雷達檢測技術實質上是一種高頻電磁波發射與接收技術。雷達波由自身激振產生,直接向路面路基發射射頻電磁波,通過波的反射與接收獲得路面路基的采樣信號,再經過硬件、軟件及圖文顯示系統得到檢測結果。雷達波雖然頻率很高、波長很短,但同樣遵守波的傳播規律,即也有入射、反射、折射與衰變等傳播特點,人們正是利用這些特點,為公路工程質量監控和狀態檢測服務,滿足無損、快速、高精度的檢測要求。從測試結果剖面圖得到從發射經地下界面反射回到接收天線的雙程走時t,當地下介質材料的波速已知時,可根據測到的精確t值求得目標體的位置和深度。

中文名

雷達檢測技術

實質

高頻電磁波發射與接收技術

優點

簡易、精度高等

應用時間

20世紀90年代

基本內容

由于雷達檢測技術具有無損、快速、簡易、精度高等突出優點,我國于20世紀90年代開始應用于公路工程施工和養護質量的監控以及水泥路面路基狀態檢測中。

雷達檢測技術實質上是一種高頻電磁波發射與接收技術。雷達波由自身激振產生,直接向路面路基發射射頻電磁波,通過波的反射與接收獲得路面路基的采樣信號,再經過硬件、軟件及圖文顯示系統得到檢測結果。雷達所用的采樣頻率一般為數兆赫(MHz),而發射與接收的射頻頻率有的要達到吉赫(GHz)以上。

讓雷達技術充分服務人民生活,需要將技術的探索和創新方向與社會生產生活的需求相結合,也要積極尋求與5G、人工智能等前沿科技的融合發展。例如,一種毫米波人體安檢儀通過毫米波和人工智能算法,自動判別人體隱匿攜帶的危險品并報警,改變了以往的手工安檢方式,提高了火車站、機場、地鐵站等人流密集場所安檢的安全性和效率。由此可見,當科技的火花與社會的需求相結合,當不同領域的技術相碰撞,就能激發出科技造福社會的更大潛力。[1]

射頻電磁波的產生是依靠一種特制的固體共振腔獲得。雷達波雖然頻率很高、波長很短,但同樣遵守波的傳播規律,即也有入射、反射、折射與衰變等傳播特點,人們正是利用這些特點,為公路工程質量監控和狀態檢測服務,滿足無損、快速、高精度的檢測要求。

用于水泥路面路基狀態檢測的探地雷達主要由天線、發射機、接收機、信號處理和終端設備(計算機)等組成。探地雷達檢測是利用高頻電磁波以寬頻帶短脈沖的形式,其工作過程是由置于地面的發射天線發送入地下一高頻電磁脈沖波,地層系統的結構層可以根據其電磁特性如介電常數來區分,當相鄰的結構層材料的電磁特性不同時,就會在其界面間影響射頻信號的傳播,發生透射和反射。一部分電磁波能量被界面反射回來,另一部分能量會繼續穿透界面而進入下一層介質材料。電磁波在地層系統內傳播過程中,每遇到不同的結構層就會在層間界面發生透射和反射。由于介質材料對電磁波信號有損耗作用。

所以透射的雷達信號會越來越弱。各界面反射電磁波由天線中的接收器接收,并由主機記錄,利用采樣技術將其轉化為數字信號進行處理。從測試結果剖面圖得到從發射經地下界面反射回到接收天線的雙程走時t,當地下介質材料的波速已知時,可根據測到的精確t值求得目標體的位置和深度。這樣,可對各測點進行快速連續地探測,并根據反射波組的波形與強度特征,通過數據處理得到探地雷達剖面圖像。通過多條測線的探測,即可知道場地目標體平面分布情況。通過對電磁波反射信號(即回波信號)的時頻特征、振幅特征、相位特征等進行分析,便能得知地層的特征信息——介電常數、層厚、空洞等。