無線電波透視資料處理技術展望范文

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國內研究較多的是基于場強衰減系數變化的層析成像技術，根據各點采集到的場強值，利用代數重建技術(ART)和聯合迭代重建技術(SIRT)進行反演成像便可得到觀測區的衰減系數分布，從而分辨異常區域。衰減系數層析成像利用了電磁波信號強度的衰減差異，而信號的頻率域的信息卻被忽略了。近幾年，國外將無線電波透視信號的頻率和相位成分進行了研究，得到了質心頻移層析成像技術和相位層析成像技術，與衰減系數層析成像相比，質心頻移進行成像受幾何擴散、儀器響應、天線耦合和發射源形式的影響較小，相位層析成像反演結果比衰減系數層析反演結果在分辨目標體幾何形狀方面更加可靠和準確。

質心頻移層析成像技術

質心頻移成像技術最先應用于跨孔雷達的成像［3］。國內劉廣亮、于師建等在頻域內對信號質心頻移進行了數值模擬，結果表明質心頻率向零點發生了明顯的漂移，驗證了質心頻移理論的正確性［8］。可以看出fR為接收頻譜的質心頻率,由式（7）看出fR的值比fs的值減小了,也可以說質心頻率向頻率軸的零點漂移了。研究表明，在頻率域內利用質心頻移進行成像受幾何擴散、儀器的響應、天線的禍合和發射源形式的影響較?。?］。質心頻移層析成像需要記錄電磁場的波形變化，利用傅里葉變換將時間域的波形轉化到頻率域，然后再進行頻譜分析計算質心頻率，但目前國內現有的無線電波坑透儀器只能記錄接收到的電磁波強度，無法記錄波形，所以要想使質心頻移技術真正應用于實際生產，首先需要研制能記錄電磁波波形的坑透儀器。

相位層析成像技術

電磁波經過斷層、剪切破碎帶、陷落柱等地質異常區域時，其振幅衰減的同時相位也將發生改變。目前國內層析成像軟件均基于電磁波場強衰減系數進行反演成像，而電磁波的相位的變化卻被忽視。相位層析成像在諸如美國、日本等發達國家都已經實現,但在包括我國在內的許多國家對相位層析成像的研究還相當有限。國外已經利用全波層析成像反演代碼實現了相位層析成像。全波層析成像算法不需要假設射線的傳播路徑為直線，并且能夠分辨異常區同時存在的多種異常體，這種算法需要準確測得電磁波的振幅和相位值。通過全波層析成像反演得到的圖像比通過ART算法反演得到的圖像分辨率更高，異常區邊界更加清晰準確［9］。研究表明,相位電磁波層析反演結果比衰減系數層析反演結果在分辨目標體幾何形狀方面更加可靠和準確［1］，所以對電磁波層析成像研究相對落后的我國來說,相位層析成像的研究尤其必要。

無線電波透視資料處理方法經過幾十年的發展，由最開始的人工繪制平面交會圖發展到現在的計算機層析成像技術，其解釋的效率和準確性都有了很大的提高。尤其是層析成像技術的出現，使得無線電波透視資料處理結果更加形象直觀，便于解釋。利用電磁波場強衰減系數進行成像，是目前國內使用最多的無線電波透視資料處理方法，這種方法經過這些年的發展已經較為成熟，但由于受數據采集過程中各種干擾因素的影響，資料反演處理的結果在準確性和分辨率方面仍然需要提高。

質心頻移層析成像和相位層析成像技術是近幾年發展起來的新的層析成像方法，國外已經取得了很多研究成果，并且已經應用于實際生產，國內研究卻較少。質心頻移進行成像受幾何擴散、儀器的響應、天線的禍合和發射源形式的影響較小［8］，相位層析成像反演結果比衰減系數層析反演結果在分辨目標體幾何形狀方面更加可靠和準確。但這兩種方法要求無線電波透視儀器能夠記錄接收到的電磁波波形，相位層析成像還需要記錄初至波的相位，需要儀器的發射機和接收機能夠同步工作。目前國內的無線電波透視儀器僅能記錄電磁波的場強值，所以今后要加大無線電波透視儀器的研發力度，同時要研制相應的資料處理軟件。（本文作者：賈樹林單位：山西長治王莊煤業有限責任公司）