐标为距离(单位: m), 左侧纵坐标为雷达波双程传播时间(单位: ns), 右侧
纵坐标为深度(单位: m)。55# 雷达剖面(图3)中, 在水平位置13.5~15.5m、深度方向16~ 18m 区域出现较为明显的异常反射波;在该深度区域内, 所圈定的异常范围内其反射波振幅明显强于周围介质的反射波的振幅, 表明此位置处的确存在强反射体, 即天然气管 道。
52# 雷达剖面(图4)中, 在水平位置19.0~21.0m、深度方向26~ 28m 区域出现较为明显的异常反射波;在该深度区域内, 所圈定的异常范围内其反射波振幅明显强于周围介质的反射波振幅, 表明此位置处的确存在强反射体, 即天然气管道。
50# 雷达剖面(图5)中, 在水平位置17.0~18.75m、深度方向26~ 28m 区域出现较为明显 的异常反射波;在该深度区域内, 所圈定的异常范围内其反射波振幅明显强于周围介质的反射波振幅, 表明此位置处的确存在强反射体, 即天然气管道;此处应当说明的是, 在本条雷达剖面的结束位置处仍没未看到天然气管道反射波与另一侧周围介质的分界面, 是因为该剖面结束位置处有一水沟, 导致测线只能在该位置结束, 因此剖面未能显示出全部异常区。根据本次探测结果, 高速公路桥的基桩距探地雷达探测到的天然气管道中心地面投影位置最小达3.5m, 桩基施工只要控制好垂直度, 不会触及到天然气管道, 可以安全施工。
4.2隧道超前预报中的运用
地质情况
在宜万铁路某施工隧道进行超前预报,测区属构造剥蚀—溶蚀深切割中山,基本地形配置为台原山地和深切峡谷。地势北高南低,山顶高程1 593～1 100 m ,河谷切割深度200～700 m ,山脉一般沿NE 向和EW 向延伸。地形条件对区内岩溶发育起明显控制作用,岩溶发育总体呈深切峡谷型特征。测区地处亚热带温暖湿润气候区,四季分明,冬季干冷少雨,夏季湿热多雨,其气候条件有利于岩溶发育。
推断解释
图2(a)是使用瑞典RAMACPGPR 探地雷达100MHz 主频天线采集的雷达数据,采样频率995 MHz ,采样点数为512 ,天线间隔110 m ,采样间隔011 m。从图上可以明显看出,在掌子面前方519～718 m 和1114～1410 m 之间分别各有一个明显异常。后经开挖验证,第一处异常为不同岩性的界面,第二处异常是一夹泥薄层,并与隧道顶部的一个大溶洞相通,因该地区在预报检测之后发生过大的降雨,在实际开挖时发生了突泥。由于事先采取了有效的防范措施,所以未造成任何工程事故。探地雷达的隧道超前预报工作为隧道安全施工起到了保驾护航的作用。图2(b)是用瑞典RAMACPGPR 探地雷达50 MHz主频天线采集的雷达数据,采样频率为499 MHz ,采样点数为480 ,天线间隔110 m ,采样间隔011 m。
从图上可以看出, 在掌子面前方810～1615 m 处有一处明显异常。数据采集过程中,发现隧道已开挖部分大多为碳质灰岩,而在接近掌子面的地段,碳质灰岩中夹杂的方解石明显增多,这是岩溶发育或裂隙发生的初步特征,因此判断该处异常可能是富含水。经开挖验证,现场情况与预报结果相符。
4.3水坝渗漏检测中的运用
地质情况
黑龙江省甘南县某水库始建于1958 年, 为省内大型水库。该水库的坝型为粘土均质坝, 表层为块石护坡。1998 年遭受超百年不遇洪水, 库区水位达205.69 m, 土坝后坡在高程193~ 200 m 范围内发生33 处面积不等的严重散浸(散浸是指在坝体下游出现零星分布的多处浸水现象)和局部的集中渗流。
推断解释
为了查明造成散浸的原因, 查明散浸点在坝体内的分布情况, 采用地质雷达方法对坝体进行了全面的检测。在平行坝轴线在坝顶、前坡马道、后坡马道共布置5 条地质雷达测线。地质雷达工作频率为40 MHz, 时间窗口为900 ns, 64 次迭加, 天线间距1 m, 采样点距1 m。坝顶测线的雷达检测结果显示, K 0+ 060-K 0+ 120 及K0+ 240-K0+ 400 桩号的雷达图像中出现多处无规律地呈零星分布的强反射, 图1 为桩号K0+ 240-K0+ 400 的雷达测量剖面图。图中强反射区距坝顶埋深约10~ 12 m。由于该水坝是均质土坝, 雷达工作场地也没有其他干扰因素, 因此, 这种呈零星分布的强反射只能是坝体局部粘土受水浸润处于相对饱和状态, 与周围未受到水浸润的粘土形成明显的电性界面所形成。可见, 在带压力的水体作用下, 长期受浸泡的土体粘粒形成泥浆, 并向坝体下游逐渐渗出, 形成散浸。后期的钻探取心表明,桩号K0+ 235-K0+ 400 处坝顶11 m 以下的粘土含水量明显大于其它地段, 是发生散浸的严重区段。散浸现象在雷达图像上表现为断断续续的强反射,呈零星的条带状分布, 强反射处雷达波的视频率变低, 波形变宽, 并伴有较强的多次波出现。
参考文献
[1] 李大心.探地雷达方法及应用[ M ].北京: 地质出版社, 1994.[2] 陈军, 赵永辉, 万明浩.探地雷达在地下管线探测中的应用.(同济大学海洋与地球科学学院)[3]王正成1 ,谭巨刚2 ,孔祥春3 ,汪桂荣3 ,纪勇鹏3.探地雷达在隧道超前预报中的应用(11 中国地质大学(北京),北京 100083;21 湖南省地球物理地球化学勘查院,长沙 410000;31 北京鑫衡运科贸有限责任公司,北京 100029)[4] 董延朋，孔祥春.影响探地雷达工作的因素分析.(1.山东省水利科学研究院,山东济南250013;2.北京鑫衡运科贸有限责任公司)[5] 刘立春.岩溶隧道探地雷达超前预测预报技术.(中铁十三局集团有限公司, 吉林长春130033)[6] 肖宏跃1，雷 宛1，杨 威2.探地雷达特征图像与典型地质现象的对应关系.(1.成都理工大学信息工程学院，四川 成都 610059;2.中国水电顾问集团成都勘测设计研究院，四川 成都610072)[7] 李大洪.探地雷达的应用现状及发展前景.(煤炭科学研究总院重庆分院 630037)[8] 常铮.探地雷达的工作原理及应用
戴前伟 ,吕绍林 ,肖彬.探地雷达的应用条件探讨.(1.中南工业大学,长沙 410083;2.深圳市勘察研究院,深圳 518026)[10] 薛建1, 王者江1, 曾昭发1, 田钢1, 董彦明2, 李连杰2, 宋克民2.地质雷达方法在水坝渗漏检测中的应用(1.吉林大学地球探测与信息技术学院, 吉林长春130026;2.吉林省水利水电勘察设计研究院, 吉林长春130012)
第二篇：探地雷达隧道检测报告
探地雷达测试报告
编 号:少微山-2012-2
项 目 名 称： 少微山隧道衬砌质量无损检测
委 托 单 位：丽水市中恒工程检测有限公司
地 点： 丽 水 市 紫 金 路
单 位： 丽水市中恒工程检测有限公司
二0一二年二月十九日
注 意 事 项
1.复制的报告或有涂改的报告无效。2.报告无审核人及批准人签字无效。
3.对报告若有异议，应于收到报告之日起十五日内向检测单位提
出。
地址：丽水市开发北路149号 邮政编码：323000 电话：0578-2058979 传真：0578-2058977 电子邮箱：318389752@QQ.com
丽水中恒工程检测有限公司隧道无损检测报告
项目名称: 少微山隧道衬砌质量无损检测 委托单位: 丽水市中恒工程检测有限公司
检测人员：
报告编写：
报告审核：
I
丽水中恒工程检测有限公司隧道无损检测报告
目 录
1.工程概况............................................................3 2.检测依据............................................................3 3.检测精度要求........................................................3 4.检测原理............................................................3 5.采用的仪器和设备....................................................3 6.测线布置............................................................7 7.数据处理和解释......................................................7 8.探地雷达检测结果....................................................9 9.探地雷达检测结果...................................................20
II
丽水中恒工程检测有限公司隧道无损检测报告
青岛LTD探地雷达检测报告
1.工程概况
略
2.检测依据
根据
TB 10223-2004
J341-2004《铁路隧道衬砌质量无损检测规程》
JTG F60-2009《公路隧道施工技术规范》
JTG F80/1-2004《公路工程质量检验评定标准》第一册 土建工程
3.检测精度要求
厘米级
4.检测原理
(1)地质雷达(GroundPenetratingRadar，简称GPR)检测原理
地质雷达方法是一种用于确定地下介质分布的广谱(1 MHz一1GHz)电磁技术。可广泛地应用于浅层的混凝土结构、构造以及于浅层的地质结构、构造和岩性检测。它是利用超高频脉冲电磁波为震源，多以自激自收的形式，可采用连续、间断两种方式探测地下介质分布的一种地球物理勘探方法。具有快速、无损、连续检测、实时显示等特点。
地质雷达检测原理是根据地质雷达这一超高频短脉冲(106-109Hz)电磁波在结构介质中传播规律确定的。质中传播规律确定的。
电磁波在介质中传播时，其路径、电磁场强度与波形将随所通过介质的电性质及几何形态而变化。因此，根据接收到波的旅行时间(亦称双程走时)、幅度与波形数据，可推断介质的结构。
由于地质雷达的发射天线与接收天线之间距离很小，甚至合二为一。当被检结构倾角不大时，反射波的全部路径几乎是垂直平面的。因此，在测线不同位置
丽水中恒工程检测有限公司隧道无损检测报告
上法线反射时间的变化就反映了被检结构的构造形态。地质雷达工作频率高，在工程及地质介质中以位移电流为主。因此，高频宽带带电磁波传播，实质上很少频散，速度基本上由介质的介电性质决定。因此，电磁波传播理论与弹性波的传播理论有许多类似地方。两者遵循同一形式的波动方程，只是波动方程中变量代表的物理意义不同。地质雷达检测理论是基于地质雷达两者遵循同一形式的波动方程，只是波动方程中变量代表的物理意义不同。地质雷达检测理论是基于地质雷达介电常数有关，雷达检测的探测效果主要取决于不同介质分接口的电性差异的大小，即介质层间介电常数差异越大，则探测效果越好，介质异常在雷达剖面上反映也就越明显，从而易于识别。实测时雷达波通过天线进入衬砌及围岩中，图1 雷达探测原理示意图
遇到材质有差别的介质时，产生接口反射，接收天线接收到反射波，测出反射波
4z2x2的入射、反射双向走时t，就可计算出反射波走过的路程长度，从而
v求出天线距反射面的距zvt（图1）。式中 z为天线到反射面的距离(m)；t2为雷达波从发射至接收到反射波的走时，用ns(纳秒计)，1ns=10-9秒；x为收发天线间距离(m)；v 为雷达波的行走速度(m／ns)；可以用几何光学的概念来看待
c直线传播的雷达波的透射和反射。v0。其中 C0 为雷达波在空气中的传播速度约30cm/ns；ε为介电常数，由波所通过的物质决定。(2)超声波法检测原理
混凝土的物理力学性质受其内部结构特性与外部环境条件等多种因素制
丽水中恒工程检测有限公司隧道无损检测报告
约，其声波传播特性反映了混凝土的应力应变关系。根据弹塑性介质中波动理论，应力波波速为：
VPE(1)
(1)(12)其中E为介质的动态弹性模量，ρ为密度，μ为泊桑比。而弹性模量与介质的强度之间存在相关性。超声波在混凝土中的传播参数（声时值、声速、波幅、衰减系数等）与混凝土介质的物理力学指标（动弹模、密度、强度）之间的相关关系就是超声检测的理论依据。当混凝土介质的构成材料、均匀度、施工条件等内外因素基本一致时，超声波在其中的传播参数应基本一致；而介质中存在缺陷时，超声波则在传播过程中产生绕射、反射、衰减等变化现象，使其声时、声速、频谱等产生变化。高精密声波反射—接收仪器及传感器可记录与描述混凝土的内在质量。
5.采用的仪器和设备
根据使用领域的要求，我们使用LTD-2100型探地雷达主机配置400MHz，1500MHz屏蔽天线。
探地雷达不同频率天线的测深能力不同，频率越低，探测深度越大，但是分辨率会降低；频率越高，探测深度越浅，分辨率会提高。探地雷达探测参数设置：
400 MHz屏蔽天线，采样点512，采集时窗70ns，手动迭加4次，采用测距轮触发探测方式，有效检测深度为2～3米，检测精度和深度可满足混凝土结构工程要求。
1500MHz屏蔽天线，采样点512，采集时窗20ns，手动迭加4次，采用测距轮触发探测方式，有效检测深度为0.1～0.5米，检测精度和深度可满足钢筋混凝土结构工程要求。
检测设备及现场照片如下图所示：
丽水中恒工程检测有限公司隧道无损检测报告
图（1）LTD-2100型探地雷达主机
图（2）400MHZ屏蔽天线
图（3）1500MHZ屏蔽天线
丽水中恒工程检测有限公司隧道无损检测报告
6.测线布置
根据测试要求，在丽水市少微山隧道进行了二衬数据采集测试。
数据处理和解释：
探测的雷达图形以脉冲反射波的波形形式记录，以波形或灰度显示探地雷达垂直剖面图。探地雷达探测资料的解释包括两部分内容：一为数据处理，二为图像解释。由于地下介质相当于一个复杂的滤波器，介质对波的不同程度的吸收以及介质的不均匀性质，使得脉冲到达接收天线时，波幅减小，波形变得与原始发射波形有较大的差异。另外，不同程度的各种随机噪声和干扰，也影响实测数据。因此，必须对接收信号实施适当的处理，以改善资料的信噪比，为进一步解释提供清晰可变的图像，识别现场探测中遇到的有限目标体引起的异常现象，对各类图像进行解释提供依据。
图像处理包括消除随机噪声、压制干扰，改善背景；进行自动时变增益或控制增益以补偿介质吸收和抑制杂波，进行滤波处理除去高频，突出目标体，降低背景噪声和余振影响。
图像解释和识别异常是一个经验积累的过程，一方面基于探地雷达图像的正演结果，另一方面由工程实践成果获得。只有获得高质量的探地雷达图像并能正确的判别异常，才能获得可靠、准确的探测解释结果。
识别干扰波及目标体的探地雷达图像特征是进行探地雷达图像解释的核心内容。探地雷达在接收有效信号的同时，也不可避免地接收到各种干扰信号，产生干扰信号的原因很多，干扰波一般都有特殊形状，在分析中要加以辨别和确认。
主要判定特征：
1.密实：衬砌信号幅值较弱，波形均匀，甚至没有界面反射信号； 2.不密实：衬砌界面反射信号强，信号为强反射信号，同相轴不连续，错断，一般区域化分布；
3.空洞：衬砌界面反射信号强，呈典型的孤立体相位特征，通常为规整或不规整的双曲线波形特征，三振相明显，在其下部仍有强反射界面信号，两组信号时程差较大；
4.脱空：衬砌界面反射信号强，呈带状长条形或三角形分布，三振相明显，通常有多次反射信号；
丽水中恒工程检测有限公司隧道无损检测报告
5.钢筋网:有规律的连续的小月牙形强反射信号,月牙波幅较窄； 6.钢拱架：单个的月牙形强反射信号,月牙波幅较宽； 7.钢格栅：连续的两个双曲线强反射信号。
丽水中恒工程检测有限公司隧道无损检测报告
7.探地雷达检测结果
⑴ 少微山隧道二衬边墙钢筋网分布测试： ① GC400MHz屏蔽天线钢筋测试结果：
② GC400MHz屏蔽天线二衬缺陷测试结果
丽水中恒工程检测有限公司隧道无损检测报告
⑵少微山隧道边墙二衬厚度测试： ①GC400MHz屏蔽天线测试结果：
②GC400MHz屏蔽天线测试厚度报表：
丽水中恒工程检测有限公司
2012年2月19日
丽水中恒工程检测有限公司隧道无损检测报告
第三篇：探地雷达的发展与现状
探地雷达的发展与现状
探地雷达的历史最早可追溯到20世纪初。1904年，德国人Hülsmeyer首次将电磁波信号应用于地下金属体的探测。1910年，Leimback和Löwy以专利形式提出将雷达原理用于探地，他们用埋设在一组钻孔中的偶极天线探测地下相对高导电性质的区域，正式提出了探地雷达的概念。1926年Hülsenbeck第一个提出应用脉冲技术确定地下结构的思路，他指出介电常数不同的介质交界面会产生电磁波反射。由于地下介质具有比空气强得多的电磁衰减特性，加之地下介质情况的多样性，电磁波在地下的传播比空气中复杂的 多，之后二三十年尽管在美国出现过一些相关的专利，这项技术很少被运用到其它领域,直到50年代后期，探地雷达技术才慢慢重新被人们所重视。探地雷达在矿井(1960,J.C.Cook)、冰层厚度(1963,S.Evans)、地下粘土属性(1965,Barringer)、地下水位(1966,Lundien)的探测方面得到了应用。1967年，一个与stern最初用于冰川探测的仪器类似的系统被设计研制出来，1972年Procello将其于探测月球表面结构。同样在1972年，Rex Morcy和Art Drake开创了GSSI(Geophysical Survey Systems Inc.)公司，主要从事商业探地雷达的销售。随着电子技术的发展，数字磁带记录问世，加之现代数据处理技术的应用，特别是拟反射地震处理的应用，探地雷达的实际应用范围在70年代以后迅速扩大，其中有 ：石灰岩地区采石场的探测(1971,Takazi;1973,kithara;)、淡水和沙漠地区的探测(1974,R.M.Morey;1976,P.K.Kadaba)、工程地质探测(1976,A.P.Annan和J.L.Davis;1978,G.R.Olhoeft,L.T.Dolphin)、煤矿井探测(1975,J.C.Cook)、泥炭调查(1982,C.P.F.Ulriken)、放射性废弃物处理调查(1982,D.L.Wright;1985,O.Olsson)、以及地面和井中雷达用于地质构造填图(1997,M.Serzu)、水文地质调查(1996,A.Chanzy;1997,Chieh-Hou Yang)、地基和道路下空洞及裂缝调查、埋设物探测、水坝的缺陷检测、隧道及堤岸探测等。
自70年代以来、许多商业化的通用数字探地雷达系统先后问世，其中有代表性的有：美国Geophysical Survey System Inc公司的SIR系统、Microwave Associates 的MK系列，加拿大Sensor & Software的Pulse Ekko系列，瑞典地质公司(SGAB)的RAMAC/GPR系列，日本应用地质株式会社OYO公司的GEORADAR系列及一些国内产品(电子工业部LTD系列，北京爱迪尔公司CR-20、CBS-900等)。这些雷达仪器的基本原理大同小异，主要功能有多通道采集、多维显示、实时处理、变频天线、多次叠加、多波形处理等，另外还有井中雷达系统，多态雷达系统，层析成像雷达系统等。
国内探地雷达的研究始于70年代初。当时，地矿部物探所、煤炭部煤科院，以及一些高校和其他研究部门均做过探地雷达设备研制和野外试验工作，但由于种种原因，这些研究未能正式用于实际。90年代以来，由于大量国外仪器的引进，探地雷达得到了广泛的应用与研究。1990-1993年，中国地质大学(武汉)在国家自然科学基金资助下，开展了大量的理论研究和工程实践，取得了不少成果。探地雷达主要应用领域有隧道(1998，隋景峰 ；2001，刘敦文等)、水利工程设施(1997，赵竹占等)、混凝土基桩(2000，李梁等)、煤矿(1998，刘传孝等)、公路(1996牛一雄等 ；1997，沈飚等)；岩溶(1994，王传雷，祁明松 ；1995，李玮，梁晓园)；工程地质(1994，胡晓光 ；1999，刘红军，贾永刚)；钻孔雷达(1999，宋雷，黄家会)等。
第四篇：市财政局探索运用雷达探地技术 加强工程结算审核工作
市财政局探索运用雷达探地技术 加强工程结算
审核工作
发布时间： 2011-08-30 07:57:29来源： 市财政局浏览次数：3401字号：大 中 小
多年来，我市对市政道路工程检测一直采用传统的钻孔取芯法进行。此种方法对路面面层具有一定的破坏性，而且由于所选取的面层具有很大的随机性，在道路工程、隐蔽工程施工中存在的偷工减料、虚假签证等现象，给财政投资审核工作带来很大难度。
为减少上述现象的发生，确保工程结算审核科学合理、高效精确，避免财政资金不合理支出，从今年4月份开始，市财政投资审核中心在市财政局创新理财思路指导下，转变工作方法，创新工作思维，在市政道路工程审核上由依靠传统方法转向依靠科技手段，会同市工程质量监督站等相关部门，组成课题研究小组，采用“探地雷达”技术对我市市政道路面层厚度开展无损检测实验，根据雷达探测到的数据进行审核测定。经过4个半月的大量实验，这项技术在我市工程审核工作中已初步显示了科学与实用价值，据了解，目前我省其他市在道路工程审核工作中还未采用此项技术。
运用雷达探地技术对道路路面进行无损检测，可以快速、准确、直观显示道路内部结构,改变以往对于隐蔽工程进行审核测量只能采用破坏拆除的方式，具有探测数据精确、探测效率高的优点，可以有效避免一些人为因素，同时不破坏已完工程结构。这项技术将在控制市政道路施工质量、改善路面设计、优化道路改造方案及提高路网养护水平等方面发挥重要作用。今后，市财政投资审核中心将通过探索制定雷达探地检测规范标准、操作规程和检测规程，使这项技术在财政审核过程中运用的更科学、更规范，并在工作中积极探索，不断创新，使更多新技术运用于财政审核工作。
第五篇：雷达基础知识
雷达工作时发射无线电波，依靠接收器接收物体反射回波来判断其距离，速度和移动路线 雷达技术定义：
[ 转自铁血社区 http://bbs.tiexue.net/
雷达技术就是利用电磁波对目标进行测向和定位。它发射电磁波对目标进行照射并接收其回波，经过处理来获取目标的距离、方位和高度等信息。雷达一词是英文Radar的音译，它是Radio Detection and Ranging几个英文单词词头的缩写，意为“无线电检测和测距”。雷达技术涉及到天线、接收、发射、控制、显示、数据处理、收发开关、调制器、定时器及微电子等技术领域。雷达技术作为一种技术探测手段，具有白天黑夜均能检测到远距离的较小目标，不为云、雾和两所阻挡，具有探测距离远，测量目标参数速度快等特点，因此，它不仅用于军事目的，还广泛地应用到民用事业和各项科学研究中，如交通管制、气象预报、资源探测、航天、电离层结构和天体研究等等。雷达可以按照不同的方法进行分类：按雷达波段可分为米波雷达、分米波雷达、厘米波雷达、毫米波雷达及其他波段雷达等；按雷达发射信号形式或信息加工方式可分为脉冲雷达、连续波雷达、脉冲压缩雷达、动目标显示雷达、脉冲多卜勒雷达等；按雷达架设地点不同可分为地面雷达、航空器载(机载)雷达、船舶载雷达、航天器载雷达等；按雷达完成的战术任务不同可分为：远程和超远程警戒雷达、指挥引导雷达、炮瞄雷达、跟踪测量雷达、导弹制导雷达、航空管制雷达和气象雷达等；按天线特点可分为相控阵雷达，合成孔径雷达和共形天线雷达等等。不论怎么分类，雷达基本上划分为连续波和脉冲雷达两大类。各类雷达的研究、发展和设置由雷达所承担的任务来决定。国外概况：
雷达技术的基本概念形成于20世纪初。20年代的研究证明了雷达技术可发现船只，并用于测量电离层的高度。30年代初开始研制探测飞机的脉冲雷达技术。从30年代中开始，军事部门利用雷达技术来测定远距离或看不见的目标的方向、距离和大小之后，雷达技术得到了迅速发展。特别是在第二次世界大战初期，英国利用新出现的雷达设备在邻近德国的本土海岸线上(英伦海峡沿岸)布设了一道观测敌方飞机的早期报警雷达链，使伦敦城及其周围的机场不致遭到德国法西斯入侵飞机的突袭，对保卫英国本土起了决定性的作用，从此，雷达技术引起世界各国的关注。在第二次世界大战期间，由于作战的需要，雷达技术发展极为迅速，新的雷达器件不断现出，雷达使用频率不断扩展，作战使用效率不断提高。在战前的雷达器件和技术只能达到几十兆赫。大战初期，德国首先研制成大功率三、四极电子管后，雷达工作频率可达500兆赫以上，这不仅提高了雷达探索和引导飞机的精度，而且也提高了高炮控制雷达的性能，使高炮命中率更高，1939年，英国发明工作频率为3000兆赫的功率磁控管以后，雷达技术开始向空中发展，地面与空中雷达投入使用，使盟军在空战和海-空作战方面取得了优势。大战后期，美国进一步把雷达技术使用的磁控管的工作频率提高到10吉赫，实现了机载雷达小型化并提高了测量精度。在高炮火控方面，精密自动跟踪雷达技术使高炮命中率从战争初期的数千发炮弹击落一架飞机，提高到数十发击中一架飞机，命中率提高了二个数量级。随着电子技术和武器装备的发展，雷达技术不断向前推进，新的雷达体制不断涌现，并相继建立了许多防空预警雷达系统(网)。就雷达技术和体制而言，40年代后期出现了动目标显示技术，诞生了动目标显示雷达，这有利于从地杂波和云雨等杂波背景中发现目标。50年代，雷达技术已经较广泛地采用了动目标显示、单脉冲测角和跟踪以及脉冲压缩技术，并研制出高分辨力的合成孔径雷达技术。60年代出现了相控阵雷达、超视距雷达和三坐标雷达，并将合成孔径雷达推广到民用。70年代固态相控阵雷达和脉冲多普勒雷达问世。从雷达技术的应用而言，随着50年代高速喷气式飞机的出现，60年代低空突防飞机、部分轨道轰炸武器和中、远程弹道导弹以及军用卫星的出现，人们研制了低空警戒雷达、超远程警戒和跟踪测量雷达，并建立了专门用于对付这些目标的雷达预警系统，如50年代美国为对付前苏联远程轰炸机的威胁，相继建立了“松树预警线”、“远程预警线”和“中加拿大预警线”；60年代为对付弹道导弹威胁建立了“北方弹道导弹预警系统”；60年代至70年代初建立了“潜射弹道导弹预警系统”；到70年代和80年代又决定用更先进的雷达(包括固态大型相控阵雷达)对上述系统进行改进，以使这些防空预警系统现代化，并使其中的一些大型系统具备一机多能(情报搜集、预警、跟踪、对空间目标的编目监视以及攻击制定)和对付多目标的能力。目前，美国和前苏联的雷达(现在主要由俄罗斯接管)无论从雷达体制的多样性、雷达技术水平的先进性、雷达预警系统的完整性以及大型雷达的数量等方面看，它们均处于世界前列，各种体制的雷达，它们都拥有，有的只有它们建成了，如大型后向散射超视距雷达，美国从80年代初到90年代初建造了两部。前苏联从80年代初开始至苏联解体时为止，共建造了四部。探测距离与跟踪距离达数千公里的大型雷达及雷达网，国外只有它们两家拥有。如陆(海)基先进的大型相控阵雷达系统，前苏联最多，达20多部，美国也有9部。这些大型雷达系统一部的建造费用少则几千万美元，多则达数亿美元，如美国的后向散射超视距雷达(原计划用25亿美元建四部)。陆基大型相控阵雷达尽管技术上已经成熟和完善，但是，冷战结束后，其发展暂处于稳定状态，近几年，美国和俄罗斯很少新建这类雷达，相反，俄罗斯由于经济方面的原因，其大型相控阵雷达的数量还在减少，如1998年8月已关闭了位于拉脱维亚的雷达站。另一方面，由于相控阵雷达具有一机多能、波束易控以及对付多目标等优点，它在机载和舰船载应用方面仍是雷达技术发展的方向，国外仍在大力发展中，如美国、英国、法国等均在为先进战斗机及联合攻击战斗机研制固态相控阵雷达，以提高战斗机的多目标、多功能及远程攻击能力；美国和以色列等国家还在研制新的装载相控阵雷达的预警飞机。
雷达技术从军方开始利用它来测定远距离或看不见的目标的方向、距离、大小等为起点，其发展已经历了六十多年，时至今日，仍方兴未艾，蓬勃发展。雷达体制从开始时单一的脉冲制，发展成为今天拥有动目标显示、合成孔径、相控阵、超视距以及脉冲多普勒等多种体制。雷达功能不断扩展，当初主要是观察空中飞机，现在观测目标已拓宽到从地下到空间的多类目标，如地下工事、地下指挥所、地面和海面慢速移动目标、低空和超低空飞行目标、空中的有人驾驶和无人驾驶飞行器、固定机翼和旋转机翼飞行器、空间航天飞行器、运载火箭以及弹道导弹等等；当初主要是主动、快速获取目标信息的手段，除此之外，它现在还是各类先进作战平台实现精确打击的必备设备，是发展先进武器系统测试评估的手段。雷达功能的拓展要求雷达技术的发展必须满足这些要求，这就促使雷达技术向多功能(搜索、检测和跟踪)；多模工作方式；地面和海上雷达相互融汇；天线系统采用电扫阵列、合成孔径、工作频段宽、辐射能力强、重量轻和噪声低的器件；机动性强、可移动或易移动；采用双/多基地雷达和逆合成孔径雷达，以进一步提高抗干扰、抗摧毁和对付隐身目标的能力；采用相控阵技术发展三坐标低空补盲雷达；雷达系统信号处理的数字化和智能化等方向发展。影响：
雷达技术对国防科技和武器装备发展的影响主要体现在下列三方面：1.是军事上实时、主动、全天候获取各类目标信息不可缺少的技术探测手段，是收集各种军事情报的传感器技术之一，是“千里眼”。在当今高技术条件下，对一个战区乃至全球多方面的情报收集、处理、分发是指挥员做出正确决策和快速响应必不可少的前提，在防空及各军兵种与各个级别上的战略、战术指挥控制与通信(C3I)系统中，雷达技术是主动获取信息的重要手段，是其它探测手段不能替代的。2.雷达是先进作战平台的组成部分，其作用是人们研制各类武器系统最为关心的。例如，先进的机载脉冲多普勒火控雷达是战斗机火控系统的关键设备，西方主要国家早已将其装备部队，它们还在为更先进的战斗机研制固态相控阵雷达，以提高战斗机的多目标、多功能及远程攻击能力；机载轰炸雷达是轰炸机提高轰炸成功率的重要保证，使轰炸可以不受气象条件和白天黑夜的限制，并可与激光瞄准设备相配合，实现精确打击的目的；地形跟踪和地形回避雷达可使轰炸机、战斗机和巡航导弹实现低空、超低空安全隐蔽接近作战地域和要攻击的目标。3.雷达技术是发展先进武器系统测试评估的技术手段。例如各种精密打击武器，在其研制过程及最终性能评估中，必须要有精密测量雷达对其飞行轨迹、落点精度等进行测量与鉴定；在导弹和卫星的研制和发展中，雷达是弹道参数测量、真假目标识别、突防能力检验、卫星安全控制及轨道测量等必不可少的手段。由此可见，雷达技术是一个国家国防和武器装备现代化以及国防科技发展必不可少的技术。?? [ 转自铁血社区 http://bbs.tiexue.net/ [技术难点] 雷达技术经历了六十多年的发展之后，目前最关键的是如何与数字计算机相结合，使之成为一个完整的统一体，以实现从原始的回波信号中实时提取大量有用信息，并以简便、直观方式显示给操作人员，送达到与其相配合的武器系统，使雷达系统能执行更多的任务，能自适应环境而工作。由于雷达技术与现代武器系统密不可分，它所要探测的目标种类越来越多，这就要求雷达需要解决的技术难题也很多。1.要解决多目标识别(尤以非合作目标的识别)问题；2.要解决对低空、超低空目标的探测以及对低空和地面移动目标的探测问题；3.要解决对付隐身目标、寻的导弹、反辐射导弹的攻击；4.要解决一机多能及抗电子干扰问题；5.要解决轻重量、以满足平台升高、机载和星载应用要求；6.要研制不同波段的合成孔径雷达等。机载雷达的发展概况
六十年来，国外机载雷达已发展成九大类，数百个型号。其中，军用机载雷达占大多数。现在，军用机载达不但已经成为各种军用飞机必不可少的重要电子装备，而且其性能优劣已成为军用飞机性能的重要标志。
1、六十年的发展历程
军用机载雷达是30 年代诞生的。当时机载雷达使用的是笨重的米波振子阵列天线，而且被安装在飞机机头和机翼的外侧。二战期间，尽管磁控管在雷达中广泛使用后出现了多种型号的10 厘米和3 厘米波段的军用机载雷达，有了空对地（搜索）轰炸、空对空（截击）火控、敌我识别、无线电高度（计）、护尾告警等类型，但它们的技术水平却很低。它们所采用的信号不过是脉冲调制和调频连续波两种；发射管不过是多极真空管和磁控管；天线不过是振子和抛物反射面；显示器全都采用阴极射线管；自动角度跟踪和距离跟踪系统多数用机电式，技术上还不够完善。当时较新的技术只有机械式电扫描天线，动目标显示和传送雷达信号到地面观测站的中继线路这三项。
二战以后,机载雷达发展了单脉冲角度跟踪、脉冲多普勒信号处理、合成孔径和脉冲压缩的高分辨率、结合敌我识别的组合系统、结合计算机的自动截击火控系统、地形回避和地形跟随、无源或有源的相控阵，频率捷变、多目标探测与跟踪等新的雷达系统。分系统所采用的新技术有高效矩阵平板线、全固态相控阵的收发单元功能模块、低噪声射频接收场效应放大器、高频率稳定频率综合器、数字式信号处理与数据处理、可编程的功率控制和数字处理、彩色电视光栅扫描变换显示、大功率的液压或力矩马达的天线驱动、控制指令和信息传输的数字总线、计算机控制的机内自检系统等。所采用的新器件有栅控功率行波管、砷化镓射频器件、高速大规模集成电路等。目前装备各国的军用飞机的雷达已有所需的各种类型、各种性能；覆盖从分米波到光波的宽广频域；不同复杂程度雷达的可*性达到100～1000小时MTBF。
[ 转自铁血社区 http://bbs.tiexue.net/、90年代的机载雷达
90年代在各国军用飞机上装备的产品都具有很高的技术水平。雷达波段通常为X与Kｕ波段；预警雷达使用更长波段；直升机雷达使用毫米波段。雷达的波形通常为具有高、中、低脉冲重复频率的全波形脉冲多普勒全相参系统。发射机通常使用功率行波管。天线一般使用平板缝阵天线，并向无源相控阵以至有源相控阵过渡。信号处理已基本实现数字化；数据处理也已实现数字计算机化；由于微处理机的快速发展而使信号处理与数据处理合并在同一个可编程处理机中进行。机载雷达的显示信息均已变换成电视制式信号在飞机的综合显示系统中显示。雷达的可*性因大规模集成电路的使用和模块化设计而大幅度提高；雷达的维护性则由于机内自检与试验台的广泛使用而得到极大改善。雷达的体积与重量逐年降低；功耗则稳定在合理水平上。
美国隐形飞机上装备的最新一代机载雷达与过去50年装备使用的有很大差别。出于隐形的要求，必须装备低截获概率雷达。相控阵天线具有较好的隐身性能，而其技术进展已到了实用阶段，因而成为首选的系统。B-2隐身轰炸机的AN/APQ-181和F-22隐形战斗机的AN/APG-77分别采用无源和有源的二维相控阵天线。F-117A隐形攻击机为了保持其隐形特性与突出对地攻击的能力，它仅装备红外探测和制导激光炸弹的激光照射设备，没有装备主动微波雷达。正在研制的隐形直升机RAH-66则采用传播衰减较大的短毫米波段以保持其隐形特性。新一代军用机载雷达的另一特点是模块化和在航空电子系统中的集成化。无论是APG-77还是APG-181雷达，它所构成的组件大量采用其它主力飞机所装备的APG-68、APG-70/APG-73和APG-164等雷达的模块，它们之中有很高比例的模块通用性。由于这一代飞机已逐步采用集成航空电子系统设计，雷达在传统上作为一个完整设备的特征开始消失。在“数字航空集成系统（DAIS）”中，雷达的数据输入与输出，及其控制指令都通过数据总线（在美军用飞机中采用军用1553B数据总线）传输，雷达已没有独立的显示控制分系统。在F-22飞机的“宝石柱”模块化集成航空电子系统中，由于大量的信号处理，数据处理和显示控制功能都已由飞机的集成航空电子系统的信号处理区、任务处理区与集成显示器来完成，APG-77雷达只剩下有源单元电扫阵列（AESA）和可编程信号处理机。有源单元是用砷化镓材料制造的单片微波集成电路（MMIC）收发模块，并直接连接小型辐射器。新一代军用机载雷达在使用上的特点便于维护、使用周期长。航空电子系统的机内自检（BIT）系统能够自动检测与隔离故障。判明故障以后，更换通用性较强的模块也很方便。而有源阵列天线更具备“整机性能柔性下降”的能力，不会发生致命性突然失效，因而在很大程度上减少了外场的维护工作。、21世纪的机载雷达
90年代以来，国际形势趋于缓和，因而大大减少了军用飞机用雷达的需求。军用飞机未来发展方向可归纳为隐形、高机动性、多用途化以及武器制导的精确化。21世纪军用飞机的航行、探测与识别目标、隐蔽自身、精确攻击、战果确认等各个阶段都需要有更先进的雷达设备。以相控阵技术为基础的多功能机载雷达可使未来的军用飞机履行多种类型的作战任务，使之成为多用途的军用飞机。
20世纪后半叶，以数字计算和大模集成电路为基础的电子技术得到飞速发展，为军用机载雷达跨进21世纪和实现重大转折奠定了技术基础。雷达获取的信息已从最初的回波有无的检测和距离测量发展到距离、角度、速度四维参数的测量和目标频率特征的分析；从单频单极化发展到宽频多极化以获取更广泛的目标与背景信息；用逆散射特征获取目标尺寸和形状的信息。雷达的频段将向更短（毫米波、红外、激光）和更长（分米波、米波）两个方向发展，以获得更高分辨率、更高抗干扰能力、更多的目标特征或更高的穿透能力。雷达射频能量的产生、辐射、波束控制和接收将由传统的发射机、天线、接收机三大部件转变为数以百、千计的相位控制阵列的收发组件。这种无需转动天线、可用计算机控制天线波束以及“柔性性能下降”特性，更适应多功能机载场合的需要。随着工艺和技术水平的进一步提高，相控阵列还会向飞机机体的仿形阵和敏感蒙皮的方向发展，那将是机载雷达由目前的立体结构向面状分布的根本变化。雷达的信号、数据等信息的处理将实现数字化和综合化。不但雷达内部各种处理系统可以通过编程完成各项处理功能，而且航空电子系统可以把包括雷达在内的各电子设备的信息处理综合在一起，由统一的处理机来处理。这就是美国目前已经推行的“宝石柱”和即将推行的“宝石台”航空电子集成化计划的要点。雷达的控制和显示，目前已通过数据总线并入航空电子集成系统之中。数据总线将逐步改用光纤传送；控制将尽量由计算机按程序来完成；必需由人员亲自干预的控制将用语音来完成，以减少手控动作和控制装置；雷达显示将在集成彩色平板显示屏上出现。
21世纪，雷达的可*性和可维修性将有根本的改进。虽然雷达的功能和性能都已不断发展与提高，但经过长期对可*性改进、雷达测试设备和机内自检系统的研究，目前已使平均无故障工作时间达到200小时以上，外场平均修复时间降到20分钟。相控阵雷达所具有的柔性性能下降特性还有可能使机载雷达逐步做到使用期内免修。雷达的设计和研制方法已经发生很大的变化。计算机在设计、制造、测试过程中取代了大量的人力。雷达的标准化、系列化和组合（模块）化改变了传统的设计方法。它将使机载雷达的设计量减少、研制周期缩短；零部件的通用性提高；雷达的发展已形成系列。由于目前军用机载雷达已面临人为电子干扰、目标低空突防、遭受反辐射导弹攻击、目标隐身和高功率能束武器攻击等多种对抗环境，人们需要更多地研究与采用各种对抗措施。未来的雷达研制工作将侧重系统研究和设计，按照用户的各项要求采用成熟的雷达技术和商用元器件与模块，并用较短时间制成所需的产品。
若综合应用上述已取得或正在取得的高新技术成果，21世纪的军用机载雷达将会普遍采用脉冲多普勒系统，以具备下视能力；具有多目标探测、识别和攻击能力，以对付多个目标；同时具有地形跟随与地形回避能力，以超低空突防；具有合成孔径和逆合成孔径能力，以具备高分辨能力；采用无源或有源相控阵天线，以具备多功能、高可*性等超级能力；采用毫米波、红外与激光探测跟踪器，以适应特殊要求；具有风切变探测能力，以确保飞机着陆时的安全。21世纪的军用机载雷达还会继续探索并解决一系列新概念、新课题，以对付隐身目标、抑制干扰、识别敌我、充分利用电磁信息的能力。军用机载雷达将会发展成一个以微波雷达为主体、集多频段探测器为一体，进行多传感器数据融合的集成系统；将是一个低截获概率的、能探测隐身目标的探测系统；将具备自适应对抗各种人为电子干扰、抗击反辐射武器和高功率束射武器能力的探测系统；将具备远距离识别敌方目标、二维高分辨能力的探测系统；将是一个利用机身和机翼外表仿形安装的共形阵探测系统或敏感蒙皮系统。
战斗机雷达基本概念
首先，现在在世界上能够独立设计和制造现代战斗机雷达的能力的公司，仅有十几个而已。美国有休斯（后来被合并到雷锡恩公司）、西屋（Westinghouse，后被合并到诺斯若普－格鲁曼）公司、埃莫森(Emerson)公司和GE（后被合并到洛克西德－马丁）公司等。从以上说明也可以看到，美国的雷达公司们一般来说开始都是综合性电子公司出身，后来则逐步被合并到航空、防务公司集团中去的。在欧洲，本来有英国的马克罗尼公司（Gec Marconi）和法国的汤普森CSF公司，后来合并为泰雷斯公司。这两者都是有名的雷达制造企业，我国在外贸产品上也采用过这些公司的产品。另外，法国的达索公司不是专门的雷达公司，但为了阵风的开发，也参与制造战斗机雷达。另外的国家，这有瑞典的萨伯（Saab）公司，和以色列的埃尔塔（Elta）公司等。这些几乎就是西方系列的主流雷达制造公司的全部了。这也反映了要设计一个当代的优秀战斗机雷达，是一件多么困难的事情。先说两个术语，波段（Band）和模式（Mode）。
[ 转自铁血社区 http://bbs.tiexue.net/ 波段：指的是雷达波长的范围，根据雷达的种类和用途，其使用的波段都不一样，像C波段，Ku波段等等，都是指这些（译者注：波段的编号有新旧两种记号方式，后续文章再进行说明）。
模式：说的就是雷达用于特种目的的使用方式，现代的雷达都是采用多种模式的雷达。简单来说，有空对空模式，空对地模式等等等，第三代战斗机的雷达一般拥有18种左右的模式，但F－18战斗机采用的AN/APG-65雷达则拥有28个模式（因为F－18应该称为F/A-18，是第三代战斗机中少数拥有常备多任务的战斗机）。现在简单罗列一下这些模式： * AIR-TO-AIR.空对空模式
Range While Search(RWS)– 搜索及测距模式
Track While Scan(TWS)– 边扫描边追踪模式 TRACK AND SCAN（TAS）34.....F-104 的雷达 AN/APG-50......F-4 基本型的雷达。雷达是什么？
RADAR 是RAdio Detection And Ranging的缩略语。简单来说，雷达就是一种发射电磁能量(electromagnetic energy)，并收到从目标物体反射而来的反射波(echo)来知道目标方位信息的一种仪器。现在随着雷达技术的发展，已经能够把握目标物体的外形特征了。从这里可以看出，从目标物体反射的信号(echo signal)体现则所有目标信息，重要性如同雷达工学中的生命。
从反射波可以获得很多信息。首先，与目标的距离(军用名词标识为range，与distance同义)是通过说放出的电磁波返回的时间（Round trip time）来测算的。由于电磁波的速度相当于光速，是通过常数C(约 30万 km/sec)乘与 Round trip time/2 来计算的。(往返距离应该除以2是吧？)?}然后是目标的方向。首先目标的坐标(coordinates)根据目标所处的空间可分为2维(2 Dimension, 2D)和3维(3 Dimension, 3D)。（做图形设计或者玩游戏的人都知道^^）海上的舰艇或者地面目标，由于不能上下移动，可看作二维物体，而飞在空中的飞机或者水下的潜艇，拥有一个高度（或者潜深）的概念，当然要适用三维坐标。
[ 转自铁血社区 http://bbs.tiexue.net/ 一般的航海雷达或者远程预警雷达(Air Surveillance)都是2D雷达。反之，战斗机雷达则都是三维雷达（没有高度信息的雷达，对蕉坊比皇敲挥玫腲^）。二位雷达一般进行360度旋转，而战斗机雷达不能监控360赌全方位，一般来说120度是期探测极限范围。再对2D和3D进行分析：
首先要区分的概念，就是方位(Bearing)和方向(Direction)。
“方位”是二维概念，以自身位置为中心来标识目标的相对位置。相对的，“方向”是包括了“方位 + 高度”的三维概念。这里面的方位和二维所说的方位是同一个东西，但一般用Azimuth来表示。一般的表现方式就是以方位角(azimuth angle)来标识的。在雷达用名词里面，高度不是以一般名词Altitude，而是用Elevation来表示的。因为这里所说的高度并不是海拔高度，而是相对于自身的目标相对高度。因此表示起来也不会用“**米高度”而是以“高度角××”来表示的，英语就是elevation angle。整理一下，就是： 2D = Bearing + Range(方位 + 距离)3D = Azimuth + Elevation + Range(方位 + 高度 + 距离 = 方向 + 距离)[ 转自铁血社区 http://bbs.tiexue.net/ 这样，就能确定目标的二维或三维位置信息。以飞机目标为例，就会表示为“Azimuth angle 270度 + Elevation angle 15 度 + Range 70 km” 这种方式。
想象一下无线广播。就像是从一个火堆散发热量，从一个大大的天线中，电波会散播到周围。这时候是不能知道接收信息的对象是哪些的。如果雷达波也是这样的话，就只会根据反射波知道周围有物体，而不能知道目标在什么地方。
那么雷达是怎么探知目标位置的呢？ 雷达之所以能够认知到目标方位，是因为雷达是将电磁波作为控制得很窄的波束(beam)的形态来发射的。用这种控制良好的波束来“很勤劳地”反复射向想要搜索的目标区域，并用一定的顺序来扫描，所以就能够探测到目标的方位的。举例来说，弱这个波束的宽度是90度角，那么向东西南北各发射看看，如果南方有回波，那就能知道目标在南边，就是这个原理。同样，如果将波束的宽度再次细分，调整到每1度、2度，那么就能够获得更加精确的方向。就是这种精确探测能力的程度，被称为角解析度(Angular Resolution)。波束宽度变得越窄，角解析度救护变得越高。在雷达天线的驱动装置上面，就有Angle Tracking System，当接收到 echo的时候，就会一直不断地计算正确的角度。这个角度，就是目标的方向信息。雷达的波束鞑子可以分为两类：一个是伞形波束(fan beam)，另一个是铅笔波束(pancil beam)。伞形波束就如同以切好的西瓜片，铅笔波束这是一个如同铅笔的很细很长的圆锥形波束。形容波束的形状也是用角度(angle)来表示的。就像“Azimuth 几度, Elevation 几度”这个样子。
点击咨询 