雷达反演与信号识别05-1129
雷达回波的识别技术优秀课件.ppt
(二)风速不变、风向随高度变化的各种图象
当风速随高度保持不变时，各种颜色的多普勒速度带 都收敛于显示区的中心，即雷达所在处。多普勒速度 零值带的曲率表明了风向随高度的变化，逆转风产生 一个反型S的零值带而顺转风产生一个S型的零值带。 当风向随高度先顺转后逆转时，S 型带随雷达距离的 增加（高度增加）而转变为反S带。
一、回波强度分析技术
由雷达反射率因子Z值大小即可判别回波强弱．
瑞利散射
另外，回波形态特征、回波特殊结构和形态、 回波移动特点可知回波强度
雷达回波的识别技术优秀
二、脉冲多普勒天气雷达径向速度场分析技术与方法
对多普勒径向速度场基本特征的研究，可按
•零径向速度线； •朝向雷达分量(负)、离开雷达分量(正)范围、分布及中心； •强多普勒径向速度梯度带
Perpendicular
（a）环境风场的平面图：固定风速为40海里/小时，风向在地面为 南风（图象中心），均匀地经西南风变为图象边缘处的西风。（b） 相应的单多普勒速度图象。（c）说明如何利用多普勒零值曲线来解 释水平均匀流场的风向。（a）中的箭头长度正比于风速。颜色表示 多普勒速度值：正值（红色，桔黄色）表示离开雷达，负值（绿色， 兰色）表示朝向雷达。
雷达回波的识别技术优秀
风速随高度增加（地面为0）、风向随高度顺转的垂直风廓线（左图） 以及相应的多普勒速度图象（右图）。多普勒速度负值是朝向雷达 而正值是离开雷达，图象东部和西部边缘的颜色突变代表了己被了 混淆的更大的速度值，因为它们超出了±50海里/小时的奈科斯特速 度间隔。雷达位于图象中心。
雷达回波的识别技术优秀
雷达回波的识别技术优秀
Single Doppler Interpretation
rsic名词解释
rsic名词解释RSIC（Radar Signal Identification and Classification）是雷达信号识别与分类的缩写。
它是一种利用雷达技术对目标信号进行识别和分类的技术。
RSIC技术通过对雷达回波信号的特性进行分析和处理，实现对目标信号的识别和分类，从而为雷达系统提供更准确的目标信息。
RSIC技术在军事、航空航天、气象、地质勘测等领域具有广泛的应用。
一、RSIC技术的原理RSIC技术基于雷达回波信号的特性，通过对信号进行时域、频域和空域分析，提取出目标信号的独特特征，从而实现对目标信号的识别和分类。
具体包括以下几个步骤：1.雷达信号采集：通过雷达系统收集目标的回波信号。
2.信号预处理：对收集到的信号进行去噪、滤波等预处理，提高信号质量。
3.特征提取：对预处理后的信号进行时域、频域和空域分析，提取出目标信号的独特特征。
4.信号识别与分类：利用提取到的特征，通过模式识别、机器学习等算法对目标信号进行识别和分类。
二、RSIC技术的应用1.军事领域：RSIC技术在军事领域具有广泛的应用，如对敌方飞机、导弹、舰船等进行识别和分类，为我方作战决策提供准确的目标信息。
2.航空航天：在航空航天领域，RSIC技术可以用于飞机、卫星等目标的识别和分类，为航空交通管理、卫星遥感等提供技术支持。
3.气象领域：RSIC技术可以用于气象雷达信号的识别和分类，实现对降雨、降雪、冰雹等天气现象的监测和预警。
4.地质勘测：在地质勘测领域，RSIC技术可以用于地质雷达信号的识别和分类，为资源勘探、地质灾害预警等提供技术支持。
三、RSIC技术的挑战与发展趋势1.信号处理算法的改进：随着信号处理技术的发展，如何提高信号识别和分类的准确性和实时性成为RSIC技术的研究重点。
2.抗干扰能力：在实际应用中，雷达信号可能受到各种干扰，如何提高RSIC技术的抗干扰能力是一个重要挑战。
3.多传感器信息融合：未来RSIC技术将向多传感器信息融合方向发展，通过整合不同类型雷达的信号，提高目标识别和分类的准确性。
雷达信号分析(第2章)信号分析基础
H (f ) = μ(f ) m
ϕ = −θ(f ) − 2πft
m
0
幅频特性：匹配滤波器对输入信号中较强的频率成分给予较大的加权，对
较弱的频率成分给予较小的加权，因此输入信号中幅度大的频率成分，输
出信号中该频率成分也大。
相频特性：匹配滤波器的相频特性与信号的相位谱互补（除常数相位和线性相 位之外）。不管输入信号有怎样复杂的非线性相位谱，经过匹配滤波器之后，这 种非线性相位都被补偿掉了，而输出信号中只留下了线性的相位谱。
雷达信号分析 Radar Signal Analysis
张劲东 南京航空航天大学 电子信息工程学院 信息与通信工程系 雷达探测与信号处理实验室
Email: zhangjd@
第2章 雷达信号分析基础
¾2.1 雷达信号的复数表示 ¾2.2 雷达信号的相关特性 ¾2.3 最佳线性滤波器
• 信号在传递过程中不可避免地要受到自然和人为的各种干 扰，信号检测的目的是用一种最优处理的方法，从干扰观察 中获得所传递的信息。
• 这种最优处理的方法，有以下主要的特点： （1）最优处理的标准可能是不同的，例如：最大信噪比，或
最小的判决损失； （2）信号处理的方式与结果、与干扰的形式有关，也与信号
m
0
三、匹配滤波器的频率特性
∫ H (f ) = ∞ μ*(t − t)e−j2πftdt
m
−∞
0
∫ = [ ∞ μ(t − t)e j2πftdt ]*
−∞
0
∫ = [ ∞ μ(t)e j2πf (t0−t)dt ]* −∞
= μ*(f )e−j2πft0
或 也可以写成
H (f ) = μ(f ) e−jθ(f )e−j2πft0 m
雷达观测与标绘习题集
第一章雷达基本工作原理第一章判断题1．船用导航雷达属于脉冲雷达。
(T)2．雷达是利用超高频无线电脉冲波探测物标的。
(T)3．船用导航雷达是利用连续的无线电波探测物标的。
(F)4．船用雷达利用测量电磁波在天线与目标之间的往返时间来测距的。
(T)5．超高频无线电波在空间传播时，速度基本保持不变。
(T)6．高级船用雷达可以测出船首前方的水下深度。
(F)7．船用雷达各分机中所用的交流电源频率均是船电频率。
(F)8．雷达电源都采用中频电源，频率范围在400 ~ 2 000Hz之间。
(T)9．雷达电源要稳定，一般要求在船电变化±20%的情况下，中频电压输出变化应小于±5%。
(T) 10．中频逆变器完全由电子元器件组成，体积小，重量轻。
(T)11．因为中频逆变器无机械传动部分，所以工作时无噪音和振动，平时保养也简单、方便。
(T) 12．雷达定时器产生周期性的射频脉冲，控制雷达的同步工作。
(F)13．触发脉冲通过延时线延时，可以消除发射和扫描不同步引起的测距误差。
(T)14．雷达的工作频率一般均在米波波段。
(F)15．每秒钟内脉冲重复出现的次数称为脉冲重复频率。
(T)16．雷达脉冲重复频率和磁控管振荡频率相同。
(F)17．发射脉冲宽度是指发射脉冲持续的时间。
(T)18．发射脉冲的宽度是由调制脉冲的宽度决定的。
(T)19．发射机的平均功率是指发射脉冲内的平均功率。
(F)20．发射机的峰值功率是指发射机消耗的总功率。
(F)21．雷达的发射功率一般是指其峰值功率。
(T)22．磁控管是雷达接收机中的一个重要元件。
(F)23．磁控管上所加的是正向高压调制脉冲。
(F)24．磁控管振荡产生周期性大功率的射频脉冲。
(T)25．三分钟自动延时电路的作用是保护磁控管。
(T)26．频繁使用而暂时不用雷达时，只应关掉“发射”开关，将雷达处于预备状态。
(T)27．一般说来，磁控管电流正常，则雷达发射机工作正常。
(T)28．有磁控管电流那么天线上就有电磁波辐射。
《雷达回波识别分析》课件
03
雷达回波分析应用
天气预报
天气预报是雷达回波分析的重要应用领域之一。通过分析雷 达回波数据，气象学家可以监测和预测天气系统的移动、发 展和消亡，从而为公众提供准确的天气预报和预警信息。
雷达回波分析可以帮助气象学家识别降水系统，如暴雨、冰 雹、龙卷风等，并预测其可能的影响范围和强度。这有助于 提前采取措施，减少灾害损失。
，需要深入研究其传播规律和特性。
多模式、多频段雷达数据融合算法
02
多模式、多频段雷达数据的融合需要发展高效、可靠的算法和
技术，以提高数据融合的准确性和实时性。
雷达回波信号处理和目标识别技术
03
雷达回波信号处理和目标识别技术是雷达回波技术的核心，需
要不断研究和改进，以提高其准确性和可靠性。
雷达回波技术未来发展方向
带宽和存储空间。
03
复原处理
对失真或损坏的回波信号进行 复原，提高信号的可识别性。
雷达回波特征提取
03
幅度特征
频率特征
波形特征
提取回波信号的幅度信息，如峰值、平均 值、方差等，用于描述目标的大小和强度 。
分析回波信号的频率成分，提取出与目标 特性相关的频率特征，如多普勒频移。
描述回波信号的波形形状，如周期、相位 、波形变化等，用于区分不同类型目标。
雷达回波模式识别算法
01
02
03
统计模式识别
基于统计学原理，对提取 的特征进行分类和识别， 如支持向量机、朴素贝叶 斯等。
神经网络模式识别
利用神经网络的自学习能 力，对回波信号进行分类 和识别，如卷积神经网络 、循环神经网络等。
模糊模式识别
利用模糊逻辑和模糊集合 理论，对回波信号进行分 类和识别，如模糊K近邻 、模糊聚类等。
第八章 雷达回波的识别和分析 (2)
海浪，假回波。 气象回波——气象目标物对雷达电磁波的散射或反射
引起的回波。
降水回波：层状云降水；对流云降水；混合云降水。 非降水回波：云；雾；晴空回波。
非气象回波
地物回波
特点：块体小，强度大，回波边缘清晰，位置固定不 变，且回波和地物所在的位置是一致的。
15：55
16：07
16：13
16：19
16：25
16：31
16：37
16：43
16：49
16：55
17：02
17：08
17：14
17：20
17：26
17：32
17：38
17：56
18：14
探测内容
回波分类
非气象回波——非气象目标物对电磁波的散射或反射 以及由于雷达性能引起的虚假回波。
探测内容
回波位置：PPI，RHI，CAPPI 回波高度：RHI，基于PPI利用测高公式
探测内容
回波强度与速度
强回波区与强速度区有一定配合
0.5
1.5
探测内容
回波形状
涡旋状，带状，絮状，均匀片状，零散孤 立，钩状
探测内容
回波的移向移速
回波的演变趋势
14：30
15：12
15：37
• 一种灾害性的中小尺度天气系统，过境 时能引起温、压、湿、风等气象要素的 剧烈变化。
• 会造成剧烈的地面大风和风切变，对于 农作物、建筑物以及处于起飞或降落过 程中的飞机危害极大。
阵风锋的危害
回波特征
PPI回波特征：分布成片，面积较大，结构均匀， 边缘模糊，强度较弱（一般在20－30dBZ）；
RHI回波特征：结构均匀，顶部平整，相对起伏较 小（相对于对流云降水），垂直厚度不大（一般5 －6km，因地区、季节而不同），水平尺度要比垂 直尺度大得多。
《雷达信号分析》PPT课件
2
t 2 dt
三、单载频矩形脉冲信号： 2 2 T 2
3
26
§3.4 信号的非线性相位特性
对测量精度的影响
(t) 0，具有非线性相位。
时间相位常数： 2 t ' (t)a2 (t)dt 2 t ' (t) u(t) 2 dt
2
[a(t)] dt
u(t) 2 dt
2
2 0
2E N0
1 [1
(
0
)2 ]
2
2 0
1
2E [1 (
N0
0
)2 ]
结论：① ②
27
例1： u(t) rect( t )e jkt2
T
t T
(t ) k t 2 ' (t ) 2k t
2
t ' (t)a 2 (t)dt
2
T /2
t(2kt)dt
T / 2
2kT2
2
[a(t)] dt
20
经过推导有：
Sr (t)
[t
2v t
]e
j
2f0 [t
2vt C
]
C
[t ]e j 2f0 e j 2 ( f0 fd )t
1
2v , C
fd
2v C
f0
2v
运动目标的影响：① 压缩/展宽；②多普勒偏差。
考虑到 1, f0 f有d ：
S r (t) [t ]e j 2 ( f0 fd )(t )
4
7 相干脉冲串信号
7.1相干脉冲串信号 7.2 均匀脉冲串信号的频谱 7.3 均匀脉冲串信号的模糊函数 *7.4 均匀脉冲串信号的性能 *7.5 均匀脉冲串信号的处理方法 *7.6 其它形式脉冲串信号简介
激光雷达探测反演PM_2_5_浓度的精度研究_何涛
１ 引 言
近 年 来 ，城 市 空 气 污 染 的 治 理 力 度 有 所 加 大 ，但 是灰霾等天气却频 繁 出 现，由 于 大 气 气 溶 胶 浓 度 变 化直接影响到生存 环 境 和 人 们 的 健 康，特 别 是 空 气
动力学直径 小 于 ２．５μｍ 的 颗 粒 物 ＰＭ２．５已 引 起 了 人们 的 广 泛 关 注。 探 测 ＰＭ２．５ 的 时 空 分 布，研 究
收 稿 日 期 ：２０１２－０６－２６；收 到 修 改 稿 日 期 ：２０１２－０９－１９ 基 金 项 目 ：环 保 部 公 益 性 行 业 科 研 专 项 （２０１０４６７００７）资 助 课 题 。 作 者 简 介 ：何 涛 （１９８３— ），男 ，硕 士 ，助 理 工 程 师 ，主 要 从 事 激 光 雷 达 和 卫 星 遥 感 大 气 环 境 参 数 等 方 面 的 研 究 。
Ｓｔｕｄｙ ｏｆ Ａｃｃｕｒａｃｙ ｏｆ Ｌｉｄａｒ Ｉｎｖｅｒｓｉｏｎ ＰＭ２．５ Ｃｏｎｃｅｎｔｒａｔｉｏｎ
Ｈｅ Ｔａｏ Ｈｏｕ Ｌｕｊｉａｎ ＬüＢｏ Ｌｉｕ Ｙｕｔａｎｇ
（Ｊｉ′ｎａｎ Ｅｎｖｉｒｏｎｍｅｎｔａｌ Ｍｏｎｉｔｏｒｉｎｇ Ｃｅｎｔｅｒ，Ｊｉ′ｎａｎ，Ｓｈａｎｄｏｎｇ ２５００１４，Ｃｈｉｎａ）
本文根据激光雷 达 在 ４７ ｍ 高 度 处 探 测 反 演 的 消光系数与铁塔上实测的 ＰＭ２．５浓 度 数 据 对 两 者 之 间的关 系 进 行 了 研 究，获 得 了 ３５５ｎｍ 消 光 系 数 与 ＰＭ２．５浓 度 之 间 的 定 量 关 系。 并 通 过 ６３，８０，１２０， １６０ｍ 的铁塔观测数据与雷达探测结果对该定 量 关 系式在垂直高度上的反演精度做了评估。考虑到气 象因素对消光系数和 ＰＭ２．５浓 度 之 间 定 量 关 系 的 影 响 ，文 中 讨 论 了 温 度 、相 对 湿 度 和 风 速 对 该 定 量 关 系 的影响，并利用 ＨＹＳＰＬＩＴ 后 向 轨 迹 模 型 分 析 了 观 测期间北京市气溶胶的来源。
雷达低可观测目标探测技术简析
雷达低可观测目标探测技术简析摘要:低可观测目标具有隐蔽性好、目标识别困难等特点，雷达对其探测难度大，但并不意味着其不能探测。
雷达低可观测目标探测技术包括雷达极化匹配、雷达波束跟踪和信号处理三个部分。
本文在分析低可观测目标电磁特性的基础上，介绍了常见的雷达极化匹配和波束跟踪技术，分析了基于信号处理的目标识别技术，并对低可观测目标探测的未来发展进行了展望。
关键词:雷达低可观测；目标探测；技术简析随着雷达技术的发展，常规雷达已经难以有效应对低可观测目标的威胁。
研究表明，低可观测目标的雷达回波功率密度与常规目标相比至少是其数倍到数十倍。
这些低可观测目标包括各种类型的无人机、飞艇、飞机、无人潜航器等，其通常采用伪装手段，并采用隐身设计。
此外，还有一些低可观测目标利用地形地物等进行伪装。
低可观测目标的这些特性使得传统雷达难以有效探测。
对于低可观目标的探测，一直以来都是雷达研究领域的热点和难点问题，国内外均开展了大量的研究工作。
近年来，随着光电技术和电子学技术的发展，传统雷达对低可观目标探测技术已取得了长足进步。
但由于低可观测目标具有较好的电磁隐身能力、隐蔽性强等特点，传统雷达在应对低可观测目标时存在探测难度大、无法有效识别等问题，因此在现有基础上，需要寻求新的方法来解决这些问题。
1.低可观测目标电磁特性雷达对低可观测目标的探测主要包括对其发射信号和接收信号的分析。
传统雷达发射信号为单载波，其信号形式为连续波，且功率较大，发射信号的带宽较宽。
而低可观测目标由于其尺寸较小，且在设计时采用了各种手段来降低雷达的探测距离，其发射信号频率很低，通常在数百MHz以下，发射功率小，带宽窄。
这使得雷达难以在很宽的频率范围内对目标进行探测。
同时，由于低可观测目标的雷达散射截面（RCS）与目标尺寸成正比，目标尺寸越小，散射截面越大。
因此，在较低的带宽内想要对目标进行探测时，需采用其他的探测方法。
此外，低可观测目标具有较强的散射性，可以对雷达信号进行散射衰减处理。
雷达探测深度与中心频率参考对应简...
5）在第六章中本文把雷达探测的浸润线高度作为一个参数，应用软件 GEO-Studio 确定 尾矿坝的稳定安全系数，由于浸润线高度与实际钻进测量值之间的误差率小于 5%，认为探地 雷达探测的浸润线结果确定的稳定安全系数可以作为尾矿安全稳定的一个参考安全系数。 关键词：探地雷达；浸润线；电性参数；雷达参数优化；稳定安全系数
1.1 选题的背景及意义 ........................................................................................................... 1 1.2 探地雷达的国内外发展现状............................................................................................ 2
I
Abstract
The position of saturation line as an important aspect of stability monitoring of tailings dam, and now there are many ways for the monitoring of tailings dam saturation line , but the ground penetrating radar as a fast, nondestructive measurement of saturation line has not been widely applied. In this paper, the following aspects to elaborate the cont监测的一个重要方面，现在工程中对于尾矿坝浸润线的 监测手段有很多种，但探地雷达作为一种快速、无损的浸润线观测尚未得到广泛应用。本文 主要通过以下几个方面来阐述研究内容：
基于倒谱分析的雷达信号调制识别
中图分类号:TN971.1 文献标志码:A 文章编号:1674-2230(2011)03-0029-04收稿日期:2010-11-05;修回日期:2010-12-07作者简介:韩立辉(1978)),男,军事情报学专业硕士研究生,主要研究方向为雷达辐射源识别与信息融合。
基于倒谱分析的雷达信号脉内调制识别韩立辉,黄高明(海军工程大学电子工程学院,武汉430033)摘要:提出对雷达信号进行时域倒谱分析,能够将卷积性或乘法性信号分量分离,进而分析出雷达信号的调制信息。
计算机仿真表明,在低信噪比条件下,倒谱分析对线性调频信号和相位编码信号的调制参数都能够进行有效估计。
关键词:雷达信号;倒谱;调制识别;参数估计Intrapulse Modu lation Recognition of RadarS ignals Based on Cepstrum AnalysisHAN L-i hui,HUANG Gao -ming(College of Electronic En gi neeing,Naval University of Engineering,Wuhan 430033,China)Abstract:The radar modulation signals can be considered to be composed through the convolution ofthe carrier -operated signal and the modulation signal.Based on the theory of cepstru m transform,the radar modulation signal is decomposed logarithmically,where the relationships are converted to linear summarization.Then the components are separated through the filtering.These processes are helpful in distilling the signal modulation parameters and to further recognition.Finally,the simulation analy -sis is made with LFM and PS K signals with variable SNRs.Results show that the cepstrum method is very effective.Key words:radar signals;cepstrum;modulation recognition;parameters estimation1 引言雷达脉内调制特征的快速准确识别是雷达对抗侦察的一个重要内容,这方面已有一些研究,形成了许多成熟的算法和相关技术,比如瞬时自相关算法、短时傅里叶分析、WD 算法、过零检测算法、谱相关理论、小波分析等[1-3],用于实现信号调制方式识别,具有一定的效果,但各有其局限性。
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雷达反演与信号识别05-1129
雷达反演与信号识别
彭苏萍、杨峰（矿业大学）
邵丕彦张佰战（铁道科学院）
一、研究的意义
地质雷达探测是近些年发展起来的一项高新技术，该技术利用主频为数十兆赫至千兆赫波段的电磁波，以宽频带短脉冲的形式，由地面通过天线发射器发送至地下，经地下目的体或地层的界面反射后返回地面，为雷达天线接受器所接受，通过对所接受的雷达信号进行处理和图像解译，达到探测前方目的体的目的。
由于地质雷达探测速度快、精度高，以及对原物体无破坏作用，所以在这种方法在工程水文地质、工程无损检测、环境和地下水调查等诸多领域得到广泛的应用铁路是我国重要的交通枢纽，铁路建设的长度也是一个国家经济发展的标志之一。
近年来，我国铁路建设的增长速度很快。
尤其2000年初，党中央、国务院批准了关于西部大开发展战略的初步设想，在此方针政策的指导下，随即拉开了西部铁路建设的序幕。
洛湛铁路、渝怀铁路、青藏铁路等线路先后开始建设。
铁路建设施工质量是困扰铁路快速发展的一个方面，也是直接影响到将来铁路运营是否通畅的一个关键，更是影响国民经济发展一个重要因素。
因此对铁路建设的施工质量检测是亟待解决的难题。
为此，铁道部成立工程质量监督站，对铁路的施工质量进行全面监督。
铁路建设的施工质量检测主要包括以下方面：
1、隧道衬砌厚度检测。
检测衬砌的施工厚度是否达到设计要求。
2、隧道衬砌质量检测。
检测衬砌内部的施工质量，如施工的裂缝发育程度、施工钢筋加固部位及是否发生形变等。
3、隧道衬砌回填质量。
是否采用片石回填、衬砌与岩石间是否存在空洞等，为隧道的注浆加固提供依据。
4、铁路路基的病害探测：探测铁路路基下方是否存在空洞、软基等影响路基质量的病害。
5、铁路路基施工质量检测：检测铁路路基是否按设计要求进行铺设等。
6、铁路路基在运营过程中是否产生塌陷，路基质量是否受到损害。
7、铁路挡墙施工是否达到设计要求。
8、铁路挡墙内部施工质量是否存在空隙等病害。
对施工质量的评价，可以采用钻孔取样的方法实现。
但是钻孔取样存在以下明显缺点：首先它破坏施工工程的完整性；其次仅凭借一孔之间，很难对整个工程的质量做出全面的评价；第三费用高、速度慢。
由于以上原因，目前的质量检测多采用地球物理的方法来进行。
地球物理技术经过几十年的发展，方法、技术、设备越来越成熟可靠。
目前常用的技术有：声波探测、地震探测、电法探测、放射性探测、电磁波探测等。
对于铁路施工质量检测存在以下限制条件：1、可操作的空间较小，这就要求设备具有小巧灵活的特点，只有这样才能满足现场工作的需要；2、质量检测是一种近距离小异常探测，这就要求设备的精度很高，同时具备较高的分辨率。
地质雷达探测技术属于高分辨率的探测仪器，它利用高频宽带天线作为发射源，同时利用高频宽带天线对反射的信号进行接收。
主频信号一般都在10MHz以上。
雷达探测技术的高分辨率主要表现在以下三个方面：
（1）高频特性：雷达发射电磁波的主频越高，其波长越短，因此它的空间分辨率越高。
例如：采用500MHz主频的天线进行探测，如果电磁波在某介质中的传播速度为0.1米/纳秒，其波长为0.2米，若取1/8波长作为其分辨率，那么从理论上说主频500MHz电磁波的分辨率为0.025米。
同样如果采用1000MHz主频的天线进行探测，它的理论分辨率可以达到0.0125米。
（2）宽频特性：雷达发射电磁波的主频越宽，它的空间分辨率越高。
在实际工作中，我们希望能
在空间和时间域上，能发射和接收单一脉冲的电磁波信号，从信号分析的理论可以知道，频率越宽，相应的空间和时间域上的信号越窄，越窄的信号具有越强的空间和时间上的分辨率。
单一频率信号在
空间和时间上表现为一种该频率的正旋或余旋等振幅的振荡信号，其在空间和时间上的分辨率几乎为零。
（3）仪器内部的干扰信号。
首先主要表现为天线与发射器、接收器的阻抗的不匹配，在此间进行能量的反射，这种能量的发射不仅减小了天线的发射功率，同时在此间产生的振荡信号对有效波也是一种很大的干扰。
其次表现为天线尾部端的反射振荡干扰。
电磁波在地下介质传播过程中，极其复杂的。
这种高频、宽频信号在地下介质中传播是一种有损耗的传播过程，它的反射、透射等现象不仅与介质的导电率有关、还和介质的介电常数相关。
首先在线性介质中传播。
从电磁场理论可以知道，当电磁波在无限线性变化的导电介质中传播时，在电磁场的作用下，使导电介质中的自由电荷作宏观移动，激起传导电流，必然有一部分电磁能转换为焦耳热能，引起能量损耗，这种能量损耗除了与导电介质的电磁性质相关外，还与电磁波的频率有密切关系。
损耗使电磁场随传播距离衰减，使得离探测点远的目标引起的散射场很小，从而损失了信息；由于高频信号信息损失多，低频信号损失少，所以远处目标题散射的细节信息损失较大，这就影响了细节的分辨。
其次，除了远处目标题能量损失的大小不同外，高频、宽频信号在导电介质传播过程中存在频散现像，即不同频率的成分波的传播速度不一样。
因此深部的雷达反射信号不能凭借单一的频率信号来进行描述，必须用合成波群速度来描述。
可见，电磁波在导电介质中的传播过程是个极其复杂的过程，它破坏了发射电磁波的高频、宽频的某些特性。
现在的雷达探测技术的资料处理和解释都是单单从低频振动的原理进行的，这种处理和解释方式不可避免存在某些误差。
这些误差的存在，其直接原因就是没有真正去认识、理解和应用电磁波在导电介质内的规律。
雷达探测技术经过近十年的发展，目前在研究技术领域大都停留在仪器设备上。
从处理分析方法上来看，仍然没有突破。
为了能更好使用地质雷达技术解决实际问题，我们首先要认识高频、宽频雷达波的传播规律，只有在此基础上，才能进一步提高地质
雷达资料的处理解释的精度，才能进一步提高地质雷达探测的可靠性，才能更好地发挥雷达这种高新技术的应用职能。
在理论上，也能进一步认识和补充电磁波在导电介质中传播特性。
因此本课题的研究具有重要的现实和理论价值。
二、研究方案
（一）研究目标：
在理论上，建立高频、宽频电磁波在导电介质中的数学模型，并建立相应的反演计算公式。
反演计算是为了补偿雷达波（高频、宽频电磁波）在传播过程中能量损耗和拓宽电磁波频谱域范围。
在实际应用中，理论模型和物理模型结合。
建立与理论模型对应的物理模型，通过对比两者之间的信号来优化反演计算公式和建立信息提取计算的数学模型。
最后通过反演技术、信号处理手段和信息识别提取技术，达到识别目标反射信号的目的，达到高精度探测隐蔽工程缺陷的目的。
（二）研究内容：
本项目研究内容包括如下方面：
（1）建立数学模型；
（2）建立与数学模型相应的物理模型；
（3）确立理论反演公式；
（4）将不适定的反演正则化；
（5）获取数据和对数据的处理；
（6）提取有效信号，对信号进行识别分析。
（三）解决的关键问题：
（1）不均匀线性数学模型的建立；
（2）非线性数学模型边界条件的建立；
（3）反演计算中约束条件的确定；
（4）反演计算中，不同角度观测、不同频率、不同带宽等多参数联合反演混合计算公式建立；（5）数学模型和物理模型间关系参数的建立；
（6）信号识别和提取。
（7）实际应用中分别与数学模型和物理模型之间反演计算的优化。