探地雷达(GPR)利用宽带电磁波以脉冲形式探测地表之下或确定不可视物体的内部结构。探地雷达的电磁脉冲在地下介质传播时衰减得很快,并常伴有色散。色散会导致电磁脉冲子波的畸变,影响电磁探测数据的解释,甚至会导致电磁探测的失败。深入分析GPR脉冲在有耗色散地质介质中的传播规律,是改进GPR探测数据解释方法的基础性工作。本文使用改进的FDTD方法研究GPR脉冲在有耗色散地质介质中的传播,论文的主要工作和成果如下:1.结合GPR脉冲传播的特点,对FDTD算法中的总场边界条件进行了改进,讨论并编程实现了简便的完全匹配层(PML)条件,简化了计算,提高了效率。2.对有耗色散介质中的麦克斯韦方程,通过对电位移D和电场强度E及磁场强度H进行标准化,使色散介质的本构关系只反映在计算电场强度E的过程中,编写了适合色散/非色散介质的通用FDTD电磁场模拟计算程序。3.采用修正的FD~2TD方法,对二阶德拜色散地质介质中GPR脉冲的传播进行了模拟,并与非色散地质介质中GPR脉冲的传播进行比较分析,探讨了影响GPR脉冲畸变的因素,为GPR探测数据的反演解释方法改进提供了事实基础。4.采用理论分析与数值模拟相结合的方法,研究了有耗色散地质介质的电性参数对不同频率电磁波传播的影响。介质的介电常数、电导率,直接影响GPR脉冲的传播速度及衰减;随工作频率的增大,电磁波的传播速度变快,衰减加强,因此如采用宽带脉冲探测,应考虑频散效应的影响。