复杂环境小管线FDTD正演模拟图像特征分析

摘要

为提高小管径管线(50～150 mm)在复杂地下环境中雷达图像回波剖面特征的解译精度和确定小管径管线的位置信息,利用时间域有限差分法模拟不同环境下PVC管、铜芯通信电缆、金属钢管这3种常见小管线,根据正演结果分析雷达回波响应特征.模拟结果显示:500 M Hz天线中心频率下埋深1.4 m小管线的水平分辨率为41 cm,具有良好的信噪比,垂直分辨率为6.1 cm,受层状介质反射回波干扰,难以区分;不同的管线材质及承载物质,其雷达回波图像特征不同,承载物质对PVC管成像特征影响大,但对金属管线无影响;大管径管线和地下干扰体叠加形成的虚假回波,影响到周围的小管线判别;凹形层状介质形成了不规则反射面,在回波图像中产生了2个交叉抛物线异常回波特征标识,并且伴有杂乱多次波出现,干扰其上方管线回波成像.模拟结果有助于实际小管线探测识别.