针对探地雷达回波图像特征不突出，工作人员现场解译时间长，准确率不高的问题，提出一种基于YOLOv7改进的回波图像识别方法GSR-YOLOv7。首先使用GhostConv替换YOLOv7卷积层的卷积核以减小参数量; 引入SimAM注意力机制提高特征学习能力; 通过对感受野模块RFB卷积核的复用，增大感受野; 同时引入改进EIoU损失函数提高模型分类能力和回归精度。基于道路回波图像数据集的实验结果表明，改进后的模型MAP50达到了97.57%，MAP50∶95达到了73.13%，较YOLOv7分别提高2.13%和8.46%，模型大小减小了35%。所提出的GSR-YOLOv7模型对于回波目标的检测效果较好，适用于移动端系统，对于体积小、算力低的平台具有较大应用价值。

超宽探地雷达在无损检测系统中应用越来越广泛，采样电路是整个无损系统设计的关键。基于等效采样原理设计出一款新的三极管取样门电路。该电路克服了现有二极管取样门电路的缺点，很好地实现采样保持。利用先进设计系统(ADS)软件对该取样门电路进行仿真，输入脉冲重复频率为 10 MHz的 2 ns三角波信号，采样时钟重复频率为 10 MHz且与被采样信号有 100 ps延时差。对其进行采样，经过该取样门电路后，输出信号为 2 μs。在聚四氟乙烯板上实现该电路，利用信号发生器输入一个 90 ns的正弦波作为被采样信号，采样时钟为 100 ns，经过该取样门电路后，输出信号周期为 1 μs。实测与理论结果都表明该电路可以降低输入信号的频率，实现利用低速 A/D对高速信号的数据采集，大大降低了整个系统的成本。

设计了一种新型的适用于道路检测探地雷达的单周期脉冲发生器。该脉冲发生器包含驱动电路、阶跃恢复二极管(SRD)脉冲形成电路和脉冲整形电路三部分。驱动电路可以使TTL形式的触发脉冲变为电流更大的快前沿脉冲, 用来形成给后级电路的驱动脉冲; SRD脉冲产生电路选取渡越时间较小的阶跃恢复二极管结构, 通过对前级电路产生的驱动脉冲整形得到负极性高斯脉冲, 然后利用微带短路线、肖特基二极管和电容并联实现生成单周期脉冲和振铃抑制的功能, 提高超宽带天线辐射的效率以及测量信噪比。测量结果表明, 在1 MHz脉冲重复频率的情况下, 峰峰值最大为23 V, 脉冲半高宽为138 ps, 振铃水平为1.25%, 而当脉冲重复频率提高到5 MHz, 该脉冲发生器产生脉冲波形幅度和带宽基本没有太大变化。这些特征说明, 该脉冲发生器具有很高的频率稳定性, 且在高分辨率探测应用情景中将会有很好的表现。

脉冲源作为探地雷达的核心部件, 其高功率和超宽频带可保证探测距离和探测分辨率, 波形的光滑性与稳定性同时也影响着目标成像质量。选用雪崩三极管组成Marx电路输出单极性脉冲, 采取措施优化波形中的不光滑部分, 精确计算传输线延迟时间, 信号反向叠加形成双极性脉冲, 设计梳状PCB形式有利于脉冲源的小型化。测量结果表明：脉冲波形平滑对称, 正负峰间脉宽为1.64 ns, 幅度为812 V(50 Ω负载), 拖尾振荡低于总体幅值的10%, 和仿真结果吻合较好, 符合探地雷达的需求。

在概述高功率半导体开关漂移阶跃恢复二极管(DSRD)的性能特点、工作原理的基础上,详细阐述了其快恢复物理特性的机理,并论证了快恢复过程需满足的条件。结合DSRD快速关断特性与电容电感储能特性,通过复杂可编程逻辑器件产生外触发时序控制信号,设计了一款质量轻(小于1.5 kg)、体积小(13 cm×9 cm×8 cm )、性能稳定可靠(抖动小于1%)的高压窄脉冲超宽带雷达发射机。实验结果表明,单管电路所产生的脉冲幅度可达1 kV,半脉宽小于10 ns,重复频率高于10 kHz,可应用于超宽带无载波脉冲探地雷达系统中。

对于探地雷达,脉冲源的功率和稳定度直接影响其作用距离和探测精度,对目标成像时进行相干积累有着重要意义.采用雪崩三极管设计的全固态脉冲源具有很高的稳定度指标,但输出功率较低,使用Marx电路可以提高其输出峰值电压幅度.梳状PCB(印刷电路板)电路是一种结构紧凑具有自相似性的电路形式,有利于进一步提高脉冲源的稳定度指标,也有利于脉冲源的小型化设计.根据某探地雷达要求,采用梳状PCB电路形式,实现了12级Marx电路的脉冲源,采用欠电荷法对脉冲波形进行了优化设计,其输出峰值电压大于400V(50 Ω负载),脉冲宽度为600 ps,重复频率大于25 kHz;并且具有良好的时基稳定度和波形稳定度,脉冲宽带抖动小于1%,峰值抖动小于1%.