雖然探地雷達在水文、工程、環(huán)境等領(lǐng)域已得到廣泛的應用，但由于許多基本的理論和技術(shù)問題至今未得到根本解決，因而探地雷達的真正優(yōu)勢并沒有得到充分的發(fā)揮。

探地雷達技術(shù)當前存在的主要問題包括：

1）探測深度淺，探測深度和分辨率的矛盾無法克服，加大探測深度意味著犧牲探測分辨率；

2）多次波及其它雜波干擾嚴重，且一直沒有好的消除辦法，國內(nèi)外的雷達均存在這一嚴重問題；

3）介質(zhì)不均勻影響很大，且無法消除，導致難以獲得必要的速度資料；

4）單發(fā)單收的數(shù)據(jù)采集方式能夠提供給后期處理和解釋的信息量有限。

以上幾個問題對探地雷達來說是致命性的缺陷。盡管眾多地球物理學家、電磁學專家和物探工作者對雷達的天線設(shè)計、信號處理、地下目標成像等方面做了大量的研究和改進，但這些工作只是對現(xiàn)有探地雷達體制進行的局部的修正，要想探地雷達技術(shù)向前發(fā)展，必須更新思路，從根本原理上解決問題。

針對這一狀況，專家于1999年提出研制一套新型的探地雷達系統(tǒng)——相控陣探地雷達探測系統(tǒng)。

其基本研究思路是利用目前軍事上較成熟的相控陣雷達技術(shù)，將目前的單極子雷達天線代之以相控陣雷達天線，其目的旨在通過相控陣技術(shù)將電磁波聚成一個窄波束向地下（或探測對象）發(fā)射，采用多通道采集技術(shù)接收目標體反射的雷達回波信號，并對其進行先進的數(shù)據(jù)處理最終給出探測對象內(nèi)部結(jié)構(gòu)的三維圖像。

探地雷達技術(shù)發(fā)展展望

值得指出的是，目前市場上已有類似產(chǎn)品出現(xiàn)，如某公司的RIS天線陣系列，但這些產(chǎn)品只是將多個單極子天線簡單地組合成陣列天線，與相控陣探地雷達思想有本質(zhì)的區(qū)別。

由于相控陣雷達通過對各通道相位延時的控制將電磁波會聚成一個窄束，因而能量集中，波前擴散小，因此，在相同頻率和發(fā)射功率條件下相控陣雷達的探測深度要大得多；反言之，在同一探測深度條件下，相控陣雷達可以把發(fā)射功率提高，因而其分辨率比現(xiàn)有雷達要高得多。此外，由于將球面波發(fā)射改為波束發(fā)射，介質(zhì)不均勻影響要小得多。

其次，相控陣雷達工作屬于連續(xù)掃描方式，可以多方向掃描，因而信息量較之現(xiàn)有探地雷達要大得多，對有些特殊探測工作，如堤防防滲墻質(zhì)量檢測等，其作用是現(xiàn)有探地雷達無法相比的（單極子天線雷達根本無法檢測堤防防滲墻的接縫、開叉等缺陷）。

由于相控陣雷達是多通道接收信號，可以進行多道疊加，如同反射地震勘探的多次覆蓋技術(shù)。因此，多次波干擾可極大地消除，這是現(xiàn)有雷達難以做到的。高頻（600MHz-1GHz）相控陣探地雷達的天線可以做得較小，在淺層探測時，其優(yōu)越性也是現(xiàn)有探地雷達無法比擬的。

目前這套系統(tǒng)樣機已經(jīng)完成，采用中心頻率為900MHz的無載波脈沖工作體制，發(fā)射和接收天線分離，16（4×4）發(fā)射通道形成波束聚集、掃描16（4×4）通道接收回波，可選掃描角度為-36°、-24°、-12°、0°、12°、24°、36°七個方向。

系統(tǒng)的軟件部份具有豐富的數(shù)據(jù)處理功能，主要的常規(guī)處理有濾波、增益調(diào)整、靜動校正、反褶積、復信號分析、時頻分析等，多通道數(shù)據(jù)處理如速度分析、疊加技術(shù)、相干分析技術(shù)、陣列信號處理等。及各種雜波干擾下弱信號的提取、目標的自動識別和反演解釋等。并在宜昌三峽大壩對混凝土檢測做了大量的現(xiàn)場實驗，實驗結(jié)果表明相控陣雷達的聚束掃描功能已經(jīng)實現(xiàn)，穿透深度大于1.5m且分辨率高于普通雷達。
編輯：hfy