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简单谈谈地质雷达成像原理之--探地雷达原理简介

  1.1雷达的定义

  雷达是指“发射电磁波信号并接收在其作用范围内的被观测物体(目标)的回波的装置”[1]。雷达(radar)源于“radio diction and ranging”的首字母缩写。现存的许多有用的系统都有同样的描述。有时,人们使用声波(或超声波)而不用电磁波,这样的系统成为声纳。按这种定义,蝙蝠使用的是声纳而并非雷达。声纳的原理和雷达的原理很相似,但声纳不在本书的讨论范围内。如无特别声明,本书假设电磁波能量从雷达硬件输出到天线,再从天线辐射出去,而后从一个或多个物体返回的回波通过先前辐射能量的天线接收,最后传输回雷达的硬件设备。这样的雷达成为单站雷达,也就是说,电磁波的发射和接收在同一位置处。有时我们也会提到双站,多站雷达。在双站雷达系统中,发射天线和接收天线在不同位置处。在多站雷达系统中,可能电磁波从一个或多个位置处发射,并在一个或多个位置处接收。对于雷达讨论详见参考书目[2-16]。

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  1.2雷达简史

  雷达的历史,特别是早期历史富有传奇色彩。当Budrieri[17],Burns[18],Swords[19]等人作好一批优秀的论文之后,雷达的历史就随之开始了。在1886年Heinrich Hertz证实了无线电波的传播。1904年德国的杜塞尔布市的Huelsmeyer获得了第一个雷达的专利。Huelsmeyer称他的发明为“发射、接收赫兹波的装置,如在波的投射方向上存在金属物体如舰船、火车等,该装置可以示警”。1922年Tayler和Young在华盛顿的海军实验室完成了第一部舰船探测雷达。1922年Hyland制作了第一部飞机探测器。在1941年美国陆军的雷达发现了接近珍珠港的日军机群,但当值的军官认为那是假目标。二战期间,英国的Chain Home雷达系统的快速发展,对于英国成功的防御德军的空袭起了很重要的作用。战后,雷达更是飞速发展,人们制造出了各种类型的雷达一直延用至今。


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