科技发展项目技术总结报告

第四章：介质含水率与雷达信号关系的物理模型实验研究 1优秀青年科技人才方案工程总结报告懒工程足名称驴：减介质遥含水灯率与域探地洗雷达棚信号汗关系落研究巾委托意单位方：砌国土床资源讲部科料技与悠国际驱合作衰司言承当早单位蚀：劝中国伙地质心科学们院物笑化探抽研究采所司受资伐助人材：赛方厉慧辛起止刺时间尝：认20假05迹年逮10征月～坊20毛08镜年拐11吼月

浸国土应资源融部斑二镇○○蹦九绑年陵十一狼月慢二久十衔日桨目爬录斩一、切研究客领域马及资怠助研另究项伏目概主况林 悄1乘1氏、研健究领幸域怜 勉1晓2郑、资可助研寺究项眉目概让况们 拦1全二、尤增研究赤领域广国内伟外发值展趋醉势和志前沿椅 绸2鸡1足、探驾地雷台达技顿术应架用现午状抖 剃2根2蚀、测就量物涌质含零水率袍的主播要方徒法及久存在秧问题毙 拒3胁3迹、探胡地雷诊达探牵测物灾质含柜水率跪研究算领域正现状茅及发忌展趋夜势皇 遮4鲁三、萝研究奏工作狱总结派 没7缸1谈、研抬究项找目实爷施情全况胀 瓜7风2伶、研针究工站作取停得的桌主要莫成果饼和创吉新点绒 光8现四、臣经费磁使用薄情况和 俊34备五、虫所在茅单位征审核垒意见它 怒34朋1秃、单商位对扣受资在助者苍给予皮的支寒持维 禽34胡2忙、单肤位学吹术委序员会粉对受谁资助弊者研歇究成植果的奇评价痒 农35堡3菜、对够受资性助者智资助尼期间出总体志工作烫情况塌的评午价鸦 扣36迈主要扣参考怕文献钱 弹37 主要参考文献 1啦一、闪研究跌领域难及资裕助研志究项靠目概气况胖众1、碍研究剂领域=1\*GB2辣⑴棉痰专业俗领域阔：井勘探徒地球挡物理=2\*GB2亿⑵市主地要研说究方少向：痰探地喘雷达拿在土煤壤、蜡建筑畏材料钟含水蝴率监滴测领购域的的应用滋技术械研究款2、愧资助卵研究绍工程抹概况=1\*GB2弱⑴岩厦工程麻名称禁：蛾介质饰含水卫率与虎探地跟雷达号信号宝关系缩研究=2\*GB2煎⑵卡沿起止饮时间末：喜20锐05交年1拆2月守—辞20判08轿年1宾1月=3\*GB2阅⑶芦目晕标任食务：芒应用爸数值弟模拟朋技术扇和物寺理实系验技战术开锄展介齿质含名水率踩与探悦地雷樱达信园号关终系研鸽究，逃建立厘探地照雷达展测量讨信号去与介替质含马水率烂之间柱准确匠合理申的数搞学关蔬系模织型，术推动搬探地家雷达肯方法热技术怎进步脸。=4\*GB2禁⑷李卵主要血研究凝内容掠：蚂探地逢雷达赖三维杰正演蓝技术秤研究勿；介晒质含估水率皮与探孙地雷累达信它号关光系物搭理实抗验研驻究；好介质竟含水企率与爆探地与雷达确信号烧关系榆数值火模拟帽研究姑。=5\*GB2字⑸纲姜工作伟成果棵：姜两年迅来，军针对欣上述从研究薯内容钟开展驳了较衬系统言的贞研究倍工作挑，基探本实轧现了馆设计症的任味务目企标，合取得久如下失主要军成果胳和认诉识。=1\*GB3池①吐利岭用时暖间域波有限纵差分摩方法喘实现锦了探宪地雷扩达三喇维正岸演计颂算，那么编制另三维钟正演吗软件伐。解按决了父目前旅探地么雷达劫常见绝软件壤无法持模拟酷介质傅孔隙你度及惑含水鼓率变给化的注问题构，为及应用该数值浙模拟椒技术罩开展泼介质县含水丘率与撕探地污雷达倦信号慕关系急问题点研究典提供如了有箩力工埋具。=2\*GB3客②屋首乞次应赴用数储值模早拟方柄法研碰究了禁在职介质桃孔隙朴度及飘含水尸率发彼生变里化时猫，对斑雷达乏信号患传播幕特征林的影伪响规桨律。停并与僻物理阴模型挑实验遮结果靠进行巴了对酷比分平析，昼证明宪了数熔值模毕拟方做法的脆有效滔性。=3\*GB3暴③宋凝根据真数值湖模拟雕结果锋，分恰析了蕉当介波质的谱孔隙浆度或素含水厅率发啊生改伟变时估，介暂质的秩等效途介电疗常数吐及雷火达波穗幅值打、传外播速和度等茄参数趣随孔紧隙度首及含怠水率数的变螺化规楼律，搏并对贵这些弟参数友相对患介质散孔隙配度或工含水唤率变型化的缺灵敏伪程度旋进行括了对娃比分晌析。=4\*GB3芳④他献在介适质含白水率俘数值悔模拟秋中，垦不仅乱考虑揉了介倦质电蚀导率猾的影字响，维也考川虑了咬高频近电磁忽场条叛件下沾，由烘于极台化滞笔后效伶应造建成的愤介电员损耗拍，并不利用还物理乐模型回实验驳结果蒜与数既值模荐拟结窃果的巧比照牧分析永，证钻明了才这种已思路蹦的合辽理性故。=5\*GB3跌⑤羞针通过域物理辽模型演实验沙，分签析了椒石英过砂油、沥王青淋等承材料龙的等匀效介屯电常聋数捷、碧雷达转波频滔谱及歇传播呆速度案等参紫数随左介质售含水叔率的魄变化展规律胖。碗在此刘根底怒上，告提出巩了介众质含弊水率刘与等谜效介裁电常煮数之砍间的映数学准关系罚式。祥这些厨数学挠关系办模型蜓，经赞进一桥步实好验验具证后滤，可的作为缘探地瓦雷达幼检测化公路悟材料娇含水殊性锦的基涌础。菠二、顿正研究仙领域压国内权外发皆展趋符势和开前沿便1粥、弦探地龄雷达配技术苏应用醒现状盖探地绍雷达斑是一智种高持频电裂磁法勒。与攀探空下雷达材相似亏，探赚地雷遗达利肤用发改射天危线以辽宽频还短脉涝冲形冶式向浩地下外发射堤高频呼电磁连波，翼电磁亡波在厘介质逢电磁般性质蹈不同哥的界制面处雹会产样生反课射，面并被充接收穿天线腰所接挡收，挎通过咸分析誓电磁举波在冰时间公、空欠间的善传播千特性稻实现源探测赶地下址目标讽体的拌空间立位置芦、规燥模和澡物理捧性质在等目绍的。耐探地吐雷达室技术主具有隔分辨奏率高协、无衣损、厉高效夹等特坊点。牢探地扮雷达乘技术薄的应小用最眉早可稿追溯绕到上民世纪狱初。蔽早在快19曾10崖年，袄德国暮的挎G.起L纽ei保mb柿ac轮k朗和溜L巷ö标wy蓄c表曾以攻专利比形式钥说明师了这放一现就象。要第一他次正垃式应撤用是四在1过92演9年捎用以宫确定穴冰河玩的深绳度〔叶St唉er厅n,摧1山92析9,纷1腾93粉0寄〕纵，之精后这愿种技乎术几域乎消滔失。西直到消19值50苍年因勾有飞摧机失青事掉捏进格蛮陵兰按岛的障冰缝徐中，昏才再它次采立用探蹄地雷慌达技委术。既受仪宫器性折能和转理论授研究穴等因季素的茧限制着，探欺地雷诸达初那么期的庙应用攀仅限密于波其吸收绢很弱旁的冰目层、刚盐岩在矿等胸介质曲中县(C伸oo萄k,赴1掩96码4;肤B总ar器ri失ng现er失,奏19劳65短;识Lu桶nd彼ie灯n,室1咸96筝6)四。随迈着仪斩器信妖噪比痒的大牲大提胳高和鞋数据稳处理控技术脊的进篮步，挖七十乒年代糖以后幅，探悼地雷准达的这实际丽应用品范围歼迅速济扩大卖。1办97幻2年兆更被条阿波友罗号业宇宙奥飞船希带上巩了月萌球房(S陵im呆mo组ns辩e袖t款al标.,招1肆97线2复)穷。目衡前，载探地领雷达栋已广丈泛应锐用于桥工程逃勘察待、考等古、逐环境商、军甜事等乓领域夜。在浅仪器帐制造恰方面扔，国盼际几盖大著匠名厂费商相炼继推弄出适资于不丘同应艇用的瞧多种添仪器轮系统旗。在遇理论散研究幸方面冤，主经要集苦中在昂信号枝处理顿和正线反演孩研究扭等方搂面病(O倦lh谎oe样ft挡,节20她00图)究。每古两年陈召开歼一次任的国逼际探罗地雷劣达会衣议基熔本反户映出见探地钓雷达佩技术枝的研誓究及激应用絮现状抵。泡我国魂探地羽雷达射研究集始于饺七十期年代禾初期尸，原镇地质损矿产滑部物戒探研工究所群、煤悉炭部过煤炭雁科学森院等崇科研宅单位斤开展掌过探屑地雷贯达仪尝器研夺制和瓣野外考实验湖工作争。目经前，果我国气已有订几百鉴家蜜单位受拥有禽探地宪雷达剥设备戏和有砌关技拜术人庸员，疤行业挥覆盖酷地质本、冶侵金、磨煤炭弄、水毅利、湾交通投、建砍筑、盘考古当、环上境及唐军事认等。挣主要快使用虾进口甚仪器纱，也味有少浸量国需产仪镜器芹在讯销售爆和悼使误用。注在研胜究方哀面主傅要是挠针对辽信号讽处理政技术泽，少纸数大徐学等淹科研患机构梢开展默了正絮反演企方法适研究储。幻2叼、测赞量植物轧质含所水率团的主比要方浊法及品存在充问题具实际富生活瓦中，鸣常常填需要攀研究滥或了鸡解天每然物怀质和季人工伙材料贝的孔哑隙度石和含昆水率材等参颜数随垃空间岭或时攻间的兽变化厘，布如了蜜解土店壤、抛岩石招的孔刻隙度僚及含馅水率找的大但小在峰地质咸灾害辟预防持，海次侵程借度监笨测，区冻土标层调夫查，恭赋水鸽层位堤确实遵定，赔公路械、机锈场跑坛道危驴险隐林患调玉查，调建筑筋地基深状况盼的评举估及览种植唱业管貌理等绸方面疗都是雷十分甩重要膏的指寸标。亩了解趁建筑仿材料挺孔隙应度及害含水妹率情筹况同勇样是运评价祖材料咱质量酬的重膜要指乱标之仿一。寿如沥晓青是驱一种农广泛铅用于望铺设陷公路哨路面躬的材塑料，侨影响药沥青卧公路莲质量殖的一肚个重吧要指渣标是毫沥青蕉材料劈的孔衬隙度境大小竞。其乱原因亩是由姥于孔详隙中平可能伙充满制空气兄、水乳、冰头或者蓝它们悟的混购合物并，它溉们的凡存在第会严存重影蒸响沥讽青材张料的掉整体仰物理民性质胶，进候而造瓶成材材料质门量发疲生变希化。打目前兵，检陷测物依质挣含水惜量狐的常盗见哪方法仗主要桑有成烘干盾法萝、询电阻腥法煎、打中子淡仪法栗、励γ咬射线创(表透射狸)船法际、税时域稍反射烤仪法枯(绳TD帝R)钻既法旧等秀。这甲些方滨法弹原理妨不同侍、奇各帜具特倒色武，简有怜些方挺法组简便良、经职济期，有伤些方暗法测笔量精柜度很鲜高。栋但这转些方剑法普救遍存训在如善下缺茫点：社一是荒只能周采用宁定点槐测量顶方式字，无密法实帝现空惧间上加的连冬续测逃量，足假设开丘展大可面积智测量脉，成酷本较胃高；静二是引测量嘴结果嚼受采浮集样察品或耻测量肠探头浸附近库物质户的含炭水状括态影输响较酬大，炊其测踪量结志果醋有时到不能喜准确虑代表湿物质夸整体睬含水肝情况冻；三胖是有脸些方丈法要棚求测密量探套头埋角设在拥测量价物质摇中，轰因此择只能筝适用剧于土稻壤等些非固昆结签物质藏，无刮法对椒沥青谜、混傅凝土东等建轿筑材伴料的独含水惭情况材进行抛检测粪；四奔是需避要采弹样测吹试的杠方法千会对浆检测谱物质竖造成筐一定海程度倍的破抛坏止。集因此贡，研蒙究精疫确、普高效六、无膛损的赤探测财技术少正在婚成为嘱上述么领域该的需检要。应3、对探地涛雷达就探测捉物桥质含知水率油研究闷领域恶现状考及赌开展刊趋势贸目前云，东探地先雷达除的应零用售还晓主要龙集中管在探迎测目规标体鹅的空品间位哀置、斑几何酸形态竿等偿方面倒。棋在资貌料处旬理和曲解释复中通饮常假悦设目活标体郊及其仪周围悄介质斩是均控匀的带，佣然而拆事实禾上，冬大自仔然中般常见途物质盈，公如土贡壤、颜岩石巾及人品工合乌成建壮筑材骨料等京，都逼是由刷多种悦成分豪组成搅的，垄因此伪这些帐物质畜的电重磁性妻质既传取决考于物劣质组呈成成拘分的完物理浇性质萍，也吧受物玩质的忘结构尘及其况孔隙梨度、堂含水疮率、驳温度梁等多磁种因先素锡的影姨响。找在喂多数辱情况凡下，断这些赏因素弓在一丧定尺治度范侧围内超并非塞处处肠相同惧，因康此天状然物谎质存闸在着纪不均尺匀性仆，钻雷达逗波在门其中谊的传陷播特顽性会呢因此盾发生扇一定习程度住的改吧变。姑特别睡是蛾，疮由于归水具萝有较商高的惧介容究率，裳又是鉴有极伟分子撤，不股仅会肝改变罩物质策的电性导率漫，更宜会改在变物激质整叼体介捧电常讯数仗。织因此剃，物堪质的狼含水茅状况围对雷赚达波摄的传悄播速乡度和笔能量仪损耗杀都会枕产生健很大安影响元，使菊雷达妥波在执介质婶中的讨传播犯特性芒对介夸质含露水率皂的变池化十汇分敏叨感，腿因此种应用特探地吨雷达车技术固探测寨物质现含水称情况划具有库良好跃的地科球物垂理前巾提鞋，可怖以欢应用唤探地两雷达去技术邀探测旨介质偶含水析率的厘变化微情况野。撞重要撤的是肤，买相对绕上述年几种股检测射物质片含水获率的宪常见报方法降，仔应用谈探地赴雷达裕技术印测量振介质蹈含水渣率变史化情撞况具烟有如鱼下主朗要优歼点：=1\*GB3笋①知旅与测料量介尾质非定接触吗。因本此既事可以盘应用雄于土策壤等景非固也结状馅物质石，也季可以资应用辜于岩链石、拘沥青交、混致凝土障等固山结状斯物质式，且仅不会御对介狠质造约成任狗何破剖坏付，是陆真正朴的无轧损检薄测骂；=2\*GB3萄②馒烘现代统雷达严提供位了高咏密度映采样堂测量新方式惧，因创此可哗以对晕测量童介质宏实现汪空间剂或时士间上蚊连续富测量凑，相抢对传寇统的蹄定点影测量箭方式银，更鲁能准暴确地辞对介故质整铸体含罢水状丘况进歇行评通估。=3\何*倍GB表3之刃③僻探织地雷黑达不移仅具搅有较脱高的担横向块分辨屋能力采，也水具有黑较高仁的纵沃向分汇辨能沸力和脚一定聋的勘虎探深非度，岗因此糟可以匙同时饿对地执下不钞同物今质层乳〔如苦路基额不同站基层反〕同树时进授行检疑测，拔且可制以同越时对痛不同饥层位融的含双水情隙况分倘别进珠行评内估；=4\*GB3铲④拔击测量讨效率询高。体如采乞用车润载雷畜达，旁可以扯50瞎公里仁/小朴时的渗速度射进行智测量蒜，因暮此更敲适合摘开展约大范筹围的皂监测杏。可正是闪因为较探地坐雷达泡技术慨具有蓬上述腊优势工，肺应用卖探地渴雷达唐检匀测介翁质含笼水率脱成为篮近年蓄来探眼地雷六达技辩术新痒的研功究方构向。刮

菜然而脸，辈介质慎含水替率的毯变化呈与雷侧达波葬的传埋播特风性之铜间的沃关系逝十分港复杂畜，需兰要通须过开适展理盏论和奸实验芒研究慨建立帖起两驱者之典间的侦定量拐关系抢，才缎能使娱探地瓶雷达辨技术梳真正怪应用萄于探鸦测物汉质含腥水率滑这一券领域割。庆在鸦这一帅方面内已有柜一些杨学者木开展龟了相善关研泊究。图2.1水的介电常数随频率变化曲线哀Ha早st抵ed采〔社19拿73违〕通缠过实狸验获盼得了本25靠℃摄条件碗下水遵的介溜电常往数随轻电磁油波频痕率变脚化情骡况林〔图戴2.纲1犁〕芒，可夏见在老高频搜电磁弦场作芦用下普水的奏极化出特性盐表现炉出较殊强的耗频散帅特征谢。图2.1水的介电常数随频率变化曲线追To抄pp册〔1剥98永0〕奇通过休实验伯给出闲的土冬壤介地电常毫数与村土壤罪含水称率之遭间的罢近似剩关系笔式：飘 伏 雹〔档2里.1恩〕杂实践野证明材上述缘实验袖公式冒可以熟在不挣同类寨型、互成分角的土室壤条惩件下杀取得阴较高影的精鸟度〔耗0.显02坏2厨m蒙3脸m匠-3鹿，J开a斑co退bs幅en蝇和民S妹ch字jo宴nn管in视g俘，命19批94迈〕。杠更多如的学副者〔愁如爹Do零bs乘on雨踪19菌85批，怠Ro掏th热1唱99冲0全，偶Fr念ie饭dm染an走1现99枕8响，明Jo弃ne乌s粱和燥Fr蹄ie泉dm仆an振2柄00乖0担〕那么蜡是建党立土驰壤不拐同组渴成成巡分的懒介电场常数延和含膝量多狡少〔买包括丢含水换率的录多少葵〕与性土壤贴整体掘介电栽常数子之间锋的关却系模平型。裹在这冲些模伪型中陷，土枕壤整做体介递电常失数与摘土壤假设颗粒添、土贞壤中似含水基率以井及土粱壤中愁的空昆气含快量之档间的昌关系懒可以且用如舌下烘CR窜IM隐投〔冠Co冶mp烛le袖x粘Re佳fr亿ac摇ti讯on碰I骂nd巷ex诵M碌od污el极〕猫模型本来描健述惑 绢 钻 芦 肉 吼格按〔疗2供.2榴〕蚕其中仅，膛为土扎壤整限体介罪电常业数，轰为土怠壤含锹水率恶，免n宁为土慎壤的倘孔隙壁度，对、凉及虑分别猎为土怖壤颗垮粒、骄水及切空气闲的介没电常咬数。稠系数罪α悦与电尘场方逮向和置土壤艇构造介的相灵对关鞭系有被关。召上述之说明样前人狸的研逝究主另要集战中在激土壤购含水鄙率与亭土壤扑整体体介电献常数恩之间锄的关洞系，市这些抓关系名式在钻测量符土壤此含水捧率方川面取费得较吓好效目果，跟但不傅能直铜接用菌于描险述其自它介翼质的躲含水互率与些介质觉介电娇常数朴之间梁的关乏系。蚊在其即它介倒质研郊究方减面，艳S.慨L纷au句re六ns宜狐等研马究了佩混凝寺土材既料中咱含水倘率变牌化与闯雷达肾信号智之间疲的关象系君，岔讨论莫了雷保达信抖号的守速度阻、介目电常小数、孔幅值窃及相妈位与缴含水猜率之咏间的筐关系夺。L渗an饺bo遍L日iu挥等研丢究了永沥青棚材料莫中孔帽隙度钱、含工水率秃与整戴体介吓电常信数之哭间的芒关系乎，研迫究表赠明：孔在干造燥条意件下带，介慨质孔各隙度贱的变殿化对过整体弟介电却常数储影响项不大枪；随瞒着含迈水率茂的增孟加介罗质整踩体介显电常辛数明蛛显增妇大。剃但研屡究尚杏不够尤深入让。温在应论用方碌面，规美国新在应遮用探姑地雷弄达技或术监记测葡滔萄园浑土壤己水分悔状况嘉方面他取得吼了很宰好的透应用升效果会；一甲些国绍家在足应用兽探地爆雷达醉技术夜监测眼高速欢公路妨路基屿含水愁情况炮方面汽也开易展了称实验张和实蜻际应吩用工舞作。援从国泰内刊轻物发碑表的播文章解看，蹈国内聚只有翻少数逼科技英人员巡开展混了部妻分研余究工浆作，词如杨宣厚荣搁等开扣发了锻WP悼RT祝-挖1裁型爆原油辆持(券含)除水例率雷塞达测拍井仪足，巧时妙地征利用孟了雷市达探马测技糊术,修可想将原孙油持吵水率转的测饶量范颂围扩拼大到音0～风10但0%衰,毁测量绍精度孝达1米%岂,有燥效地栽解决毁了油暮田高狐含水骗率生司产的呈测量匠问题粥。倚在其魄它方贝面，绑如能害否应屿用数壁值模邀拟技燃术研辨究介殿质含仓水率锐变化怜与雷疾达信彼号之纠间的辫关系片，以贷及其比它因伏素如残环境得温度降、介悉质孔剪隙的龟大小促等因喂素对扑测量携结果带的影惩响等烦方面晚的研你究工激作开加展得薪还很谱少。未研究乳介质夸含水味率概与探最地雷呼达信励号之助间的幻关系逃可以巧利用锣数值肆模拟倚和物猴理模沿拟两指种方荣法。稻数值巡模拟皆方法源方便当、灵馅活易，百但愤由于湖数值机模拟确过程昆中进矮行了答一定悔程度耀的近淹似处应理，派因此右数值活模拟驱结果夫与物发理模侧拟结叨果会叛有一洗定差蓄别，律可以贿用于碑研究奉一般夜性规榆律。斜物理所模拟嗓更衰能放准确碗地反廉映特神定环彻境下庆物质锡含水肉率变泪化对肺雷达虾波苦的影弓响纸规律趁，对国探地古雷达许资料应精确元解释制是必屠不可亏少的馆，因爬此后享者应熟用较丽为普内遍。抖虽然反，映探地龙雷达评数值粥模拟寒技腰术最欣近十扯年享得到郊了茫较大冶开展染，国破际上辞一些干大学港如荷昼兰D组el另ft超理工搬大学震、美鲜国俄旷亥俄跃州立棉大学赚、科思罗拉埋多矿库业学峰院及著一些弊商业节公司扯开展子了大当量研拢究工厦作，迁已有靠商业匠或免赞费二诉、三士维正唱演软奖件出阿现。盟国内恢中国弯矿业资大学摧等科膛研机扁构也没有学纸者开糠展了乓数值绣模拟洗技术负研究炮。侧但是惭，闷在数园值模必拟研汤究领暗域，委除算打法研厉究外嚼，应痕用研闸究主盯要集盯中在束研究感均匀砖介质查中局浩部不闪均匀浩体的果响应醒，雷后达天亦线极券化特腾性，饼介质受频散蓬特性年等方营面。济由于扮这些恢研究医中都逝假设磨介质骑是均前匀的唐，因兆此目爆前大筹多数西软件船不能勒用于欢模拟须介质宣不均恒匀变接化碗，也打就难原以直没接用亲来模街拟介四质含聪水情单况夕。也求很少扔见到键利用酬数值扩模拟馒技术挑研究粗介质河含水干率早变化姿对雷会达波围的传部播特重性影藏响规彻律等肯方面启的报迷道。得总之巩，扬应用慧探地那么雷达袭技术抖可以磨对大娱规模劝的测祖量介北质无破损、虏高效讯、低梦本钱圣地实兵现横与向与折纵向炭空间斯连续壮观测惑，是夸近年基来探隙地雷饮达技崭术研甜究的茧新方较向先。馒但是知，竿在建挪立探乓地雷炒达信弯号与乞介质货含水香率之杰间的贵定量较关系签方面欲工作缎开展堡得还遮很不锅够，征需要遭开展龄更系付统倘的损物理闪实验姨；坝在数苏值果模拟杀方面育还需无要研展制开界发更旧适合蝶的计狠算软月件。味三、椒研究琴工作漏总结阵1、蛾研究捆工程讨实施均情况匹根据含合同宽要求猛，疯按计侄划产全面膛开展康了研控究工晓作，啄主要章包括佳探地滩雷达巾三维宅正演练技术生研究踏；介源质含携水率借与探享地雷哑达信济号关速系物数理实粱验研坑究；茫介质扁含水六率与文探地宵雷达讲信号浑关系吊数值火模拟减研究气等研昏究内氏容业，全丧面完尸成了肿合同密规定化的研吐究任狮务。辈完成腹的主袋要工华作量萌包括柿：=1\*GB3觉①瑞似研制虫一套呈探地沉雷达杰三维垄正演读软件记；=2\*GB3添②子址完成笼了熔石英骨、沥搭青慧砂等态不同表材料忧的泛探地烂雷达蝶检测射含水羞率号的物矩理访模型树试验慧；=3\*GB3签③驰随完成替了部滥分斥理论粒模型宏的裂数值猴模拟斩研究康；=4\*GB3赏④盖燃完成过了物搁理实煎验和够数值外计算映数据宣的整花理和流分析舟；=5\*GB3替⑤尺烂初步誉建立暂了适雪于沥牧青、出石英运砂等喊材料滑的含槽水率艰-介附电常幅数数捏学关券系式押。贱2、值研究研工作撕取得恼的主怀要成刘果和线创新央点烂姿〔1丧〕薄受资耀助期叫间取知得的罢主要慰研究动成果芬成果曾一饿利参用时蔑间域连有限告差分宿法实家现了纲探地据雷达援三维屈正演谦计算毯，研彼制羡了观一套妙探地镇雷达亿三维耗正演焦软件睁，解冶决了渐目前峰探地就雷达移常见耍软件筐无法裤模拟摊介质切孔隙辽度、至含水帖率变润化的草问题败，为笼应用制数值猾模拟鸡方法握开展旨介质孕含水指率问刮题研匀究提告供了坡有力栏工具犯。能自然芽条件统下，凉水赋依存于骨介质询内部串的孔华隙中灯，而平且蚕在沫非饱掉和状浓态下红，一娇局部住孔隙示含水演，另棕一部绘分孔佳隙那么见充填溉为空蜘气。侵因此露，开毛展介室质含冒水率潮数值侦模拟戴时，丸要求歪正演乔程序置要能稻实现俗均匀涛介质唤中随被机分衣布有保不同店比例育的自惩由水倚或空锣气等方“丈杂质坐〞斤，而什目前据常见职的正偿演软亲件均板假设瞧介质本是均摸匀的善，无购法模捆拟介箱质含铸水状追态，竹要叼应用铃数值希模拟苹技术壁研究馋介质串含水队率与逮探地易雷达伯信号缸关系节，首腥先要季研制割一套宫适宜柜的探雁地雷饺达三借维正坚演软钥件。烂1.君1谈根本户理论新实验锅说明恭，所抬有的赚电磁飘现象抱都服救从麦帮克斯崭韦方焦程，它在时智间域威中，垒麦克畏斯韦拢方程倚有如裤下形狠式：乞 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铁(也3逃.芝8句)渣其中叉，证、通为直肃流和签极高栏频状拴态下忠介质杂的介山电常郑数，枯为弛首豫频伟率。召对于忍25念℃明条件醒下的绢自然糕水，腊其扩De脸by致e闸参数香为怎ε财s=纺80锤.1纪，升ε∞锦=4必.2辱，哀fr脏el青=1长7.托1G赢Hz蕉〔晶Ha转st辅ed俭,1显97暴3祝〕。扮根据总De府by才e笨模型亚可以辞计算论出当凤雷达她波频侮率为班1G斩Hz托时，赌由于惭水分乓子的不迟豫胳作用去产生搏的附哭加电签导率和约为堵0.梯26槽5乞s/磁m烘，这晌与自蹦然状心态下蚊常见经物质掏的电题导率孙在同碧一量旋级或悔更高季一些杏，因她此在泻介质幅含水掠率模溪型正黑演计谷算中软，必饥须考残虑水丸分子吸所产涉生的批附加齿电导奸率的舰影响感。砌1.灾2群数值粉模拟军的实躺现格探地童雷达懒三维疑正演躁计算鸡最常物采用摊的方剥法是村时间罗域有吗限差院分法宏。时燥间域邻有限注差分掩法最永早由含Y选ee船于1秋96坏6年录提出属，是苍一种极对麦称克斯甜韦方漏程进夜行离茄散化冤的简竟单实亡用技核术。蠢Y根ee效巧妙仓地在宪剖分用单元恰内使专电场杠分量舞与磁欺场分蛮量在孙时间塔和空吨间上闷相互猫别离蓬，利顶用中窗心差栽商代膀替微株商把播连续定变量刻离散款化，煮使含胀时间所变量蚁的麦功克斯堡韦旋牵度方色程离鼻散以饲后构霸成显些式差从分方杯程，朝从而些可以始在时色间上烛迭代门求解思，而崭不需植要进梨行矩因阵求黑逆运粪算。凤由给多定相饼应电瓦磁问乏题的痰初始毕值，歇应用黑时间桂域有具限差橡分法胃就可运以逐围步推踪进地巧求得拾以后千各个共时刻剧空间俯电磁汉场的冬分布糖。文具体忍计算像流程底如下讲：设计正演模型：设计正演模型：计算空间尺度；剖分单元尺度；各剖分单元电/磁性参数赋值。设计时间步长设计时间步长设定发射天线位置、长度及极化方向设定发射天线位置、长度及极化方向设定发射脉冲信号为计算空间各单元电场分量赋初始值为计算空间各单元电场分量赋初始值根据各单元电场值计算各单元磁场值根据各单元电场值计算各单元磁场值根据各单元磁场值计算各单元下一时间步长的电场值根据各单元磁场值计算各单元下一时间步长的电场值应用吸收边界条件计算边界上的电场值应用吸收边界条件计算边界上的电场值根据发射脉冲信号设置下一时间步长发射天线的电场值根据发射脉冲信号设置下一时间步长发射天线的电场值是是是否完成设计时间步长？否是否完成设计时间步长？否输出数据文件输出数据文件结束结束父1.税3毯数甲值计说算结烈果检框验成根据扇电磁严场理怎论可絮以推需导出赖球坐屠标系仅下描晚述自互由空关间中圣电偶指极子无辐射规场时配空分群布的炮解析敬公式丹如下佳:淹底控昌(凭3坊.睛9迟)袜式中刺p(白t)葛为偶栗极子锄的电即偶极汤矩，陡c丧为光眨速。彼为方桂便求担解，村发射爹信号够选为猴高斯个脉冲晓，其摇函数扰的时灭域形迈式为链：饮蔬渠疯咽属部辆途胸村洁驱(嫌3.惭10杏)片其中导τ弱为常殊数，解决定绣了高崇斯脉狠冲的腔宽度炊，脉格冲峰蝴值出提现在签时刻逮，如嫩图男3阁.1更所示疫，实叉际计企算中趴τ峡=2茫ns照。彻图叶3侨.2垂、驶3挂.交3内分别议为电骄偶极览子下捷方心10巧和锈25潜厘米王处平连行偶台极子课方向蒸电场轰的解揉析解购和时害间域却有限籍差分蓬法三统维正帆演对敢比结尘果。图3.1高斯脉冲信号刷比照绞结果颠显示疲，在霉电偶添极子植下方赌10劝厘米橡处，瞎解析猎解和通数值慨解十选分接朽近；这25筐厘米蓝处的激结果索显示乖在信想号晚穿时两历者存填在少坑许差坐别，壳其原铸因首可能绍是边测界效尊应引沟起的鞋。肆数值绿解与脑解析抄解的霜一致电性证梦明研燥制的牢正演掌软件结是可堵图3.1高斯脉冲信号解析解解析解幅值(v/m)时间幅值(v/m)时间〔ns〕解析解数值解时间〔时间〔ns〕幅值(v/m)数值解图3图3.3天线下方25厘米处数值解和解析解计算结果图3.2天线下方10厘米处数值解和解析解计算结果栋成果摧二呈犯首次飞应用正数值公模拟额方法寻进行顶了介村质孔琴隙度仪及含野水率司变化千对雷惊达信免号传愉播特污征影去响规报律的性研究烈。那么在介涨质含所水率谎数值舍模拟痛中，亦不仅佩考虑锈了介糕质电揉导率净的影兼响，振也考域虑了架高频萄电磁赠场条它件下串，由传于极匠化滞胀后效敬应造纱成的鹿介电腔损耗寿，并艘利用潮物理径模型杜实验驳结果愈与数祥值模爽拟结射果的盖比照慧分析层，证起明了胁这种漠思路虹的合峡理性诞。淋研究捡结果虾说明赌应用迁数值挪模拟相方法船研究哈介质储孔隙国度及寸含水重率的拦变化芝对探情地雷替达信啦号传柿播伸特性集的影狐响吐规律延是可咐行的隙。绞2.避1猎介质净孔隙姥度变具化与壤雷达历信号栗传播伤特性盲关系效2.傍1.注1敏数值叙模拟障模型罩设计渡：径数值蛾模拟惜模型揉由相巨对介膝电常血数〔轮r拐〕、和电导哄率〔位/s炼·续m凑-１霜〕横刊向均行匀的皆三层品介质辰组成辽，其茎中第技一层膊介质们为空只气；隔模型翠及其岩坐标危系统挣见图母3胖.肥4息，哨即：疗各层铃介质轮物性宪参数幻：奉r1贴＝谈1辜.0咏、鸡1架＝0海.0谎s/吴m听，艺r2谅＝5超.4泉、齿2火＝0疼.0环s/啄m波、恋r3搞＝1劣5.斤0、遥3甘→∞没；竹模型以整体式尺寸捷：0殊.5化0幅×颠0.摆50辨×爹0.腾50笋m坝，第赴一界锡面位劝于猾XO妈Y网平面柏上瑞0.肚25扭m累，第唯二界饰面在本0.赔4嫁5m件处；曾雷达文波衣场源宿为电瞧偶极在子天绑线，逗位于央第一汁界面差中心刑上方折0.弓01泼m体处；浓电偶天极子饮极化恳方向乐平行请X轴捆，占主频凑1药GH砖z；冠剖分态单元抓尺寸钥：0梁.0点05救×爆0.梳00扶5宁×不0.台00肯5m坐。图3.4模型示意图模型参数：第一层：εr1＝1.0，σ1=0.0(s/m)，厚度h1=25cm第二层：εr2＝5.4，σ2=0.0(s/m)，厚度h2=20cm第三层：εr3＝15.0，σ3→∞空气天线苍为研会究介躺质孔证隙度犹变化巧对雷漂达信脖号传陵播的涨影响愚：充①块在亭第二贫层介糊质中瑞参加看随机芳分布袜，相包对介望电常本数挪r凶＝1姓.0捷、电暖导率氧柱=0案.0母s紫/尸m的助异常碎单元透，借欺以模烟拟均疫匀介叉质中笼分布月有充织满空爆气的优孔隙拐；图3.4模型示意图模型参数：第一层：εr1＝1.0，σ1=0.0(s/m)，厚度h1=25cm第二层：εr2＝5.4，σ2=0.0(s/m)，厚度h2=20cm第三层：εr3＝15.0，σ3→∞空气天线同2.蝴1.撇2型责模型肯正演津结果晋分析多介质遣的孔芝隙可疮看作狮均匀粱介质炭中加寇入具乔有另笋一种精介电键常数棕的口“呆杂质牺〞暂。雷彩达波哗的传益播特锻性会伐随着宋“尚杂质笔〞纲含量岸的多误少发奴生改腿变。揪图她3.象5乞为赤介质杀孔隙受度仍分别窝为些2%搜、隶4%崭、遭…宫、柳10昆%忆时，翅通过狱天线擦中心性，平却行电句偶极遗子极柱化方幻向剖呼面上盗t=洁2.夫0n犬s酒时刻纱电场写分量管Ex暂空间鬼分布培状况规，刮可见加随着揉孔隙株度增出大，帜电场补的背拌景甘“英噪声季〞限明显心增强怖。带计算敬结果远说明桑：俗随着佳介质假孔隙洗度增除大，临由于胳孔隙辩内充行填的讨空气亿使介悠质的茄等效粉介电搁常数烈减小乖〔图馆3.滨6〕岁，雷痕达波裁传播洪速度妥增大桂〔图筋3.庙7〕献，校反射挠信号送的走蔽时明品显减翻小，屠信号鹊的幅照值也浴有小渣幅增楚大〔奖图涛3骄.惕8式〕剖。艺雷达物波辈传播时速度新由孔篮隙度菠为零著时的剥12秀.9劳1c虑m兴/n肤s英近似团线性胶地增脚加到摊孔隙朽度为咏10典%尸时的耗13游.6伴1c略m毙/n割s炉，即友孔隙续度每感增加图图3.5t=2.0ns时孔隙度不同的介质中垂直电偶极子方向电场Ex空间分布图1：孔隙度＝0%；2：孔隙度＝2%；3：孔隙度＝4%；4：孔隙度＝6%；5：孔隙度＝8%；6：孔隙度＝10%示1%征，反鼠射波伏传播悦速度圾平均陷增大裙0.熔54暮%序。介执质等察效介认电常角数由件孔隙神度为氏零时住的算5.杜29峰减小迎到孔询隙度福为骑10宽%司时的叫4.弃86弟，即市孔隙稻度每钓增加榴1%厦，等均效介缘电常队数平违均减颠小膊0.浸8%荣。捧不同田的观产测参焦数相轻对介椅质孔佣隙度雪变化贤的灵江敏程汪度也瞒不一矮样。晌图危3.吹9掌为不豆同观触测参托数的当灵敏播度曲席线。县可以予看出史介质嫁的等乳效介村电常旅数对浸于垮介质仇孔隙蠢度变宗化最货灵敏荣，反惯射波扣速度因次之绑，这鲜是因道为介及电常蝇数与产电磁渔波传朴播速枪度呈互平方睁反比腿关系茫。信固号的短幅值乐相对柱灵敏恋度较载低，逗这是馒因为惩信号脑幅值关的改收变主远要是匠因为脆介质猎孔隙勉度的闲变化保改变芝了介态质的咽等效醉介电斤常数甩，从遣而改胶变了剧介质愉与相纤邻介楼质间痛的反鼓射和烧折射冰系数爱，使虫电磁简波的章传播吩发生串改变种，但长这种矮改变歇是有讨限的喝。另稀一方房面，糊介质室孔隙数度的浊存在液又有闪可能洋使雷珍达波呈产生奇散射季从而惩降低愤幅值承的信幕噪比饺，因孔此实陈际工久作中趟假设根今据反救射信匀号幅齐值反牙演介盟质孔按隙度也可能周较其弟它两垮个参困数反草演精脉度低身。速度〔cm/ns〕孔隙度〔%〕孔隙度速度〔cm/ns〕孔隙度〔%〕孔隙度(%)等效介电常数图3.图3.7雷达波传播速度随孔隙度变化曲线图3.6介质等效介电常数随孔隙度变化曲线反射波幅值反射波幅值〔v/m〕孔隙度〔%〕孔隙度〔%〕灵敏度〔dB〕反射信号幅值雷达波速度等效介电常数遗孔隙度〔%〕灵敏度〔dB〕反射信号幅值雷达波速度等效介电常数图3.图3.8反射波幅值随孔隙度变化曲线图3.9不同观测参数随孔隙度变化灵敏度曲线蝴2.签2利介玻质含惑水率辞变化凭与雷理达信动号传窄播特坑性关震系割介质薯含水葵率变蓬化对情雷达杰信号挤的影穴响有竹时被潜认为课是干勇扰，补有时偿又可刚被利桌用。捞第一住章中涛已经昌提到户由于税水的走特殊团性质剃，即种具有夕高介侮电常浊数和烟相对鞋较大让的附纸加电默导率蛛，使线电磁痰波在却含水桨介质梳中的岂传播讽变得砖更加摸复杂燥，因糠此，蝶介质争含水间率模肥型可羊以看箭作是求均匀乡介质换中加效入同券时具娱有高另介电采常数日和高桌电导译率值“循杂质悟〞诱的模财型。廉事实贯上，鞠介质惯中含报水率筹大小依与介狼质孔茶隙度债是密艇切相笋关的跪。介今质在句饱和尊状态坐下，喜孔隙款度越墓大，严介质械含水酬率越蜂高。邀当介蓬质处恶于不前饱和鲁状态蔽时，临介质稀中既贿含有渴水也坑含有径空气孝。草这里毫将计三算两嗓类模铺型，茅模型希一中娃只考玉虑介吴质含笋水率扫变化老，模浇型二快中同览时考先虑含失水率圣和孔答隙度红的变欢化。砍2伙.棍2搬.1测数值亡模拟亚模型略一设晓计腔数值犯模型道仍由娇相对知介电断常冈数〔听r阀〕、烤电导枯率〔薄/s助·购m谊-１混〕横陶向均文匀的限三层复介质糖组成项，其谋中第堵一层叮介质库为空诉气；烫模型侍及其从坐标暑系统灰见图递3.症1谢0栏。空气天线空气天线图3.10模型示意图模型参数：第一层：εr1＝1.0，σ1=0.0(s/m)，厚度h1=35cm第二层：εr2＝5.4，σ2=0.0(s/m)，厚度h2=10cm第三层：εr3＝15.0，σ3→∞公介质爸中存石在的词自由节水可材以看朝作是膜均匀获介质我中加揭入一须种同沈时具馋有高歉介电垄常数驱和高辽电导击率的高“纽杂质耀〞折。雷滑达波营的传浑播特扯性会费随着锣“鸦杂质牧〞舍含量闹的多查少发燥生改烟变。透为研浸究介缓质含送水率截变化娇对雷臭达信托号传闻播的团影响堵，在绣第二京层均虹匀介殖质中偶参加看一定馆体积姓百分毛比，切呈掘随机瞒分布酸的高隆介电菊常数哪、高欢电导的率的究异常酒单元潮。异律常单假设元：=1意\*企G自B3甜含①斩商所占咸模型言中时剖分般单元福的体据积百茫分比劣分别砍为：谢2％柴，4顶％，齿……讯，1假设0％劈；=2\*GB3返②役由裹于水绸为有炸极分裤子，专在高喘频电倍磁场疮作用岩下，篮水分须子的薪驰豫滤作用预会产本生附稳加电认导率难；因响此在石数值畜模拟奏计算否时，修必须奏考虑喂其附矮加电调导率黑对雷鞋达波范的影搜响。待依据接第一暴章提到到的电De文b吓ey岩模型斥，在惭天线霜〔雷绩达波影场源附〕主雨频为聪1渴GH骑z的庙条件轻下，澡异常喜单元醋的物舅性参加数取乘：宣相对打介电似常数踩r拼＝8页0.扶1；哪水自版身电隔导率姻为嗽＝0晕.1怕/s稀·胡m乏-立1固；驰造豫作福用产潮生的特附加宫电导狂率锅Im欣(待)星＝0潮.2原65葬/s叮·公m弟-根1味，并役假设浊附加惑电导床率在库雷达乔波主爆频附点近的罪小范叉围内穴不随费频率施而改查变。雹幼2剧.蓬2敬.2缩模型痒正演思结果浩分析爹图武3.胁1控1替为泪介质垒含水鲁率顿分别拿为逼2%诉、悼4%绵、坡…石、满10缘%臂时，顿通过混天线壳中心优，分挣别平鉴行期电偶滔极子抢极化线方向姑的剖祥面上侦t=池2.肺0n僚s钻时刻扰电场脖分量分Ex乏空间卸分布状状况绸。可戴见：=1\*GB3腰①高血随着冷含水邪率增童大，异雷达户波场酱产生浇越来举越强猾的散剧射现蜓象，央电场蛾的背彩景陆“凤噪声藏〞永明显汗增强威；=2\*GB3沈②业肿介质贵等效卷介电技常数桥由不施含水蛮时的固5.稀4财，增君大到涛含水萝率为唇10镇%私时的砍9.基8闯〔图扯3.驱1批2哨〕蔬，即药含水稳率每甚增加纤1%摩，等策效介邻电常袖数平诚均增融大蚀7.征7%朝。光随着识含水具率增泥大，牌雷达秆波的暂传播税速度伞明显锐减小怀〔图狼3.时1可3乳〕括。由啦不含风水时溪的搬12问.9味cm错/n路s励近似色线性决地减爪小到司含水循率为俭10罩%破时的俭9.染57厉cm拿/n愿s昂，边即含柏水率在每增剩加锄1%幸反射赴波传尘播速颤度平奉均减散小还2.盼9%京。信慰号的冷绝对继幅值刮那么由燃不含茂水时争的1咳14吵.慧4糖mv笔/m笑减小布到含贫水率巧为救10投%慧时的闻84补.9然mv砖/m日〔图吩3.鹊1栽4齿〕读，究即订含水喘率每发增加段1%扇，信稠号绝晕对幅喜值平隔均减酬小锡1.注9%闷，顿从而谦造成认探地米雷达凡的有种效勘宽探深贼度也焰随之什减小索。肯总之胳，介编质含流水率击的改珍变会旗使雷锋达波惧的空洒间传糕播特寿性发都生强法烈改锻变。苏作为装干扰扬源，说介质县含水刺率的管变化的，会钻降低工探地己雷达垂的有越效勘弃探深蜘度和视对弱阀不均理匀体钻的空朵间分阵辩能胖力；伟对目兴标层禁〔体移〕埋键藏深寒度的姐估计系可能每出现边偏差葬。拦正因工为电老磁波砍对介余质愤含水咽率变驴化如槽此灵昨敏，壤所以炊探地贯雷达岭技术扑更适冤合用崭于探败测含挽水率淡分布随不均妻匀介横质情馒况。道根据显模型旨正演舅得到宪的反哄射波止传播堪速度狂、幅况值及其介质幻的等玩效介尝电常室数与摘介质匀含水谁率之乱间的处关系泻式可帝用来量指导厘探地丑雷达嗓的资浇料解赞释。图图3.11t=2.0ns时含水率不同的介质中垂直电偶极子方向剖面电场Ex分量空间分布图1：含水率＝0%：2：含水率＝2%；含水率＝4%；4,含水率＝6%5：含水率＝8%；6：含水率＝10%王图撤3.锐1知5弄为不柜同观泄测参芦数的帝灵敏柔度曲揭线。零可以裙看出膛介质壤的等羞效介绩电常冲数对板于陈介质墙含水缠率变因化最蚁为灵萝敏；顶反射怀波速朵度与板信号孔幅值熊的灵桃敏度昂相当捎。舌此外芒，由隔于水服在高魔频电吉磁场权作用把下能孕产生水较强壮的附源加电查导率宵，致蜜使信假设号的案幅值矛随介湾质含芦水率蛮变化蚂发生苏明显岗改变传；水猎又具腥有较市高的驴介电必常数祸使得奋电磁蔑波的盒传播催速度妇随介谊质含拘水率发的变震化十堪分敏让感。浑但自肤然界筋中的缸常见象物质呼大都小不具界有这晨样双代重性信质，冲这也卷就为仇应用坡探地亭雷达铜方法加区分平水与韵非水英提供酒了十肃分有翼利的服前提污。速度〔速度〔cm/ns〕含水率(%)等效介电常数含水率(%)图3.图3.13雷达波速度随含水率变化曲线图3.12等效介电常数随含水率变化曲线信号幅值信号幅值〔v/m〕含水率〔%〕含水率〔%含水率〔%〕灵敏度〔dB〕等效介电常数传播速度信号幅值信号幅值图3.图3.14反射波幅值随含水率变化曲线图3.15不同测量参数灵敏度曲线魔2点.福2血.3顿数值林模拟迁模型伶二设绣计偿模型企二是已为了返与物花理实估验结丧果进家行对籍比，丝以检洋验数应值模尺拟技舌术的绞有效直性。匪物理膀实验取结果家取自响法国榜作者体S.普芹La械ur俱en配发表脚在妇“圆No心n-煮de苦st轰ru赢ct叔iv炮e串Te口st庸in焦g衣in录C臂iv己il阵E胃ng浸in络ee既ri竹ng践服20住03鼻〞存会议律论文速集中泰的文群章中趟。作纤者为旺研究择混凝氧土含小水率包变化挥与介透质等宪效介母电常兄数及芝雷达勿波传渔播特属性的备关系林，进筋行了何物理美实验济。实馒验模姥型为瘦立方被体，葛长和线宽均量为啊25解cm益，高茄为页7c棍m耕。艺雷达筒天线拦放在道模型标的上亏方，农天线秒主频汇为付1.耐5G舟H菠z船。模旋型的剂底面更放在煌一金仁属板馅上，趋以使往雷达尖波产旗生全愤反射架〔图革3.锅16冈〕坊。实负验结逐果得贡到了封介质捞等效再介电凑常数丹、传乓播速泰度随希介质爽含水遮率变占化的哨关系笔曲线霞〔图园3.波17鼻〕雷。根盆据实脱验数三据进工行了逐CR慧IM引模型锣分析积，在蚕CR柿IM许模型见中，后介质功固体棋材料理的介遵电常屿数取拉为汇4.法0趋，孔馆隙度喜取薪14失%翻。倘臂慎薯嘱糖债图3膏.1获6吐混凝丢土实巴验模现型〔满左〕坛及测肢量装负置〔辟右〕到退粒硬图3追.1蒜7扑实验滑结果巨图3秆.1稼8坦CR预IM平模型杯与实伴测结仿果对任比旺为了巴模拟存上述它物理彻实验壁结果营，数融值档模型系仍由篮相对欢介电涉常数意〔剃r沙〕、进电导爪率〔再/s露·腹m丙-１舍〕横促向均盯匀的忧三层圣介质影组成辩，其挨中第五一层低介质轨为空扭气添，第漫二层失介质巨的相棚对介僚电常勿数和峡厚度俱与物扫理模达型相职同，秋分别抵取编r2忌＝游4.剑2约，边h棉2匆=躁7c坊m灰，雷匀达天墙线主添频设柏计为观1.闹5皮GH腾z曲，第抢三层所取电栗导率爪为无屋穷大柜，以皮模拟能金属兆板欣。售模型欣及其卧坐标支系统爽见图挂3.辜1降9佩。图3.19模型示意图模型参数：第一层：图3.19模型示意图模型参数：第一层：εr1＝1.0，σ1=0.0(s/m)，厚度h1=25cm第二层：εr2＝4.2，σ2=0.0(s/m)，厚度h2=7cm第三层：εr3＝15.0，σ3→∞空气天线做为研拆究介贩质夺孔隙扎度及在含水你率变山化对蹲雷达悼信号灿传播旗的影盐响，絮孔隙油度及喂含水释率变断化异遇常场勿的设殊计，诱是在淹第二症层均拼匀介红质中麦参加痰呈拆随机兵分布虽的异熊常单赠元：给=1\*GB3畜①往异内常单浊元所枕占模逮型剖挪分单据元的座体积僻百分蔬比耕为汤14云%取；=2\*GB3陈②贸异铜常单蓄元中碎一部欧分充罪填水重，另泥一部垄分充热填空倘气，发二者巡在空民间上正均为指随机邻分布积。填与水烧单元探所占湿模型炸剖分戴单元或的体技积百剧分比瓦分别填为0俘％，趟2％倚，4翁％，嘱……抓，1撒4交％，执同时延，揪充填慌空气睡的异庆常单缺元所木占模身型剖羡分单建元角的体纷积百交分比灭分别狸为1武4位％猫，1悟2仁％，糠……剑，涛2英％，闲0差％污。=3\*GB3挡③丢秆依据魔De饶b寇ey写模型嗓，在廊天线塌〔雷误达波堪场源兴〕主灯频为奔1目.5片GH蜘z的倾条件惭下，来异常查单元继的物朽性参义数取接：拖相对牌介电扩常数哄r酬＝8悲0.恢1；鄙水自该身电拥导率自为混＝0勾.1淡/s伴·书m揉-却1喘；专弛位豫作榜用产带生的寄附加踪电导辅率弓Im养(隆)弓＝0旬.眉6泄/s湿·耳m亡-跑1皮，并妨假设却附加士电导俩率在耻雷达讲波主速频附呢近的装小范螺围内辱不随炭频率翼而改篇变。受抹图3丈.阴20吨为数渡值模希型计巴算结押果与摆物理罢实验眉结果闹比照宣情况阅。可荡以看雾出，霉无论清是反情射信屿号幅扩值，涨还是名根据菠速度富换算金出的慢介质拴等效财介电羽常数倒，其患数值其模拟述结果那么与物赏理实负验结疲果婚都桂吻合抬较好刺，箩特别握是当收介质析含水践率较春低时劈〔含讯水率应小于酿6%翼〕，接两种应结果点更为践接近使。随签着含轿水率编增大朋，介宵质的葵不均爬匀程惭度增竟强，丧干扰叶程度刷随之膨加大极，宴计算盖结果渡相对炕较分场散。颠但数打值模领拟技镜术能雄较好曾地计蔽算出避反射嚷信号栏幅值正的相绣对变材化情折况肉。毯数值读模拟廉结果绘与物储理模终型实嗓验结闪果对桥比分丈析证乏明了福数值扩模拟屿技术管的可门行性跳和有赵效性皆，也紫说明闯了在丧数值众模拟复计算殊中由祖于引陵入了肤附加瘦电导顷率，义使其伍结果貌更为喊合理盆。因或此，阻数值掏模拟子计算渴技术交可以抓作为肝研究晓介质律不均竿匀性宜对电竿磁波类传播搬特性业影响尿规律序的有畅效手察段。含水率含水率〔%〕反射信号幅值相对改变量〔dB〕物理实验数据数值模拟计算曲线图3.20图3.20物理实验与数值模拟结果比照含水率〔%〕物理实验数据数值模拟计算曲线介质等效介电常数页成果讯三渐刚开展工了石交英砂蛾、公茎路沥镇青栽等材旧料的别探地嚷雷达辛检测响含水负率物之理斑模型议实验贯。右通过乡根据询物理牙实验途结果防，分宰析了视这些井材料无的等瓣效介闸电常算数泊、幅雷值、当传播真速度浆、仗频谱颜特征状等参夕数随炉介质省含水茶率的别变化恩规律惨；用呆数值正模拟选方法扒和前浴人的都试验手数据寸对实财验结招果进惠行了仔检验团，证乔明了奋实验凯结果升的可烂靠性律，试晌验结瓦果表脚明应步用探剑地雷焰达技绸术检亿测介民质含专水率陵是可易行的治，其完无损智、非都接触钓、高胀效的中特性鲜表现线出其亿它检溜测介龄质含番水率此的传颗统技猎术所沙不具老备的姐优势光。贪〔匀2建〕航资助炉期间丘发表然论文介、论战著、丙报告针及专烤利情胳况拆资助陷期间泳发表根论文宾4泊篇，俯完成拉研究勤报告裕7部滴。=1\*GB2括⑴棒末Ex歌pe鹿ri彻me箩nt单al朱d赵et心er标mi介na担ti辩on漠o北f惹bu帝lk畏d肤ie索le委ct搜ri迈c公pr蝇op等er志ti构es想a蕉nd缩p疯or份os待it穷y钢of静p袜or公ou牌s京as万ph疗al灭t逢an才d订so段il促s粗us匠in回g形GP峰R汪an明d浅a羞cy裹cl嘴ic抛m诱oi按st板ur洁e桑va者ri内at享io捡n度te涨ch途ni烈qu讽e，浸Ge机op袄hy菊si携cs逼，V挡ol签.纵71沙,星No孙.咬4举，据第三玉作者限；=2\*GB2积⑵码潜S之tr啊uc惑tu趋ra竿l材fe锅at改ur廊es案o从f喝th铲e犹Co肃qe畅n茶ba赞si栋n穷in第c扯en晓tr兵al剥T逃ib唤et托b果y燕ma欧gn锈et退ot疤el树lu歼ri商c航so蔑un滤di板ng肝，J桶ou当rn栗al晚o护f纺Ch涌in简a御Un米iv详er触si卸ty冒o裙f阁Ge变os沸ci压en光ce捎s，组Vo锅l.浆18胜,S端pe桥ci旦al吴I角ss伤ue跟,灯第一驰作者职；=3\*GB2六⑶丽掉青藏骑高原梁措勤锈盆地忙大地集电磁所测量各初步演结果挡，物爪化探院计算哈技术客，茂20水07笼略年增济刊，洪第一缓作者愧；=4\*GB2馋⑷惑法介质殊含水架率与殖探地绵雷达情信号吼关系刑数值移模拟替研究躁，物耕探与签化探猴，哨Vo夹l.谢33聪,N渗o.如5,壤2尝00粱9及第一侍作者青；=5\*GB2统⑸分壁羌塘剩盆地徒石油敲地质娇走廊捎大剖喝面综晒合地用质调铸查〔闲玉盘说湖墓—百双湖眯段〕松大地抗电磁虹测深积调查迁报告魂，第顿一作伤者；=6\*GB2祸⑹字谁措勤凳盆地潜石油捎地质搬走廊脑大剖究面综花合地读质调顷查〔糟洞错懒东蹦—尚措勤索段〕版大地运电磁巧测深纱调查南报告框，第孩二阻作者擦；=7\*GB2断⑺抓璃羌塘杰盆地赏龙尾鲁湖区听块连谎续电调磁剖旨面〔颂CE破MP黑〕测租量成叔果报羽告，鼓第一缘作者夫；=8\*GB2袭⑻备矮羌塘鸣盆地子关键鞭地段许连续些电磁迹剖面剂测量希成果形报告真，第傍一作钱者；=9\*GB2极⑼双锄青藏币高原是石油壤地质各调查呢大地兔电磁忙测量粒综合丽研究创报告味，第坝一作沃者；=10\*GB2帖⑽棉筐青藏敌高原晓非地积震油伯气勘港探方铺法技索术综竞合研垮究成熄果报档告，管第三领作者巴；=11\*GB2权⑾语畏青藏锻高原肠油气止资源抗战略姑选区视调查三与评糕价成率果报懒告，挨主笔浓一章屋。捉〔3隔〕负绵责和短参加踏相关桨科研蝶工程隆情况哪资助邻期间适，除记完成坛资助呢课题悼外，暂还承哲担了品如下炉科研图工作超。=1\*GB2办⑴剧省参加脊国家谢油气疫专项热“版青藏走高原与油气萌资源逼战略姥选区童调查庆与评涂价〔窗XQ咬20笛04国—罪06表〕缺〞均过程胖中，血负责管完成混了如押下专呜题：=1\*GB3沾①合洞趟错东内—蚁措勤耻石油眼地质怒走廊采大剖羊面大乐地电增磁测白量〔琴科油仓[2贱00茶6]僵10爱号〕钉，2畜00匹6年微，经病费1胆30瓶万，饭第一避负责筝人；=2\*GB3舟②梯羌况塘盆伸地龙桑尾错钩区块凭连续职电磁寇剖面谜〔C总EM鼠P〕绵测量化〔科玉油[洞20碧06跌]1没5号己〕，茅20惰06城年，例经费末50秃万元熔，第渗一负睛责人拖；=3\*GB3羊③捞羌涝塘盆离地重队点地删区电玻磁阵弯列剖危面测拳量〔株科油韵[2叶00秘7]针07拘号〕娘，2肃00导7年支，经嗓费2斧56抵万元射，第停一负菜责人尝；=4\*GB3井④队青沿藏高坡原油敢气勘惯探方框法技莲术综获合研借究〔债科油壶[2须00防6]祸13燕号、申科油狼[2阶00猪7]充09它号、秩科油斥[2烈00评8]龙06促号、驶科油填[2耍00顽8]己07关号〕岂，2样00色6-盏20势08想年，恳经费淹36令6万铸元，恭第二某负责侄人。=2\*GB2惨⑵证手国土适资源驱部公骗益性央行业姥科研授专项役“恒重要拆成矿榴区带摄地球犹物理登深部横探测挂与研继究示橡范道〔2约00骨81菜10诸39蜜〕绝〞辫，2讲00贴8-搬20且09讯，总世经费抛30逼4万殊，野第一肃负责茂人。=3\*GB2饮⑶湾堵国土隶资源御大调笛查项别目禁“虫龙门荡山及农邻近海构造危带综饿合地圈球物塞理调准查喘〔1配21觉20逼10年91知40蚀49渔〕祸〞壁，2涉00古9-苍20红11窜年，末20四09唐年度也经费破20陕0万臣元得，第降一负仗责人掠。=4\*GB2拖⑷自扑国土孩资源路大调浇查与湿物化抵探所竭根本希科研育业务麦费联田合资惧助项烘目泥“慕永久巾冻土妙区天探然气裂水合择物电在磁异简常特际征研洞究贪〞落，2穷00竟9年垃，总阶经费尸80拌万元咽，第孟一负显责人更。=5\*GB2止⑸烤览国土域资源束大调欠查项蚂目戚〔1辈21喊20蚁10山98潜00储46惕〕润“摄松辽趣外围额中新喘生代尺盆地践群油锅气地助质综猫合调惹查幻〞抽，2含00炮7镰-2留01适0档年，钓20绒09积年度甘经费治18咏0奏万元纯，第饶三负愈责人纵。富四、黄经费挡使用掀情况材见决铃算报工告。呜五笼、所田在单扒位审辱核意朋见下透1、诱单位短对受踩资助赤者给残予的狐支持皱卵为完路本钱槽工程蝇，中证国地宣质科强学院臂物化狗探研毛究所身在人羞力、洲财力蝶和物甘力方贴面给慨与了贸受资砍助人博大力悄支持粥。不按仅提东供了移用于波开展房物理晋模拟答实验庭所需乏的实编验室它、探疗地雷忠达及侄计算斑机等优设备搂，还勿免收室了项亡目参富加人载员的旋工资尽福利先等费炭用。容2、品单位兽学术功委员少会对减受资快助者璃研究知成果鸣的评辽价嚷探地茧雷达兴是一兄种快愿速高宴效地忙对浅猜层目斥标体缴进行社精细增探测独的手岔段，养其应揪用领悔域十钢分宽罗广。锋受资录助者孩根据津实际基应用徐中发军现的君问题叠，以伙开发溜新的棒检测滤介质刮含水睬率的埋方法弱技术唤，拓切宽探踢地雷龙达应席用领郊域为蔑目的晕，以血介质晴含水腰率对冈雷达密波传退播特哨性影册响规泡律研祝究为埋切入赶点，扫选定悲“母介质跳含水庸率与腔探地芒雷达川信号校关系要研究添〞券为题附，既况具有抽理论伶意义桃，又煮具有具实用攀价值老。章研究粥工作肺在以辅下几责方面胖具有庄创新袭性：=1\*GB2唯⑴茧利蔬用时咐间域窑有限猜差分愿方法惩实现董了探稀地雷测达三绣维正贫演计踪算。危解决塌了目脏前探得地雷姨达常另见软俘件无恨法对龟模型脊介质偷参加绍随机锐扰动景参数啊问题详，为呢应用际数值吸模拟湖技术侦开展背介质崖不均童匀性赠问题帜研究示提供畏了有爷力工爽具。=2\*GB2吐⑵善街采用控数值咐模拟堵方法且研究跟了介棵质含剖水率既变化揭对雷竖达波按传播宜特性社的影塘响规收律，财并通智过与衡物理赠实验脏结果姑的对冬比分耳析，樱检验触了所度实现福的数屠值模杰拟方梢法的陆有效昆性。=3\*GB2齿⑶凉在嫁研究拘介质雾含水蔬率影迅响的粪数值喝模型铁中，泼不仅塔考虑肠了介筑质导离电率扣的影发响，确也考舞虑了湖高频叠电磁证场条迁件下乎由于华极化俘滞后磁效应嫩造成谦的介因电损乳耗，绍并通孩过物驻理模击型实浴验数聪值模暖拟结贪果的墓合理森性。=4\*GB2爹⑷目通艳过探条地雷子达与园传统烈介质返含水凳率检傍测方捕法〔们TD涂R法眼〕物妄理实俯验结射果的翅比照聚研究廉，证翠明了蚀探地汗雷达愧是检脑测介额质含婆水率义的一轰种有欺效方夫法，棕而其华本身别所具义有的痛无损婚、非毙接触腐、蔬高效丽的特洽性使朗探地烈雷达阳可能衣成为伐一种端实用演的检秋测介后质含杯水率酷的方义法。=5\*GB2言⑸葵通币过物裙理模舅型实它验，卵分析易研究震了石侵英砂详、沥申青公焰路材红料的赤等效丙介电监常数纱随介拳质含夹水率融的变厕化规内律，卖在此原根底岁上，油提出固了介退质含宅水率忙与等锻效介同电常昏数之奉间的有数学魂关系鸟式。两总之掏，受律资助巧者完怠成的永研究榴工作落很有皇意义拣，并绍取得陕了一尾些具弱有创戒新性呜的进陷展和掌认识泥，较运圆满宫地完砍成了亮设计私的工显作任村务。口中国烂地质百科学悲院地服球物诸理地粘球化功学勘我查研尾究所情学术伴委员改会主叼任：许胡平捞3、剧对受絮资助心者资这助期证间总众体工沾作情毛况的敞评价烘方慧询同志路任我怎所油猜气与秀深部贫地球离物理过研究蔑室主熄任，堪是物滑化探胞所国由家科需技创亦新基棕地地栽球物浆理研驱究领迎域的锋科研扯骨干述。受姐资助日期间讨，不羡仅较公好地安完成壤了受桃资助消的科朽研工舅作，另同时妄，作昨为负竟责人耽还先镰后承胁担了忌国家捎专项当“赤青藏箩高原嫩油气狱资源星战略抓选区真调查工与评薪价联〞忍工程僵中的弱4个约专题警，躺国土留资源疮部公抢益性胜行业璃科研乌专项奏1项木，织地质浩大调寸查工岂作项座目2应项，乌其它孕工程庄1项夕。带留领科区研团节队多研次进蚕入青泡藏高律原藏重北无晨人区统、青誓海祁迹连山湾地区思和川傻西龙贡门山犹地区城开展衬工作情，在迁探测缓羌塘暴盆地么等青嘴藏重化点含途油气叨盆地贷构造通格架或方面抛，在哗研究胜青藏掀高原锣油气次资源群战略镇调查准与评私价有击效物溪化探鱼方法手技术河组合梢方面胳，在医探索而冻土瞎区天突然气林水合悔物调疯查物规化探碧有效吩技术牧方面类，在父探测续龙门绕山构峰造带霉深部蔬结构锻及地剃震活讯动性地等方非面取苍得了焰不少寇新的油认识娘和成行果，赖成绩你显著枣。歌该同岛志基队础理储论扎焦实，倡学术赔思想似敏锐寸，有黄强烈合的创骡新意教识和边很好重的职易业道铺德以确及团腿队合游作精排神，妹具有太良好校的科诚研素担质。励中国惕地质隆科学壁院地折球物赢理地拿球化股学勘板查研絮究所爽所长葛：偏韩子宅夜 第二章：时间域有限差分法解探地雷达正演问题 1稻主今要参笋考文足献逆An武na柔n,才A踩.P鬼..在R混ad旱ar上i栋nt倘er钩fe紧ro煮me舱tr呼y宽de著pt序h杨so滨un搏di品ng蓝:煮pa寸rt盈I僚-岗t裹he灯or脚et梅ic钢al写d王is踪cu付ss边io边n.香G勉eo寄ph送ys紧ic信s,区1笋97崇3,钟3升8(禾3)城:5暴57己~建58耽0.鸣B.执E辞ng聚qu阁is桨t晌an志d妄A.多M贼aj六da疾,辨份“A法bs首or占bi灵ng贴b饿ou讨nd波ar置y婶co捆nd铲it窜io场ns除f惑or顽t蹄he侧n恢um蜻er搬ic答al皇s弦im问ul夕at稳io象n训of弄w微av林es庙,〞桌M驾at承h.湿C体om钻pu源t.从,盖19够77艺,孔3棵1:求6礼29滩~甜65伸1淘D.没J爆.屡Da欠ni帅el来s,粱季Su乘rf稿ac裳e鹿Pe绑ne绪tr荐at泛in弦g场Ra梳da欣r,奥S规ho苍rt挖R表un健P姻re尝ss路L疾td返，判19杏88蜘Do宅bs偿on蜘,毒M.纺C.易,肺F.禁T.岂U秒la都by图,流M.平T.过H兰al剥li采ka表in餐en糖,狱an保d卵M.得A.分E只l-晌Ra戒ye歌s,糠M召ic宗ro泥wa碗ve沈d羡ie虫le下ct计ri筒c宏be贩ha当vi波ou脖r慨of滩w凳et稳s络oi孝l-蔬pa振rt林I尺I:千d宿ie桂le现ct性ri好c先mi将xi座ng藏m瓜od科el邀s.布I历EE村E蚊Tr返an窃s.青o捕n逃Ge太os妙ci帖en贷ce喘a岩nd驼R拿em鸟ot胖e福Se屡ns帖in勤g,欣1圆98拆5,昂G钱E-瘦23递:封35切~羽46闸.殃Fa伸ww王az钉T洁.,碑T逼ho您ma尺s瓜H.亚e佳t跟al馆,诊Mi汇cr杀ow庙av绕e阵di箭el菌ec倾tr扁ic陡p词ro隔pe玻rt咏y想of我d逼ry肤r厅oc丢ks蚂,惩IE认EE拆.敬Tr叔an灶s.康o彩n抄Ge垄os塔ci贷en恼ce欠a谜nd赏R优em脚ot星e俯Se着ns窜in纷g,填1拳99列0,丈2紫8(奥3)卖:敏32畜5严~滋33先6.汤Fr哗ie星dm逆an址,决S.弃P.抛A裹s份at直ur子at助io辈n冲de羽gr挂ee粗-d刺ep穗en迟de秧nt扔c屯om词po锐si傍te惜s虫ph保er虚es谈m茶od公el生f依or铜d坡es层cr斤ib占in阻g购th罢e兼ef饿fe废ct义iv藏e相di换el沿ec申tr迅ic学c饭on勤st忙an搬t饶of把u典ns养at诉ur越at辩ed递p资or铺ou份s害me义di吗a.居W问at笛.躲Re算so均ur朱.拆Re仅s.训1谊99最8,点3递4:闪2基94解9恒~供29刺61挪.队Ga素ry瓣R柔.堤Ol肺ho独ef行t,平M忍ax绝im腥iz辛in艘g疼th润e蚁in讽fo贡rm交at舱io敏n堵re海tu顿rn慢f腥ro呼m日gr鲜ou旷nd腐p陕en样et架ra博ti殊ng脊r鸦ad稳ar蚕,举Jo板ur春na铸l识of妇a狭pp微li绑ed雀g付eo下ph惯ys洲ic笑s,柜2配00导0,两4纸3:旧1啦75波~清18知7哑G.雅M拴ur挖,书Ab车so守rb验in晌g病bo难un善da欲ry笋c闸on肢di镇ti奇on闷s呀fo王r锈th茧e舞fi耕ni洗te来-d箱if资fe秒re案nc付e边ap理pr涨ox模im福at爽io雅n羞of背t春he心t放im重e-能do扩ma吼in药e孩le泼ct安ro井ma奋gn永et再ic晚-f软ie曲ld搏e娘qu涌at皮io悟ns牛,创IE很EE缓T碗ra搬ns漫.佳El洽ec附tr础om再ag漫n.伏C岛om唱pa胀t.慕,俱19祸81岂,雪EM作C-俱23炼:美37煮7谢~节38拌2.蔬古Gr边ot滥e,肺K盈.,泡S摆.S觉.锁Hu戚bb恰ar茅d,妨a栽nd奥Y帮.铅Ru斤bi爽n.脆G勺PR麦m腔on暮it汽or四in爆g刑of幅v售ol增um太et鬼ri疮c撕wa畏te驻r迎co锻nt距en笋t调in摩s伴oi虎ls萌a让pp第li页ed啊t嫌o星hi什gh集wa些y弓co唇ns茎tr宵uc哗ti台on削a违nd裁m箭ai腹nt艺en怖an弟ce瞒.什Le将ad庭in盖g挤Ed呢ge护o怪f员Ex撞pl捕.奶20唇02丸.种21嘉:酿48前2敲~杆48艰5.甩Hu回bb步ar价d,后S勇.S指.,别K出.充Gr携ot汗e,剂a径nd碰Y臂.肺Ru辰bi箩n,炮M摸ap岩pi里ng凯t拆he陷v哗ol倍um猪et肃ri追c缸so页il惕w恨at狂er言c美on吊te倡nt菊o查f慎a偶Ca通li闹fo碰rn锣ia乏v但in兰ey鲜ar沙d隔us赔in浆g隶hi亭gh培-f奉re冰qu成en唱cy尸G溪PR剃g样ro佛un低d蔽wa吩ve钥d杀at拒a,的.L浸ea躁di袖ng锣E乞dg蹈e悔of婚E项xp珍l.炕2马00偏2,己2喂1:污55迷2广~责55湖9.迟Hu歉is窜ma诉n,拘J明.A字.,迹C须.论Sp沿er林l,睁W颜.火Bo务ut苹en顷,众an夹d吧J.以M.廉V尊er着st笔ra代te窝n.帆S刘oi僵l猾wa驼te鸟r统co态nt链en卵t斧me江as榨ur掠em星en听ts勾a委t它di仰ff绸er聋en旗t淘sc瞒al天es秀:楼ac弃cu料ra起cy野o冠f礼ti红me糖d政om咸ai眼n鹅re过fl堡ec遗to希me乎tr扩y任an胆d锹gr壮ou界nd驳