19、探地雷达系统信号处理技术解析

探地雷达系统信号处理技术解析

1. 探地雷达面临的信号干扰问题

探地雷达在实际应用中会受到来自射频发射源（如广播电台、移动信号塔）和电力系统等的干扰。例如，当一个强射频发射源靠近探地雷达评估区域时，其发出的信号可能比地下目标的反射信号更强，从而破坏数据。若不进行处理，由于早期信号的功率总是高于来自较深源的晚期信号，寻找地下目标会变得更加困难，有时甚至无法实现。为应对这些信号干扰，有多种技术可供使用，接下来将详细介绍这些技术。

2. 直流偏移去除（DC shift removal）

空气波和地面波的影响之一是会导致 A 扫描（以及 B 扫描和 C 扫描）的直流电平发生偏移。在某些应用中，这种直流偏移可能较小，但不可忽视；而在其他应用中，偏移可能较为显著。为了更好地分析 A 扫描，使信号具有零均值是比较理想的。一些探地雷达制造商提供了用于校正接收信号直流偏移的软件。直流偏移去除可被视为一种一维滤波器，例如公式 (4.15) 应用了一种平均减法程序来计算信号的直流电平：
[xdc [n] = x [n] - \frac{1}{N} \sum_{k = 1}^{N} x [k]]
其中，(xdc [n]) 是要从信号中去除的直流电平，(x [n]) 是现场数据，(N) 是轨迹中的样本数量。一般来说，直流偏移去除用于增强去嗡嗡声滤波器（将在下一小节讨论）。

3. 去嗡嗡声滤波（Dewow filtering）

去嗡嗡声滤波是去除探地雷达系统产生的直流偏移漂移或低频内容的过程，这些低频内容可能由探地雷达中的静电或感应场以及仪器动态范围限制引起。与直流偏移去除不同的是，这里信号的偏移不是恒定的。这种现象可能会掩盖目标的实际反射