三維陣列地質(zhì)雷達(dá)系統(tǒng)

一：探地雷達(dá)基本原理

探地雷達(dá)檢測是利用電磁波在不同介質(zhì)中傳播特性不同的原理，而產(chǎn)生的一 種高效的無損檢測方法。電磁波的傳播取決于介質(zhì)的電特性，介質(zhì)的電特性主要 包含電導(dǎo)率μ和介電常數(shù)ε，前者主要影響電磁波的穿透(探測)深度，后者決定 電磁波在該物體中的傳播速度。因此，所謂電特性介面也就是電磁波傳播的速度 介面。不同的地質(zhì)體(物體)具有不同的電特性，因此，當(dāng)發(fā)射天線發(fā)射的高頻電 磁波遇到介電常數(shù)不同的界面時，都會產(chǎn)生反射回波，根據(jù)接收天線接收到反射 回波的時間和形式，能夠確定反射界面的距離并判斷反射體的可能性質(zhì)。

二：系統(tǒng)簡介

MIMO900A14RS 三維陣列雷達(dá)系統(tǒng)采用超寬帶雷達(dá)陣列技術(shù)，采用中心 頻率900MHz 天線陣列、一體化、集成化設(shè)計，通道數(shù) 14 通道。該系統(tǒng)基于中高 頻電磁波的反射和衰減原理可以對建筑物混凝土結(jié)構(gòu)、公路、橋梁、機(jī)場跑道等進(jìn)行厚度、路基病害和管線、鋼筋及目標(biāo)進(jìn)行探測同時對探測數(shù)據(jù)進(jìn)行切片和三 維成像，使檢測結(jié)果更加直觀。具有分辨能力強(qiáng)、探測深度深、采集速度快、探 測數(shù)據(jù)一致性好、數(shù)據(jù)信息量大等特點。

MIMO400A10RS/MIMO200A8RS 三維陣列雷達(dá)系統(tǒng)采用超寬帶雷達(dá)陣 列技術(shù)，采用中心頻率 400MHz/200MHz 天線陣列、一體化、集成化設(shè)計，通道數(shù) 10/8 通道。該系統(tǒng)基于中低頻電磁波的反射和衰減原理可以對道路、公路、管 線及目標(biāo)進(jìn)行深層探測同時對探測數(shù)據(jù)進(jìn)行切片和三維成像，使檢測結(jié)果更加直 觀。具有分辨能力強(qiáng)、探測深度深、采集速度快、探測數(shù)據(jù)一致性好、數(shù)據(jù)信息 量大等特點。

三：主要用途

（一） MIMO900A14RS 三維陣列雷達(dá)

l 建筑結(jié)構(gòu)物內(nèi)部結(jié)構(gòu)探測及 3D 成像；

l 公路面層、結(jié)構(gòu)層厚度檢測及病害成像；

l 鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)鋼筋和內(nèi)部缺陷探測、成像及定位； l 管線探測及定位；

l 橋梁鋼筋檢測和內(nèi)部結(jié)構(gòu)缺陷檢測及定位；

l 道路、隧道、橋梁、混凝土結(jié)構(gòu)施工及驗收質(zhì)量檢測；

（二）MIMO400A10RS 三維陣列雷達(dá)  

l 城市道路、機(jī)場道路質(zhì)量檢測；

l 城市道路空洞、脫空、疏松、高含水區(qū)、嚴(yán)重疏松區(qū)、裂縫等病害檢測；

l 管線探測、成像及定位；

l 高速道路結(jié)構(gòu)層、路基病害探測。

（三）MIMO200A8RS 三維陣列雷達(dá)

l 城市道路質(zhì)量檢測；

l 城市道路空洞、脫空、疏松、高含水區(qū)、嚴(yán)重疏松區(qū)、裂縫等病害檢測；

l 管線探測、成像及定位；

l 高速道路結(jié)構(gòu)層、路基病害探測。

四：性能指標(biāo)

（一）MIMO900A14RS三維陣列雷達(dá)

l 外形尺寸： 150×28×14cm；

l 陣列形式： MIMO 天線陣；

l 通道個數(shù)： 14 通道；

l 重量（含電池）：≤20kg；

l 功耗：≤20W；

l 單電池連續(xù)工作時間：≥4h；

l A/D：16 位；

l 供電電壓：外置鋰電池供電9V～12V；

l 探測深度：≥1m；

l 探測結(jié)果：二維探測數(shù)據(jù)、三維成像切片；

l 工作溫度：－20℃～+50℃；

l 儲存溫度：－40℃～+60℃；

（二）MIMO400A10RS 三維陣列雷達(dá)  

l 外形尺寸：175cm×32cm×20cm；

l 陣列形式：MIMO 天線陣；

l 通道個數(shù)：10 通道；

l 重量（含電池）：≤30kg；

l 功耗：≤20W；

l A/D：16 位；

l 供電電壓：外置鋰電池供電 9V～12V；

l 探測深度：≥3m；

l 探測結(jié)果：二維探測數(shù)據(jù)、三維成像切片；

l 工作溫度：－20℃～+50℃；

l 儲存溫度：－40℃～+60℃；

（三）MIMO200A8RS 三維陣列雷達(dá)

l 外形尺寸：210cm×45cm×20cm；

l 陣列形式：MIMO 天線陣；

l 通道個數(shù)：8 通道；

l 重量（含電池）：≤30kg；

l 功耗：≤20W；

l A/D：16 位；

l 供電電壓：外置鋰電池供電 9V～12V；

l 探測深度：≥4m；

l 探測結(jié)果：二維探測數(shù)據(jù)、三維成像切片；

l 工作溫度：－20℃～+50℃；

l 儲存溫度：－40℃～+60℃；

五：技術(shù)特點

l 雷達(dá)主控系統(tǒng)與天線陣列一體化設(shè)計，體積小、重量輕、功耗低；

l 網(wǎng)線方式傳輸，接線簡單，方便設(shè)備使用；

l 可更換電池，充分保證作業(yè)效率；

l 陣列多通道、多極化方式設(shè)計充分保證成像效果；

l MIMO 陣列天線設(shè)計，天線密度更大，集成度更高；

l 探測速度快，數(shù)據(jù)采集效率高，剖面數(shù)據(jù)一致性好，間隔均勻；

l 實時采集軟件可安裝在筆記本電腦等手持設(shè)備，攜帶方便；

l 實時采集軟件能夠?qū)崟r濾波、背景消除等基本雷達(dá)數(shù)據(jù)處理，并且能進(jìn)行實

時三維切片成像；

l 實時采集軟件可以按照 GPS 軌跡顯示指定深度水平切片雷達(dá)圖像，可以指導(dǎo) 進(jìn)行指定區(qū)域的無縫全覆蓋探測。

六：軟件

（一）實時采集軟件  

三維陣列雷達(dá)實時采集軟件界面友好、操作簡單、可靠性高，具備實時參數(shù)

智能調(diào)節(jié)，能進(jìn)行去除零偏、實時濾波、背景消除等基本的雷達(dá)數(shù)據(jù)處理操作； 顯示方式采用XYZ三個方向的實時三維切片成像，能夠從不同方向，多角度提高 采集數(shù)據(jù)的質(zhì)量，可以查看不同通道的數(shù)據(jù)和不同深度的切片圖像；能夠切換不 同的圖像調(diào)色板來突出有用信號；可以按照GPS軌跡實時顯示指定深度的切片。