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为能有效地对地下空穴进行探测和识别，提出了一种基于基本振子线电流辐射模型的改进后向投影算法。分析了地下介质的物理模型，构建了地下腔体的成像模型及基于FDTD的全波电磁仿真模型，推导了半空间电磁波传播时延补偿的计算公式，验证了改进成像算法对地下腔体成像的有效性；分析了目标照射面结构对成像的影响，分别对照射面为凸面、平面、凹面三类目标进行了成像分析，得到能对凸面、平面照射面进行有效成像但不能对凹面照射面进行有效成像的结论，在岩、土体中孔穴的成像中得到了验证，并给出了多个孔穴存在时的三维像。