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三维探地雷达

产品简介：

2001年，挪威科技大学（Norwegian University of Science and Technology）的Egil Eide在他的博士论文中揭晓了基于步进频率天线阵手艺的三维探地雷达测试手艺，该论文一经揭晓，连忙获得了来自天下各地的关注。同年，Egil Eide与其相助同伴注册建设了3D-Radar A/S公司，专注于将该手艺商品化并在之后的20年中向导他的研究团队举行一连研发和刷新。

现在的3D Radar已经生长至第四代主机，三个系列的天线阵（DX系列空气耦合天线阵，DXG系列地面耦合天线阵和2020年宣布的DXV系列深层地面耦合天线阵），第三代数据处理软件（自行研发，集成GPS，高清图像，雷达图像即是一身，并具有富厚的处理工具）。

原理简介：

与天下上其他任何品牌的探地雷达差别，挪威3D-Radar公司使用了步进频率天线阵手艺开发出了三维探地雷达系统，该手艺始于Egil博士在挪威科技大学的研究，并取得了挪威①和天下知识产权组织②的专利。

与古板脉冲天线雷达差别，3D雷达的步进频率天线可以从100MHz的频率起，以0.5ms到10ms的波长（可自由设置），多达1500个台阶举行一连的线性频率扫描，最高频坦率达3000MHz。在整个历程中，收罗仪纪录整个波长规模内的信息；而相比之下，脉冲式接纳频闪采样，这意味着并不是收罗整个波形长度的信息，许大都据都丧失了。

因此，步进频率雷达可以实现探测深度和区分率之间更好的平衡，在整个丈量深度规模内能获得不错的区分率，即清晰的图像，这点优势使得数据处理变得更简朴。

天线阵手艺是3D-Radar公司的另一个主要优势，横向采样间距只有7.5cm，典范应用的天线阵子可达20个左右。这意味着一次丈量可以获得20个蹊径纵断面信息，较古板二维雷达的检测效率有了大幅的提升，并且不需要二维雷达多次检测数据之间数据的拼合，可谓既利便又准确。同时，由于使用了步进频率手艺，3D雷达一次收罗即可实现深度和区分率之间的平衡，而通过将多个二维脉冲式雷达组合成所谓“3D”雷达的方法，在需要相识统一起段差别深度内准确数据时，需要替换天线的频率（通
？裳〉钠德什⑽醇福，操作要重大的多，响应的数据处理也越发重大。

图1：系统组成

三维探地雷达系统主要组成：

● GeoScopeTM MK IV雷达主机

● 三维探地雷达多通道天线阵         

● 实时3D收罗软件

● 3dr-Examiner三维探地雷达数据剖析软件

产品先容：

一、 GeoScopeTM MK IV第四代雷达主机

GeoScopeTM MK IV探地雷达提高了高速勘探，高密度地下三维成像等标准。MK IV是3D-Radar公司的第四代雷达主机，进一步拓展了步进频率手艺在探地雷达的应用，在实现高密度高速数据收罗的同时，具有更深的探测能力和更高的区分率。关于地下差别深度层的研究，通过优化信号带宽和洽的区分率可以实现高速勘探大扫描宽度而不会丧失图像细节信息。

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图2：GeoScopeTM MK IV主机

二、 三维探地雷达多通道天线阵

DX系列天线阵代表了三维探地雷达数据收罗的立异
？掌詈咸煜哒笫屎闲枰煜呔嗬氲孛嬉欢ǜ叨鹊挠τ，如：公路和铁路的快速检测以及雷达和未爆炸物探测。天线阵可以以一连的200MHz—3GHz频率规模，最高41个通道举行扫描。天线阵以一定扫描线密度收罗三维雷达数据。DX系列天线阵浅层区分率高，与古板的脉冲式空耦探地雷达系统相比，可以抵达更深的探测。

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2.2. DXG系列空气耦合天线阵先容

DXG系列地面耦合天线阵是地下目的探测的理想工具，三维较高精度高区分率的地下结构数据可以快速收罗和剖析。DXG系列地面耦合天线阵，一连频率规模为200MHz-3GHz，是宽频带天线阵，在每个探测深度下使得区分率优化。
这种宽频天线设计包括蝴蝶结单极天线阵子，其中团结了差别的发射/吸收天线对，使得用户可以按通道距离7.5cm收罗多条测线的高密度三维数据。 天线阵设置了一个标准5/8英寸的螺孔，可以容易牢靠GPS天线或全站仪棱镜。

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图4：DXG系列天线阵
 

为进一步拓展3D雷达的探测深度，3D-Radar公司于2020年春季宣布了一款新的DXV型地面耦合天线阵，这种天线的频率规模从30MHz到1.5GHz，横断面采样距离16.5cm，比DXG型天线的测试深度更深，越发适适用于地下管线，地下塌陷、朴陋和其他地下结构病害的探测。

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图5：DXV系列天线阵

3D-Radar公司的收罗软件能够让用户在现场收罗数据时，同时显示各个通道纵断面雷达图，横断面以及所选的深度水平视图，这样同步显示的三视图使得现场勘查事情更容易，用户可以实时寓目和识别探测目的并举行标记。这种功效使得用户可以追踪目的体如管线等。若是再设置GPS，用户可以直接标记目的图的较准确位置。

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ExaminerTM可以拼接并显示包括多条3D雷达数据文件的大型项目文件。三视图的窗口便于举行数据剖析。用户可以通过实时渲染的方法对数据举行平移、缩放和深度转变等操作，从而获得各区域的较高区分数据图像。用户可以通过起源浏览这些数据图像，快速识别需要进一步剖析的区域，并在三视图上举行数据剖析息争释，剖析效果还可以同步到Google，Bing等数字地图上展示，由此来实现路网级的治理和病害定位。专用的预览窗口可以建设、生涯和共享处理模板，使得ExaminerTM数据处理变得更容易。

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图7：ExaminerTM 三维探地雷达数据处理和剖析软件

三维探地雷达系统优势：

● 主机接纳数字步进频率雷达手艺

● 天线应用GPR天线设计的电子扫描无线阵手艺
● 实时三维显示测试数据及剖析效果
● 较高区分率蹊径无损检测装备

三维探地雷达应用领域：

● 高速公路、市政蹊径路基、路面检测
● 桥梁检测
● 地下管线视察与测绘
● 机场跑道检测
● 铁路路基检测