二、方法特点
探地雷达法的发射天线与接收天线之间距离很小，甚至可合二为一。当地层倾角不大时，反射波的全部路径几乎是垂直地面的。因此，在测线不同位置上法线反射时间的变化就反映了地下地层的构造形态。
探地雷达工作频率很高，在地下介质中以位移电流为主，并且在f=106～109Hz的频率段内电磁波传播实质上很少出现频散现象，可以认为介电常数与频率无关，传播速度基本上由介质的介电性质决定。电磁波传播理论与弹性波的传播理论有许多类似之处，两者遵循同一形式的波动方程，只是波动方程中变量代表的物理意义不同。雷达波与地震波在运动学上的相似性，可以在资料处理中加以利用。当探地雷达记录与地震记录采用相同测量装置时，在地震资料处理中已经广泛使用的许多技术，可直接用于探地雷达资料处理[30]。
类似于探空雷达，探地雷达也是利用高频电磁波束的反射探测目标体。探空雷达发射的高频电磁波是在无耗介质中传播，探测距离大：而探地雷达发射的高频电磁波是在有耗介质中传播，探测距离受到很大限制。探空雷达探测的目标体一般为金属物体，目标回波能量大；而探地雷达探测的目标体通常为非金属物体，与周围介质差异小，因而目标回波能量小。探空雷达捕捉的是空中高速移动物体，要求能对目标快速跟踪；探地雷达探测的是地下埋藏的目标体，不需要快速跟踪技术。探地与探空雷达的上述差异，形成了探地雷达独特的发射波形与天线设计特点。
1.发射波形调制方式
探地雷达发射波形调制方式主要有调幅波（AM）、调频连续波（FMCW）、连续波（CW）、脉冲扩展/压缩波（PEC）。
（1）调幅波是脉冲调制载波，载波频率约几十兆赫，根据脉冲回波走时，确定目标体深度。其优点是输出信号能实时显示，设备可做成便携式；缺点是发射波形状控制很难，对时标的线性要求高。
（2）调频连续波用于探测埋深小于2m、要求测厚精度分辨率高的目标体。发射信号根据预先设置的频率间隔连续扫描。接收信号与发射信号的差频与目标体深度有关。其优点是分辨率高，信噪比高；缺点是仪器体积大，费用高。
（3）连续波使用一个或几个单频连续波，在一系列发射与接收位置上进行测量，应用全息图像处理识别目标体。其优点是对天线的频带宽度要求低，也不需要高速采样；缺点是吸收太高时，有效性减小。
（4）脉冲扩展/压缩波使用线性调频脉冲波，具有短脉冲同样的频谱，但相位经过修正，因而在时间上得以扩展。接收信号通过相位匹配可把线性调频脉冲压缩成短脉冲。由于能产生圆极化辐射，特别适宜于方向未知的细长目标体的探测，但无法进行实时监测。
2.天线设计
探地雷达天线设计强调天线的脉冲响应，频带宽，还要考虑接收-发射天线之间的互耦合以及介质电性与几何形状对天线的影响。所以天线必须具有宽频带与线性相位响应。成功应用于探地雷达的天线有四种：振子天线（element atennas）、行波天线（travellingwave atennas）、频率独立天线（frequency-indepedent atennas）、开孔天线（aperture atennas）。
（1）振子天线的特点是低方向性、线性极化和有效带宽，并可用加载方法使频带变宽，但随之使天线的发射效率降低。其主要优点是体积小，可在场地狭窄条件下使用；振子天线辐射特征很容易分析，从而使设计依据充分。
（2）行波天线的场强和电流可用一个以上行波表示。在端头点火的V形天线，称作喇叭形天线，具有线性相位特征，短脉冲响应，已在许多探地雷达中应用。
（3）频率独立天线的形状完全由螺旋角来决定，其性能与频率无关。平板对数螺旋天线与双臂阿基米德螺旋线天线就是这种设计的典型，一般来说，这类天线采用自我阻抗补偿，脉冲的频率响应宽，但相位响应是非线性的。高分辨率宽带雷达系统使用这种天线时，需做相位矫正。
（4）开孔天线中最常见的一种为喇叭形天线，它主要用于短距离高分辨率的调频连续波探地雷达。其特点是体积小，天线带宽可达0.2～2.0GHz。