[發明專利]基于太赫茲波的道路結冰狀況檢查方法

有效

• 申請號: 202110449421.2
• 申請日: 2021-04-25
• 公開（公告）號: CN113136774B
• 公開（公告）日: 2022-03-25
• 發明（設計）人: 馬建軍;李沛安
• 申請（專利權）人: 北京理工大學
• 主分類號: E01C23/01
• 分類號: E01C23/01
• 代理公司: 成都方圓聿聯專利代理事務所(普通合伙) 51241
• 代理人: 李鵬

1.基于太赫茲波的道路結冰狀況檢查方法，其特征在于，包括以下步驟：

將太赫茲雷達安裝在車燈前端或者道路兩旁的路燈桿上，以入射角θ₁發射一個太赫茲信號到結冰路面，待信號與結冰路面相互作用之后，后向散射信號返回到太赫茲雷達，并由其接收；接收到的信號傳入功率計，通過功率計測量得到信號的功率，由此獲取信號與結冰路面之間的相互作用信息；

整個反射現象分為三類，空氣-冰層分界面的反射，冰層內部的后向散射和冰層-路面分界面的反射；根據輻射傳輸理論，將所有項矢量相加，得到總反射率為：

其中，a＝κ_s/κ_e為冰層的單次散射反射率，κ_s和κ_e分別為冰層中的散射衰減和總衰減系數；Υ＝exp(κ_edsecθ₂)表示在冰層中的傳輸衰減，d表示冰層厚度，θ₂表示冰層中的折射角；p表示太赫茲波的平行或垂直偏振；Γ₁表示空氣-冰層分界面的反射率，Γ₂表示冰層-路面分界面的反射率，表示為：

這里，h代表平行偏振，v代表垂直偏振，θ₃表示道路中的折射角；n₁＝1表示空氣的折射率；表示冰的折射率，ε₂為冰的介電常數；表示路面的折射率，ε₃為路面的介電常數；

在獲得溫度、入射角θ₁和太赫茲波頻率的情況下，獲得冰和路面的介電常數，進而獲得公式(2)、(3)、(4)、(5)的反射率和公式(1)中的單次散射反射率、冰層中的散射衰減和總衰減系數以及冰層中的折射角；最后，根據公式(1)獲得總反射率和冰層厚度d之間的關系，從而進行冰層厚度的測量。

2.根據權利要求1所述的基于太赫茲波的道路結冰狀況檢查方法，其特征在于，所述的太赫茲信號頻率為140GHz、220GHz或者340GHz。