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第1章 地下目标探测的技术物理基础1

1.1 地球物质的介质特性1

1.1.1 地球物质2

1.1.2 描述地球物质介质特性的主要参数2

1.1.3 几种典型地球物质的介质特性6

1.2 电磁波的反射和透射13

1.2.1 电磁波的反射和透射定律13

1.2.2 斜入射平面电磁波的反射系数和透射系数15

1.3 n分层媒质中平面电磁波的反射和透射20

1.3.1 反射系数21

1.3.2 传播矩阵24

1.3.3 波振幅与波阻抗25

1.4 地下目标探测主要技术参数26

1.4.1 探测深度27

1.4.2 分辨力28

1.5 地下目标探测中的信号处理31

1.5.1 接收信号分析33

1.5.2 噪声抑制35

1.5.3 信号增强技术39

参考文献42

第2章 金属探测器45

2.1 差拍式金属探测器46

2.1.1 基本原理46

2.1.2 电路分析47

2.1.3 探测器的制作和使用49

2.2 双调谐金属探测器50

2.2.1 基本原理50

2.2.2 电路分析51

2.2.3 探测器的制作和使用53

2.3 双频率金属探测器54

2.3.1 基本原理54

2.3.2 电路分析55

2.3.3 探测器的制作和使用57

2.4 幅相法金属探测器59

2.4.1 基本原理59

2.4.2 多频率工作61

2.4.3 电路分析63

2.5 采样金属探测器64

2.5.1 基本原理64

2.5.2 电路分析66

2.5.3 信号的相位关系71

2.5.4 采样金属探测器改进方案76

2.6 逆识别电感平衡式金属探测器76

2.6.1 基本原理77

2.6.2 逆识别78

2.6.3 电路分析80

2.6.4 探测器的使用和制作84

参考文献86

第3章 平衡桥式探测器88

3.1 平衡桥式传感器88

3.1.1 平衡桥式传感器基本工作原理89

3.1.2 平衡桥式传感器的数值计算90

3.1.3 平衡桥式传感器的数值计算结果96

3.2 平衡桥式探雷器98

3.3 GDE探雷系统101

3.3.1 手持式探雷器（HSTAMIDS）102

3.3.2 手持式探雷器（CIMMD ATD）102

3.3.3 车载式探雷系统103

3.4 平衡桥式探雷器和探雷系统的外场实验106

参考文献109

第4章 冲击脉冲探地雷达110

4.1 目标的瞬态电磁散射和测量111

4.1.1 目标的瞬态电磁散射112

4.1.2 目标的瞬态电磁散射测量114

4.1.3 导体圆球的瞬态电磁散射116

4.2 冲击脉冲探地雷达119

4.2.1 冲击脉冲探地雷达基本原理119

4.2.2 冲击脉冲探地雷达选用原则121

4.2.3 冲击脉冲探地雷达典型产品122

4.3 地下公用管、线图示系统125

4.3.1 地下公用管、线图示系统结构方框图125

4.3.2 地下公用管、线实际测量129

4.3.3 数据处理130

4.4 冲击脉冲NDE系统132

4.4.1 冲击脉冲NDE系统组成132

4.4.2 冲击脉冲NDE系统数据采集和系统校正134

4.4.3 冲击脉冲NDE系统图像处理137

4.5 极窄冲击脉冲探地雷达139

4.5.1 极窄冲击脉冲地下目标探测研究开发平台139

4.5.2 手持式超短冲击脉冲地下目标探测器140

4.5.3 超短冲击脉冲探地雷达的应用140

参考文献142

第5章 谐波和组合波探地雷达144

5.1 非线性目标及其谐波或组合波再辐射144

5.1.1 非线性目标的伏安特性144

5.1.2 非线性目标的谐波和组合波再辐射147

5.1.3 非线性目标的模型理论148

5.2 非线性目标再辐射的数学表示151

5.2.1 单频率入射151

5.2.2 双频率入射152

5.2.3 三频率入射154

5.3 非线性结（接）点再辐射计算实例158

5.3.1 单频率入射161

5.3.2 双频率入射164

5.4 非线性雷达散射截面和非线性雷达方程165

5.4.1 非线性网路的转移函数166

5.4.2 非线性雷达散射截面168

5.4.3 非线性雷达方程170

5.5 谐波和组合波探地雷达174

5.5.1 谐波和组合波探地雷达的分类175

5.5.2 谐波和组合波探地雷达的基本工作原理175

5.5.3 谐波和组合波探地雷达产品性能比较178

5.5.4 谐波和组合波探地雷达的发展趋势179

参考文献180

第6章 FMCW探地雷达182

6.1 FMCW雷达探测的基本原理182

6.2 FMCW探地雷达187

6.2.1 FMCW探地雷达的硬件设置187

6.2.2 FMCW探地雷达的软件设置189

6.3 FMCW探地雷达中发射机信号和噪声的泄漏195

6.3.1 发射机信号和噪声泄漏的严重性196

6.3.2 噪声分析196

6.3.3 抑制发射机噪声泄漏的措施201

6.4 FMCW探地雷达典型产品及应用203

参考文献206

第7章 阶梯频率探地雷达209

7.1 阶梯频率探地雷达工作原理209

7.1.1 阶梯频率探地雷达框图210

7.1.2 阶梯频率探地雷达基本理论分析211

7.1.3 相位矢量分析法215

7.1.4 用快速傅里叶变换技术确定目标距离216

7.2 阶梯频率探地雷达的设计和实施方案218

7.2.1 阶梯频率探地雷达电路结构218

7.2.2 相位校正因子的确定和补偿221

7.2.3 阶梯频率探地雷达的实验结果222

7.3 相干阶梯频率探地雷达224

7.3.1 相干阶梯频率探地雷达的组成和技术指标224

7.3.2 相干阶梯频率探地雷达极化信息处理226

7.3.3 相干阶梯频率探地雷达的实验结果228

7.4 CO.RI.S.T.A．探地雷达229

7.4.1 CO.RI.S.T.A．探地雷达的结构方框图和技术参数230

7.4.2 CO.RI.S.T.A．探地雷达的硬件设备232

7.4.3 CO.RI.S.T.A．探地雷达的系统软件234

参考文献235

第8章 层析成像技术237

8.1 计算机层析成像238

8.1.1 CT的基本原理238

8.1.2 傅里叶投影切片定理239

8.1.3 图像重建241

8.2 音频电磁二维层析成像242

8.2.1 傅里叶衍射投影定理243

8.2.2 电磁散射244

8.2.3 数值计算247

8.3 柱状目标微波成像250

8.3.1 数学模型250

8.3.2 计算方法255

8.3.3 数值计算257

8.4 微波段层析成像技术的实验研究258

8.4.1 实验装置和技术参数258

8.4.2 实验结果260

参考文献265