透地雷達(dá)限制

最常見的使透地雷達(dá)功能受到限制的環(huán)境是高電導(dǎo)率的物質(zhì)，例如黏土質(zhì)土壤和受到鹽分污染區(qū)域。透地雷達(dá)在地下物質(zhì)差異交界處(例如巖石和土壤之間)則會因?yàn)橛嵦柋簧⑸涠蠓档推涮綔y能力。

至2014年使用的透地雷達(dá)系統(tǒng)還有如下限制:

透地雷達(dá)的設(shè)備至今仍在不斷改進(jìn)前述的限制中，并且未來的改進(jìn)是可期待的。

透地雷達(dá)今日已在許多領(lǐng)域得到應(yīng)用。地球科學(xué)家使用它來研究基巖、土壤、地下水和冰。有時后透地雷達(dá)會被用來尋找埋藏在河床下方的較重顆粒聚集區(qū)，可用來尋找黃金或沖積礫石層中的鉆石。中國的玉兔號月球車在車體底盤也搭載了透地雷達(dá)以探測月球表面土壤和外殼。

透地雷達(dá)在工程上的應(yīng)用包含了結(jié)構(gòu)和路面的無損檢測，對地下結(jié)構(gòu)和管線進(jìn)行定位，以及研究土壤和基巖。在環(huán)境整治上，透地雷達(dá)可用來尋找垃圾掩埋場、污染羽和其他需要進(jìn)行整治的區(qū)域。而在考古地球物理學(xué)上，透地雷達(dá)可用來映射考古學(xué)上的遺物、特征和墓地并繪制成圖。在執(zhí)法上則應(yīng)用透地雷達(dá)尋找隱密墓地或尸體等物體掩埋區(qū)域。軍事上則可使用透地雷達(dá)偵測地雷、未爆彈藥和地道。

1987年以前，英國伯明翰的弗蘭克利水庫每秒漏水量達(dá)到540升。1987年科學(xué)家使用透地雷達(dá)成功找到漏水區(qū)，并將漏水區(qū)隔離。

孔內(nèi)雷達(dá)應(yīng)用透地雷達(dá)技術(shù)以測繪鉆孔以外的地表下結(jié)構(gòu)?，F(xiàn)代的定向孔內(nèi)雷達(dá)系統(tǒng)可在單一鉆孔內(nèi)探測并形成3維影像。

另一個透地雷達(dá)常見的應(yīng)用就是對地表下的管線進(jìn)行定位，這是因?yàn)橥傅乩走_(dá)可以產(chǎn)生地表下電力、排水等各種管道的3維影像。

英國第四臺電視節(jié)目《考古小隊(duì)》中?？煽吹酵傅乩走_(dá)被用來確認(rèn)適合進(jìn)行開挖以搜尋物品的情節(jié)。1992年時英國辦案人員使用透地雷達(dá)找到綁架犯麥可·薩姆斯綁架了一名地產(chǎn)代理后所獲得，并且被埋在野外的15萬英鎊贖金。

透地雷達(dá)發(fā)射的電磁脈沖訊號會被射入地表之下。地表下的物體和地層將會使電磁脈沖被反射，并且被接收天線收到。探測者可從反射波的傳遞時間得知深度，而這些資料可繪制成圖表上的曲線，例如在平面視圖中將特定的深度分離出來，或作為3維模型。

透地雷達(dá)在有利的條件下(均質(zhì)砂土區(qū)域最理想)是相當(dāng)有用的工具。就和其他使用于考古學(xué)的地球物理方式一樣(挖掘除外)，透地雷達(dá)探測可以發(fā)現(xiàn)考古文物所在位置，并且將考古特征測繪成地圖，而不會有損傷文物的風(fēng)險。在考古學(xué)使用的地球物理探勘方式中，透地雷達(dá)可以偵測到一些相對體積較小的物體，并且深度較深，更有辨別異常反射波源深度的能力。透地雷達(dá)主要的缺點(diǎn)是在比較不理想的環(huán)境中，探測能力會受到嚴(yán)重限制。黏土和淤泥等細(xì)顆粒沉積物常對透地雷達(dá)的探測造成困擾，這是因?yàn)檫@類物質(zhì)的高電導(dǎo)率會使訊號強(qiáng)度衰減。巖石或不均勻沉積會使透地雷達(dá)的訊號被散射，使有效訊號的強(qiáng)度衰減，并使外部噪聲增加。

單一行透地雷達(dá)資料可以顯示地表下特定深度的剖面圖。而系統(tǒng)性的多行資料則可以組成3維或特定剖面影像。探測獲得的資料可以組成3維影像，或水平、垂直的剖面圖。水平的剖面(稱為"深度剖面"或"時間剖面")是從平面視圖中分離出特定深度而繪成。時間剖面在2014年的時候是應(yīng)用在考古學(xué)上的標(biāo)準(zhǔn)地球物理技術(shù)，這是因?yàn)樗綀D層通常是表示不同時期文化活動最重要的工具。

透地雷達(dá)使用高頻率且通常被極化的無線電波，并且將電波發(fā)射入地表之下。當(dāng)電磁波撞擊到埋在地表下的物體或到達(dá)介電常數(shù)變化的邊界時，天線接收到的反射波會記錄下反射回波的訊號差異。所涉及的原理類似于反射地震學(xué)，但使用的是電磁學(xué)能，而非聲學(xué)能，并且電磁波會在不同介電常數(shù)的邊界處反射，而聲波是在聲波阻抗差異邊界。

透地雷達(dá)可探測的深度范圍受到地表下物質(zhì)的電導(dǎo)率、發(fā)射波中心頻率和發(fā)射波功率限制。電導(dǎo)率上升時電磁波探測深度就會下降，這是因?yàn)殡姶艑W(xué)能會更快速經(jīng)由熱能消耗，使訊號強(qiáng)度隨深度增加而衰減。高頻率電磁波可穿透深度較低頻率淺，但光學(xué)分辨率較高。最佳的穿透深度是在冰上可穿透數(shù)百米。而在干燥的砂質(zhì)土壤或花崗巖、石灰?guī)r、混凝土等大塊物質(zhì)的良好穿透深度可以達(dá)到15米。但是在潮濕或含有黏土的土壤中因?yàn)楦唠妼?dǎo)率，有時候穿透深度只有數(shù)厘米。

透地雷達(dá)的天線一般會接觸地表以接收到最強(qiáng)的反射波，空載的透地雷達(dá)天線則用于地表上方。

跨孔透地雷達(dá)已經(jīng)被開發(fā)并應(yīng)用在水文地球物理學(xué)領(lǐng)域，可用來評估土壤內(nèi)水份是否存在與土壤含水量。

2005年，歐洲電信標(biāo)準(zhǔn)協(xié)會提出透地雷達(dá)設(shè)備與操作人員的規(guī)范文件以防止雷達(dá)釋放過量的電磁波輻射。之后成立的歐洲透地雷達(dá)協(xié)會(EuroGPR)是作為保持透地雷達(dá)在歐洲合法使用的代表性組織。

透地雷達(dá)可利用數(shù)種技術(shù)產(chǎn)生脈沖雷達(dá)波: 步進(jìn)頻率、頻率調(diào)制連續(xù)波(FMCW)和噪聲。2009年起市場上也開始以數(shù)字信號處理計(jì)數(shù)在透地雷達(dá)探測時立即進(jìn)行訊號處理，而非探測結(jié)束后才進(jìn)行。

有一種特殊的透地雷達(dá)系統(tǒng)使用未經(jīng)調(diào)制的連續(xù)波訊號。這種全息透地雷達(dá)和其他種類的透地雷達(dá)不同處在于可取得地表下特定水平面的全息影像。這種雷達(dá)的穿透深度相當(dāng)淺(約20到30厘米)，但是平面分辨率足以分辨土中的埋藏物或空洞、缺陷區(qū)域、竊聽設(shè)備，或者藏在墻壁中、地板內(nèi)的物體、結(jié)構(gòu)元件。

透地雷達(dá)可裝設(shè)于車輛上進(jìn)行近距離高速道路探測，并且即使是待命狀態(tài)，仍然可以進(jìn)行地雷偵測。

透管雷達(dá)(Pipe-Penetrating Radar，PPR)是透地雷達(dá)技術(shù)應(yīng)用在鉆孔內(nèi)的形式，其發(fā)射的訊號會直接通過管道和管壁以探測管壁厚度和管壁外的空洞。

透墻雷達(dá)的訊號可以穿透墻壁，甚至可以當(dāng)作警察的動作感應(yīng)器。

目前有一掃雷計(jì)劃是尋求設(shè)計(jì)一個由軟式飛船搭載的超寬帶合成孔徑雷達(dá)系統(tǒng)以尋找地雷存在的區(qū)域。

雷達(dá)的種類繁多，分類的方法也非常復(fù)雜。一般分為軍用雷達(dá)。通?？梢园凑绽走_(dá)的用途分類，如預(yù)警雷達(dá)、搜索警戒雷達(dá)、引導(dǎo)指揮雷達(dá)、炮瞄雷達(dá)、測高雷達(dá)、戰(zhàn)場監(jiān)視雷達(dá)、機(jī)載雷達(dá)、無線電測高雷達(dá)、雷達(dá)引信、氣象雷達(dá)、航行管制雷達(dá)、導(dǎo)航雷達(dá)以及防撞和敵我識別雷達(dá)等。

按照雷達(dá)信號形式分類，有脈沖雷達(dá)、連續(xù)波雷達(dá)、脈部壓縮雷達(dá)和頻率捷變雷達(dá)等。

按照角跟蹤方式分類，有單脈沖雷達(dá)、圓錐掃描雷達(dá)和隱蔽圓錐掃描雷達(dá)等。

按照目標(biāo)測量的參數(shù)分類，有測高雷達(dá)、二坐標(biāo)雷達(dá)、三坐標(biāo)雷達(dá)和敵我識對雷達(dá)、多站雷達(dá)等。

按照雷達(dá)采用的技術(shù)和信號處理的方式有相參積累和 非相參積累、動目標(biāo)顯示、動目標(biāo)檢測、脈沖多普勒雷達(dá)、合成孔徑雷達(dá)、邊掃描邊跟蹤雷達(dá)。

按照天線掃描方式分類，分為機(jī)械掃描雷達(dá)、相控陣?yán)走_(dá)等。

按雷達(dá)頻段分，可分為超視距雷達(dá)、微波雷達(dá)、毫米波雷達(dá)以及激光雷達(dá)等。

2005年4月19日19-22時,哈爾濱雷達(dá)站觀測到重力波結(jié)構(gòu),主要利用新一代多普勒天氣雷達(dá)速度場資料對本次過程的重力波結(jié)構(gòu)進(jìn)行分析。在本次重力波發(fā)生發(fā)展過程中,徑向速度在水平方向上表現(xiàn)為正負(fù)速度交替分布的特征;垂直速度在水平方向上平均高度1100m以下是上升、下沉氣流交替分布,垂直方向上的氣流有時是與垂直方向成一定角度的;重力波波長約為5km,相 速約為10m/s,周

相控陣?yán)走_(dá)又稱作相位陣列雷達(dá)，是一種以改變雷達(dá)波相位來改變波束方向的雷達(dá)，因?yàn)槭且噪娮臃绞娇刂撇ㄊ莻鹘y(tǒng)的機(jī)械轉(zhuǎn)動天線面方式，故又稱電子掃描雷達(dá)

相控陣技術(shù)，早在30年代后期就已經(jīng)出現(xiàn)。1937年，美國首先開始這項(xiàng)研究工作。但一直到50年代中期才研制出2部實(shí)用型艦載相控陣?yán)走_(dá)。80年代，相控陣?yán)走_(dá)由于具有很多獨(dú)特的優(yōu)點(diǎn)，得到了更進(jìn)一步的應(yīng)用。在已裝備和正在研制的新一代中、遠(yuǎn)程防空導(dǎo)彈武器系統(tǒng)中多采用多功能相控陣?yán)走_(dá)，它已成為第三代中、遠(yuǎn)程防空導(dǎo)彈武器系統(tǒng)的一個重要標(biāo)志。從而，大大提高了防空導(dǎo)彈武器系統(tǒng)的作戰(zhàn)性能。在21世紀(jì)，相控陣?yán)走_(dá)隨著科技的不斷發(fā)展和現(xiàn)代戰(zhàn)爭兵器的特點(diǎn)，其制造和研究將會更上一層樓 。