探地雷达是一项广泛应用于各类地下环境调查的无损探测方法。偶极天线由于其设计简单、易于实现、无频散性、及具有显著的方向性和线性极化的特点而成为探地雷达仪器设计方面最常采用的天线。探地雷达天线并非是各向同性的辐射器或接收器，其辐射波场具有极强烈的方向性。偶极天线辐射的显著方向性特征有利于其所辐射的波场能量与地质介质之间的耦合。但另一方面，由于偶极天线辐射具有明显的方向性，这增加了影响探地雷达波幅度的因素，这对用于确定介质波速及物性的宽角法测量具有不利的影响；天线辐射的方向性也会影响雷达数据层析成像及偏移处理的结果。当利用探地雷达数据进行成像以精确确定地下目标体的形状、走向及大小，或利用雷达资料来提取岩土介质的物性参数时，雷达记录的幅度信息将显得尤其重要。这就要求充分研究天线辐射的方向性，考虑其辐射的方向性特征对雷达波幅度的影响。 由于早期雷达探测主要运用于冰川冻土探测，在这类特殊介质环境中，雷达波的穿透深度大，雷达天线的远场辐射方向图能较好的适应于这种理想环境。在工程、环境、考古调查及地雷、未爆炸物的浅界面探测中，因为土壤介质对雷达波的强吸收衰减作用，人们感兴趣的探测深度通常在数米甚至数厘米的范围内。地表附近雷达天线的辐射方向特征必需通过天线辐射近场来描述。数值模拟偶极天线辐射近场的动力学特征及其方向性，对利用浅及超浅深度探测的探地雷达资料进行精确成像，以及对宽角测量的探地雷达资料进行AVO(AmplitudeVersusOffset)分析，以提取有关岩土介质的物性参数，或计算土壤介质的含水率等具有极为重要的意义。 时域有限差分法是广泛运用于电磁学、微波技术及天线理论中的一种重要的数值模拟技术。它是在包括时间在内的四维空间中，对Maxwell旋度方程对应的微分方程进行二阶中心差分。其理论基础是K.S.Yee于1966年提出用空间网格和时间步进的耦合差分方程组代替空间和时间连续的耦合偏微分方程组(麦克斯韦旋度方程组)。 由于时域有限差分法可以形象地描绘雷达天线辐射电磁波的时—空过程，把它运用于探地雷达天线辐射的数值模拟是很合适的。由于受计算机资源的限制，它不适合对全空间(无限空间)进行模拟计算，必须对无限空间进行截断，这就需要对截断边界进行处理。 最常用的时域有限差分法截断边界条件有ABC(Absorbingboundarycondition)和Super-AbsorptionTechnique，但这些技术对电磁波的吸收不是很彻底，还是有少量的截断面反射发生。为了能在数值模拟上更真实的反映电磁波传播特征，本文采用JiayuanFang1996年提出的GPML(GeneralizedPerfectlyMatchedLayer简称GPML)对无限空间进行截断；该层是人为地加上的一个并不存在的只用来吸收电磁波的吸收层。其特点是任何频率的电磁波以任何角度入射穿过该截断面时，理论反射系数都为零。GPML吸收层是对法国人Berenger提出的PML(PerfectlyMatchedLayer)进行改进的结果，它不仅对行波有效，而且对凋零波的吸收也同样有效；此外，GPML吸收层对截断介质物性参数的要求也比PML吸收层变得相对宽松，不再要求必须满足PML的完全吸收条件。 以GPML为截断边界，以Yee氏网格时域差分理论为基础，仿照Berenger的三维PML层的FDTD方法来实现三维GPML的FDTD算法。在计算过程中运用Yee氏算法对所计算的空间场进行循环迭代，设计计算程序，计算有限三维空间的电场值，定量表达空气—介质分界面附近水平偶极天线辐射场的动力学特征；根据不同天线模型和不同地下介质模型的计算结果绘制电场Ex分量某一时刻某一平面的等值线图；绘制该平面内电场Ex分量的方位图，并对模拟结果做了简要分析，为探地雷达天线的设计提供可靠的模拟数据。