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匀羿电磁科技
YUNYI DIANCIKEJI
匀羿雷达
高效、智能、适于大地普查
1、透视雷达
透视雷达(Penetrating Radar)是一种利用超宽带电磁波探测被土壤、沙石、墙体或包装盒等遮挡物体的雷达,其工作频段与遮挡介质电波衰减特性有关。如土壤含水量相对较大,对电磁波的吸收随着频率升高而快速增加,典型探地雷达(Ground Penetrating Radar)工作与P、L或更低频段,相应地其探测分辨率较低,约为分米级;而室内墙体对电波衰减相对较低,墙体透视雷达(Wall Penetrating Radar)可工作与S、C或更高频段,分辨率达厘米级。
目前,根据透视雷达与遮挡介质间距离不同,人们对透视雷达进行了分类,如地耦探地雷达与空耦探地雷达,实际应用中大致按15cm界线进行近似划分。两者各有优缺点,主要对比如下:
透视雷达耦合方式对比
地耦探地雷达 | 空耦探地雷达 | |
电波传播 | 雷达天线与被测对象间存在一定过渡介质(如高密度聚乙烯),地表界面反射损耗较少 | 经过一段距离空气传播,地表界面存在约25%左右的能量损耗 |
探测深度 | 受周边物体反射干扰或电磁干扰较少,探测深度较深 | 受周边物体反射干扰或电磁干扰较大,探测深度略浅 |
检测速度 | 较低(3~5公里/小时) | 较高(可达100公里/小时以上) |
反射特征 | 与遮挡介质耦合强,难以分离形成稳定的目标反射特征 | 与遮挡介质耦合弱,可校准形成稳定的目标反射特征 |
适用场景 | 精细探查应用、适于人工经验识别要求的对象目标 | 大范围普查应用、适于智能识别模型、参数定量反演 |
目前,透视探测行业内普遍存在的检测效率低、人工识别难度大等痛点,随着人工智能技术的普及,空耦探地雷达具有较大的发展潜力。由于直接测量的透视图像特征与采用的探测雷达、遮挡介质等密切相关,遮挡介质内同类目标的反射特征一致性较差,我们引入了近场反射特征。
2、近场反射特征探讨
根据电磁场特性,天线从近至远依次划分为感应区与辐射区,感应区外边界约为1个波长范围。前述的地耦雷达明显工作于天线的感应区,而空耦雷达可近似认为工作于天线的辐射区。在天线辐射区内,根据物体反射特征的不同,人们进一步区分了近场和远场:近场反射特征是反射体在球面波或柱面波下的反射特征,区别于理想平面波下物体的远场反射特征。近场或远场反射特征均与探测雷达及传播介质等无关,是反射体的固有特征,为其识别提供了重要依据。
目前,近场/远场反射特征研究主要集中在传播介质为空气的情况,在国防领域进行了大量应用。而遮挡介质内物体的反射特征研究较少,在智能化透视探测领域存在广泛用途。
3、近场透视雷达(NPR)
近场透视雷达(Near-filed Penetrating Radar)是一种工作于天线辐射近场区的超宽带空耦探测雷达,其测量的隐蔽物体反射特征可消除测量雷达、遮蔽介质等的影响,形成稳定的可识别特征。
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