Page 158 - 山区高速公路运营防灾减灾风险管控与应急处置

第六章 防灾减灾技术与智能装备应用

第六章 防灾减灾技术与智能装备应用

第一节 边坡稳定性监测雷达与传感器技术

一、雷达技术原理与类型

雷达技术基于电磁波探测原理，通过主动发射特定频段的电磁波并接收目标
反射的回波信号实现目标探测与参数测量。电磁波在传播过程中遇到目标物体会
产生反射、散射或衍射现象，其能量衰减程度、传播时间延迟以及频率变化携带

了目标的距离、方位、速度及形变信息。核心工作原理涉及电磁波发射、传播、
目标相互作用、回波接收以及信号处理分析多个环节。目标距离测定主要依据电
磁波在空间传播的恒速特性，通过精确测量发射脉冲与接收回波之间的时间差计
算得出。目标方位信息则依赖雷达天线的方向性，利用波束扫描或相控阵技术确
定目标在空间的角度位置。速度测量则基于多普勒效应，当目标相对于雷达存在

径向运动时，回波信号的频率相对于发射信号会产生偏移，该频移量与目标径向
速度成正比，通过分析回波信号的频率变化即可解算目标运动速度。对于微小形
变监测，干涉测量技术具有独特优势，该技术通过比较同一目标在不同时间获取

的复数雷达图像之间的相位差，提取毫米级甚至亚毫米级的位移信息，其精度远
高于传统振幅分析方法。
依据工作体制，雷达系统主要划分为脉冲雷达与连续波雷达两大类别。脉冲
雷达发射周期性短脉冲信号，通过测量脉冲往返时间确定目标距离。其关键技术
指标包括峰值功率、脉冲宽度及脉冲重复频率，脉冲宽度直接影响距离分辨率，

较窄的脉冲可获得更精细的距离分辨能力。连续波雷达则发射连续不间断的电磁
波，依据调制方式细分为非调制连续波雷达与调制连续波雷达。非调制连续波雷
达结构相对简单，主要利用多普勒频移测量目标速度，但无法测定目标距离。调

制连续波雷达通过调制发射信号的频率或相位获取距离信息，其中调频连续波雷
达应用最为广泛，其发射频率随时间呈线性变化的电磁波，通过比较回波信号与
当前发射信号的瞬时频率差计算目标距离，该体制具有低截获概率、无距离模糊、

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