1. 探地雷达做什么？
探地雷达向地下发射高频电磁波。当波遇到介电性质不同的界面或目标时发生反射，接收天线记录回波，从而推断地下结构。
2. 为什么速度会变？
介电常数越大，电磁波速度越慢；同一埋深目标的回波到达时间越晚。因此介电常数是深度换算和目标定位的重要参数。
v = c / √εr
3. 双曲线如何产生？
天线从目标正上方经过时路径最短，离目标越远路径越长，反射时间随测线位置变化，最终在 B-scan 图像中形成双曲线。
t(x)=2√[(x-x₀)²+z²] / v
交互式仿真区
地下模型示意图目标 / 界面
B-scan 雷达图像仿真正振幅 / 负振幅
估算波速0.122 m/ns
目标顶点双程走时13.1 ns
近似波长0.153 m
理论垂向分辨率0.038 m
快速傅里叶变换 FFT：从时域回波到频域结果
FFT 是什么？
FFT 是快速傅里叶变换，可以把随时间变化的 A-scan 回波转换为随频率变化的频谱，从而观察信号主要能量集中在哪些频率。
在 GPR 中有什么用？
FFT 可用于判断天线主频、分析信号带宽、识别高频衰减、设计滤波范围，并辅助判断噪声或系统振铃是否集中在特定频段。
结果怎么看？
频谱峰值通常接近回波的主频；频带越宽，理论分辨率越高；高频成分衰减越明显，说明穿透过程中能量损失越强。
天线发射波形：瑞克子波中心频率由左侧滑块控制
A-scan 时域回波扫描时自动跟随当前天线位置
FFT 幅度谱结果横轴为频率 MHz，纵轴为归一化幅值
动态解释发射波形 → 接收回波 → 频谱分析
动态 FFT 的含义
点击“开始扫描”后，橙色取样线会沿 B-scan 从左向右移动。程序会实时取出该位置的 A-scan，并立刻计算对应的 FFT 幅度谱。 因此，用户可以同时观察三种结果：发射端的瑞克子波、接收端的时域回波，以及频域中的主频和带宽。
瑞克子波的作用
瑞克子波是一种常用于雷达、地震和超声仿真的零相位脉冲。它有清晰的主瓣和旁瓣，适合模拟短脉冲探测信号。
点击“开始扫描”后，橙色取样线会沿 B-scan 从左向右移动。程序会实时取出该位置的 A-scan，并立刻计算对应的 FFT 幅度谱。 因此，用户可以同时观察三种结果：发射端的瑞克子波、接收端的时域回波，以及频域中的主频和带宽。
瑞克子波的作用
瑞克子波是一种常用于雷达、地震和超声仿真的零相位脉冲。它有清晰的主瓣和旁瓣，适合模拟短脉冲探测信号。
FFT取样测点x = 2.50 m
频谱峰值频率800 MHz
-6 dB 近似带宽-- MHz
Nyquist频率-- MHz
说明：这里的发射信号采用标准瑞克子波；FFT 结果来自当前取样位置的模拟 A-scan。程序对时域信号进行去均值和 Hann 窗处理，再计算单边归一化幅度谱。点击“开始扫描”时，取样位置、A-scan 和 FFT 谱会动态同步更新。
从原理到解释：四步理解 GPR 图像
Step 1 发射
天线向地下发射短脉冲电磁波。频率越高，分辨率越高，但穿透深度通常降低。
Step 2 传播
电磁波在介质中传播。介电常数控制速度，电导率和含水率会影响衰减。
Step 3 反射
当波遇到管线、空洞、层间界面等介电突变位置时，部分能量返回天线。
Step 4 成像
把每个测点的 A-scan 按测线顺序排列，就得到 B-scan 剖面图。
小测试：当介电常数 εr 增大时，同一埋深目标的回波会怎样？
请选择一个选项。你也可以直接调节左侧介电常数，观察 B-scan 双曲线顶点位置的变化。