3 Классификация и конструкции георадаров

Можно выделить несколько классификаций георадаров, которые определяются разными факторами.

Чаще всего георадары классифицируют по назначению, когда в зависимости от области применения используются те или иные модификации, отличающиеся как глубиной зондирования, так и разрешающей способностью, и частотой используемых антенн.

Георадары также классифицируются по типу применяемых антенн.

Грунтовые (контактные) антенны непосредственно соприкасаются с поверхностью земли или дорожных конструкций. Такие антенны имеют частоту от 50 до 1500 МГц, характеризуются скоростью сбора данных от 5 до 20 км/ч. Они предоставляют возможность определить толщину конструктивных слоев дорожной одежды мощностью от 0,1 до 3,0 м; земляного полотна и подстилающих грунтов на глубину от 1 до 20 м.

В связи с тем, что увеличение скорости транспортных средств при измерениях более 20 км/ч приводит к повреждению грунтовых (контактных) антенн, в целях повышения производительности работ применяются воздушные антенны.

Воздушные (рупорные) антенны, которые непосредственно не соприкасаются с поверхностью земли или дорожной конструкцией, так как размещаются от них на высоте 50-70 см. Данные антенны имеют частоту от 500 до 2500 МГц, характеризуются скоростью сбора данных от 50 до 100 км/ч. Применяются для определения толщины покрытия и верхних слоев основания дорожной одежды на глубину от 0,02 до 0,80 м.

В состав комплекта георадара входят следующие составные части:

• четыре устройства: антенное приемно-передающее, управления, регистрации и отображения;

• блок питания;

• транспортное средство.

Передающее устройство представлено формирователем импульса и источником питания высоковольтного напряжения. На корпус приемной антенны установлен широкополосный усилитель приемника. Устройство управления предназначено для связи устройства обработки и индикации с приемно-передающим устройством. Устройство управления состоит из устройства выборки и хранения, устройства стробоскопической развертки, видеоусилителя, алфавитно-цифрового преобразователя и сигнального процессора. Функции обработки и индикации выполняет ноутбук. Блок питания представляет собой аккумуляторную батарею, в качестве которой применяются необслуживаемые свинцово-кислотные батареи импортного производства.

Работа прибора основана на использовании классических принципов радиолокации. Передающей антенной прибора излучаются импульсы малой длительности (единицы наносекунды), имеющие 2-3 полупериода квазигармонического сигнала и достаточно широкий спектр излучения. Центральная частота сигнала зависит от типа антенны.

Выбор длительности импульса определяется необходимой глубиной зондирования и разрешающей способностью прибора. Для формирования импульсов используется возбуждение широкополосной передающей антенны перепадом напряжения.

Излучаемый в исследуемую среду импульс отражается от находящихся в ней предметов или неодноростей среды, имеющих отличную от среды диэлектрическую проницаемость или проводимость, принимается широкополосной антенной, усиливается в широкополосном усилителе, при помощи аналого-цифрового преобразователя преобразуется в цифровой вид и запоминается в долговременном запоминающем устройстве для последующей обработки. После обработки полученная информация отображается на индикаторе.

В качестве транспортного средства могут использоваться: вездеходы, снегоходы, автомобили, вертолеты. При выполнении работ на объектах малой протяженности до 1-2 км можно обойтись без транспортного средства, перемещая георадар по исследуемой поверхности буксировкой вручную [4].