手电筒照得越远越暗，雷达波也一样。深部反射回波比浅部弱很多，不补一下，剖面深处就是一片黑。

深部为什么衰减

电磁波往下传，能量衰减来自两方面：

  • 球面扩散：能量摊开，随距离平方变弱（∝ 1/r²）；
  • 介电吸收：介质吸能，随距离指数衰减（∝ e^(−αz)）。

深部反射体回波可能比浅部弱 40~60dB。

时间增益：按时间乘一条固定曲线

造一条随时间单调增长的曲线 $G(t)$，每道信号逐样点乘上去。浅处乘得小，深处乘得大。

三种常见形状：

$$G(t)=\begin{cases}1+p,t & \text{linear}\ e^{,p,t} & \text{exp}\ t^{,p}\text{ 归一化} & \text{power}\end{cases}$$

指数型最贴合指数吸收的物理。设 p=0.051，dt=0.054ns，512 个样点：

位置 时间 增益 相当于
浅 0 ns 1.00 +0 dB
中 10 ns 1.66 +4.4 dB
深 27.6 ns 4.09 +12.2 dB

最深处放大约 4 倍，原本看不见的弱反射被拉到可看的亮度。

不过别搞错：时间增益不是真正的反衰减，真实吸收系数未知。它只是显示补偿，不是物理还原。

AGC：自动音量

AGC 像耳机自动音量：强处压小、弱处放大，让每个深度看起来差不多强。

对每个样点，取前后小窗口算局部 RMS 能量，然后该样点除以这个 RMS：

$$\text{rms}[n]=\sqrt{\frac{1}{W}\sum_{k=-W/2}^{W/2}x[n+k]^2+\varepsilon},\qquad \text{out}[n]=\frac{x[n]}{\text{rms}[n]}$$

强段除以大数变小，弱段除以小数变大，每小段能量都被归一到约 1。

两者差别

时间增益 AGC
曲线 固定预设 看数据自适应算
依据 时间位置 邻域实际能量
效果 温和补深部 强行抹平强弱差
副作用 改变幅值 彻底破坏幅值

gain 后会重新引入直流

即使 gain 前每道已经是零均值，gain 之后均值又可能不等于 0。增益曲线恒正递增，深部样点被放大更多，会把整道均值往深部拽偏。

举个例子，dewow 后零均值的道：

x        = [ 1, -1,  1, -1]     均值 = 0
G        = [ 1,  2,  3,  4]     (浅→深递增)
x·G      = [ 1, -2,  3, -4]     均值 = -0.5
减均值后  = [1.5,-1.5,3.5,-4.5]  均值 = 0

所以有些流程在 gain 后再减一次每道均值，称为 post_gain_dc。它跟 dewow 不是一回事：dewow 是去低频漂移，post_gain_dc 是清 gain 新引入的直流。

注意事项

  • 增益/AGC 会放大噪声，调太大深部就全是雪花。
  • 改变幅值关系，不能定量。「反射越强 = 病害越重」必须回原始数据。
  • AGC 比固定增益更激进，仅用于显示和目标识别，绝不能用于定量。

AGC 窗长一般取目标回波持续长度的 2~3 倍；固定增益的 p 调到深部看得见、但噪声还没明显冒出来就行。