地下目标无损探测技术PDF电子书下载

第1章 地下目标探测的技术物理基础 1

1.1 地球物质的介质特性 1

1.1.1 地球物质 2

1.1.2 描述地球物质介质特性的主要参数 2

1.1.3 几种典型地球物质的介质特性 6

1.2 电磁波的反射和透射 13

1.2.1 电磁波的反射和透射定律 13

1.2.2 斜入射平面电磁波的反射系数和透射系数 15

1.3 n分层媒质中平面电磁波的反射和透射 20

1.3.1 反射系数 21

1.3.2 传播矩阵 24

1.3.3 波振幅与波阻抗 25

1.4 地下目标探测主要技术参数 26

1.4.1 探测深度 27

1.4.2 分辨力 28

1.5 地下目标探测中的信号处理 31

1.5.1 接收信号分析 33

1.5.2 噪声抑制 35

1.5.3 信号增强技术 39

参考文献 42

第2章 金属探测器 45

2.1 差拍式金属探测器 46

2.1.1 基本原理 46

2.1.2 电路分析 47

2.1.3 探测器的制作和使用 49

2.2 双调谐金属探测器 50

2.2.1 基本原理 50

2.2.2 电路分析 51

2.2.3 探测器的制作和使用 53

2.3 双频率金属探测器 54

2.3.1 基本原理 54

2.3.2 电路分析 55

2.3.3 探测器的制作和使用 57

2.4 幅相法金属探测器 59

2.4.1 基本原理 59

2.4.2 多频率工作 61

2.4.3 电路分析 63

2.5 采样金属探测器 64

2.5.1 基本原理 64

2.5.2 电路分析 66

2.5.3 信号的相位关系 71

2.5.4 采样金属探测器改进方案 76

2.6 逆识别电感平衡式金属探测器 76

2.6.1 基本原理 77

2.6.2 逆识别 78

2.6.3 电路分析 80

2.6.4 探测器的使用和制作 84

参考文献 86

第3章 平衡桥式探测器 88

3.1 平衡桥式传感器 88

3.1.1 平衡桥式传感器基本工作原理 89

3.1.2 平衡桥式传感器的数值计算 90

3.1.3 平衡桥式传感器的数值计算结果 96

3.2 平衡桥式探雷器 98

3.3 GDE探雷系统 101

3.3.1 手持式探雷器（HSTAMIDS） 102

3.3.2 手持式探雷器（CIMMD ATD） 102

3.3.3 车载式探雷系统 103

3.4 平衡桥式探雷器和探雷系统的外场实验 106

参考文献 109

第4章 冲击脉冲探地雷达 110

4.1 目标的瞬态电磁散射和测量 111

4.1.1 目标的瞬态电磁散射 112

4.1.2 目标的瞬态电磁散射测量 114

4.1.3 导体圆球的瞬态电磁散射 116

4.2 冲击脉冲探地雷达 119

4.2.1 冲击脉冲探地雷达基本原理 119

4.2.2 冲击脉冲探地雷达选用原则 121

4.2.3 冲击脉冲探地雷达典型产品 122

4.3 地下公用管、线图示系统 125

4.3.1 地下公用管、线图示系统结构方框图 125

4.3.2 地下公用管、线实际测量 129

4.3.3 数据处理 130

4.4 冲击脉冲NDE系统 132

4.4.1 冲击脉冲NDE系统组成 132

4.4.2 冲击脉冲NDE系统数据采集和系统校正 134

4.4.3 冲击脉冲NDE系统图像处理 137

4.5 极窄冲击脉冲探地雷达 139

4.5.1 极窄冲击脉冲地下目标探测研究开发平台 139

4.5.2 手持式超短冲击脉冲地下目标探测器 140

4.5.3 超短冲击脉冲探地雷达的应用 140

参考文献 142

第5章 谐波和组合波探地雷达 144

5.1 非线性目标及其谐波或组合波再辐射 144

5.1.1 非线性目标的伏安特性 144

5.1.2 非线性目标的谐波和组合波再辐射 147

5.1.3 非线性目标的模型理论 148

5.2 非线性目标再辐射的数学表示 151

5.2.1 单频率入射 151

5.2.2 双频率入射 152

5.2.3 三频率入射 154

5.3 非线性结（接）点再辐射计算实例 158

5.3.1 单频率入射 161

5.3.2 双频率入射 164

5.4 非线性雷达散射截面和非线性雷达方程 165

5.4.1 非线性网路的转移函数 166

5.4.2 非线性雷达散射截面 168

5.4.3 非线性雷达方程 170

5.5 谐波和组合波探地雷达 174

5.5.1 谐波和组合波探地雷达的分类 175

5.5.2 谐波和组合波探地雷达的基本工作原理 175

5.5.3 谐波和组合波探地雷达产品性能比较 178

5.5.4 谐波和组合波探地雷达的发展趋势 179

参考文献 180

第6章 FMCW探地雷达 182

6.1 FMCW雷达探测的基本原理 182

6.2 FMCW探地雷达 187

6.2.1 FMCW探地雷达的硬件设置 187

6.2.2 FMCW探地雷达的软件设置 189

6.3 FMCW探地雷达中发射机信号和噪声的泄漏 195

6.3.1 发射机信号和噪声泄漏的严重性 196

6.3.2 噪声分析 196

6.3.3 抑制发射机噪声泄漏的措施 201

6.4 FMCW探地雷达典型产品及应用 203

参考文献 206

第7章 阶梯频率探地雷达 209

7.1 阶梯频率探地雷达工作原理 209

7.1.1 阶梯频率探地雷达框图 210

7.1.2 阶梯频率探地雷达基本理论分析 211

7.1.3 相位矢量分析法 215

7.1.4 用快速傅里叶变换技术确定目标距离 216

7.2 阶梯频率探地雷达的设计和实施方案 218

7.2.1 阶梯频率探地雷达电路结构 218

7.2.2 相位校正因子的确定和补偿 221

7.2.3 阶梯频率探地雷达的实验结果 222

7.3 相干阶梯频率探地雷达 224

7.3.1 相干阶梯频率探地雷达的组成和技术指标 224

7.3.2 相干阶梯频率探地雷达极化信息处理 226

7.3.3 相干阶梯频率探地雷达的实验结果 228

7.4 CO.RI.S.T.A．探地雷达 229

7.4.1 CO.RI.S.T.A．探地雷达的结构方框图和技术参数 230

7.4.2 CO.RI.S.T.A．探地雷达的硬件设备 232

7.4.3 CO.RI.S.T.A．探地雷达的系统软件 234

参考文献 235

第8章 层析成像技术 237

8.1 计算机层析成像 238

8.1.1 CT的基本原理 238

8.1.2 傅里叶投影切片定理 239

8.1.3 图像重建 241

8.2 音频电磁二维层析成像 242

8.2.1 傅里叶衍射投影定理 243

8.2.2 电磁散射 244

8.2.3 数值计算 247

8.3 柱状目标微波成像 250

8.3.1 数学模型 250

8.3.2 计算方法 255

8.3.3 数值计算 257

8.4 微波段层析成像技术的实验研究 258

8.4.1 实验装置和技术参数 258

8.4.2 实验结果 260

参考文献 265