探地雷達(dá)雙頻天線的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明涉及一種用于探地雷達(dá)的雙頻天線，所述雙頻天線具有一個(gè)饋電電路（1）、兩個(gè)天線元件（2和3）以及一個(gè)屏蔽外殼（4），所述天線元件（2和3）分別通過(guò)一個(gè)輸送線路（5a和6a）與所述饋電線路（1）連接，所述天線元件分別通過(guò)一個(gè)導(dǎo)線線路（7a、7b和8a、8b）與所述屏蔽外殼（4）連接，并且所述雙頻天線具有進(jìn)行平衡-不平衡轉(zhuǎn)換的電子元件（9和10）和進(jìn)行阻抗匹配的電阻元件（11a、11b、12a、12b、13a、13b、14a、14b），其特征在于，所述電子元件（9和10）僅分別設(shè)置在所述輸送電路（5a和6a）中，所述電阻元件（11a、11b、12a、12b、13a、1312ab、14a、14b）僅分別設(shè)置在所述導(dǎo)線電路（7a、7b和8a、8b）中。
【專利說(shuō)明】探地雷達(dá)雙頻天線

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明屬于探地雷達(dá)低頻天線【技術(shù)領(lǐng)域】，特別涉及一種用于探地雷達(dá)的雙頻組合 天線，實(shí)現(xiàn)了雷達(dá)探測(cè)的雙頻功能。

【背景技術(shù)】
[0002] 探地雷達(dá)（GPR)是一種快速、高效、無(wú)損探測(cè)的物探方法。探地雷達(dá)利用一個(gè)發(fā)射 天線發(fā)射高頻電磁波，而另一個(gè)天線接收來(lái)自地下目標(biāo)介質(zhì)界面的反射波，然后對(duì)獲取得 數(shù)據(jù)進(jìn)行分析處理，進(jìn)而得到地下目標(biāo)的分布狀態(tài)。其中，雷達(dá)天線是探地雷達(dá)系統(tǒng)中最 為關(guān)鍵的部件，天線的性能在很大程度上影響探地雷達(dá)的性能及目標(biāo)探測(cè)的深度和探測(cè)精 度。當(dāng)前探地雷達(dá)天線以單頻天線為主，其發(fā)射能量有限，大多數(shù)探測(cè)距離僅20米，難于滿 足更大距離范圍內(nèi)精細(xì)探測(cè)需求；帶寬有限，因此信號(hào)分辨能力較差；單頻天線受探測(cè)周 邊環(huán)境的干擾較大，因此具有相對(duì)較低的信噪比。
[0003] 為了在增大探測(cè)深度的同時(shí)提高探測(cè)精度，需要開(kāi)發(fā)新型的可以發(fā)射兩種頻率的 探地雷達(dá)天線。雙頻天線通過(guò)兩個(gè)低頻信號(hào)疊加優(yōu)勢(shì)可以增大探測(cè)的深度，以滿足探測(cè)深 度要求，同時(shí)兩個(gè)異頻信號(hào)的使用又具有信息量互補(bǔ)以及可增大天線帶寬的特點(diǎn)，從而可 有效提高探測(cè)目標(biāo)體的分辨能力。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0004] 本發(fā)明的任務(wù)是，提供一種探地雷達(dá)雙頻天線，實(shí)現(xiàn)雷達(dá)探測(cè)的雙頻功能。
[0005] 根據(jù)本發(fā)明，所述任務(wù)通過(guò)以下方式解決： 1. 本發(fā)明涉及一種用于探地雷達(dá)的雙頻天線，所述雙頻天線具有一個(gè)饋電電路（1)、 兩個(gè)天線元件（2和3)以及一個(gè)屏蔽外殼（4)，所述天線元件（2和3)分別通過(guò)一個(gè)輸送線 路（5a和6a)與所述饋電線路（1)連接，所述天線元件分別通過(guò)一個(gè)導(dǎo)線線路（7a、7b和8a、 8b )與所述屏蔽外殼（4 )連接，并且所述雙頻天線具有進(jìn)行平衡-不平衡轉(zhuǎn)換的電子元件（9 和10)和進(jìn)行阻抗匹配的電阻元件（11a、lib、12a、12b、13a、13b、14a、14b)，其特征在于，所 述電子兀件（9和10)僅分別設(shè)置在所述輸送電路（5a和6a)中，所述電阻兀件（11a、lib、 12a、12b、13a、13b、14a、14b)僅分別設(shè)置在所述導(dǎo)線電路（7a、7b和8a、8b)中； 2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的雙頻天線，兩個(gè)天線元件（2)和（3)在同一張覆銅板上，屏蔽 外殼（4)為一面開(kāi)口的中空長(zhǎng)方體，天線元件（2)和（3)所在的覆銅板放置在屏蔽外殼的開(kāi) 口面，并與屏蔽外殼（4)組成一個(gè)閉合中空長(zhǎng)方體； 3. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的雙頻天線，所述的天線元件（2)通過(guò)導(dǎo)線線路（7a)和（7b)與 屏蔽外殼（4)連接，所述的天線元件（3)通過(guò)導(dǎo)線線路（8a)和（8b)與屏蔽外殼（4)連接； 4. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的雙頻天線，饋電電路（1)輸出兩條輸送線路（5a)和（6a)，其 中（5a)與天線元件（2)連接，（6a)與天線元件（3)連接，輸送線路（5a和6a)均從屏蔽外 殼（4)開(kāi)口面相對(duì)的一面穿出并與外部電路連接； 5. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的雙頻天線，所述的電子元件（9)設(shè)置在輸送電路（5a)的臨 接天線元件（2)的端部處，所述的電子元件（10)設(shè)置在輸送電路（6a)的臨接天線元件（3) 的端部處； 6. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的雙頻天線，所述的電子元件（9)設(shè)置在輸送電路（5a)的臨 接天線元件（2)的端部處，所述的電子元件（10)設(shè)置在輸送電路（6a)的臨接天線元件（3) 的端部處； 7. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的雙頻天線，電阻元件（11a)和（lib)并行設(shè)置在導(dǎo)線線路 (7a)的臨接天線元件（2)的端部處，電阻元件（12a)和（12b)并行設(shè)置在導(dǎo)線線路（7b)的 臨接天線元件（2)的端部處； 8. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的雙頻天線，電阻元件（13a)和（13b)并行設(shè)置在導(dǎo)線線路 (8a)的臨接天線元件（3)的端部處，電阻元件（14a)和（14b)并行設(shè)置在導(dǎo)線線路（8b)的 臨接天線元件（3)的端部處。

【專利附圖】

【附圖說(shuō)明】
[0006] 圖1 :根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施方式的探地雷達(dá)雙頻天線。
[0007] 圖2 :饋電電路（1)的實(shí)施例。
[0008] 圖3至4 :天線元件（2)與屏蔽外殼（4)的連接實(shí)施方式。
[0009] 圖5至6 :天線元件（3)與屏蔽外殼（4)的連接實(shí)施方式。

【具體實(shí)施方式】
[0010] 下面結(jié)合附圖和【具體實(shí)施方式】對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步詳細(xì)描述： 如圖1所示，為本發(fā)明的一種探地雷達(dá)雙頻天線，包括一個(gè)饋電電路（1)、兩個(gè)天 線元件（2和3)以及一個(gè)屏蔽外殼（4)。兩個(gè)天線元件（2)和（3)在同一張覆銅板上， 其尺寸大小為840mm*420mm，屏蔽外殼（4)為一面開(kāi)口的中空長(zhǎng)方體，其尺寸大小為 840mm*420mm*120mm。天線元件（2)和（3)分別通過(guò)一個(gè)銅質(zhì)導(dǎo)線線路（7a、7b和8a、8b)與 屏蔽外殼（4)連接，共同構(gòu)成一個(gè)閉合中空長(zhǎng)方體。
[0011] 如圖1和圖2所示，雙頻天線元件（2和3)分別通過(guò)一個(gè)輸送線路（5a和6a)與饋 電線路（1)連接，輸送線路（5a)為天線元件（2)提供饋電信號(hào)，輸送線路（6a)為天線元件 (3) 提供饋電信號(hào)。因饋電信號(hào)是一個(gè)單極脈沖信號(hào)，需要經(jīng)過(guò)平衡-不平衡轉(zhuǎn)換后輸給天 線元件，所以在兩個(gè)輸送線路（5a和6a)中還分別設(shè)置了兩個(gè)平衡-不平衡轉(zhuǎn)換的電子元 件（9和10)，且（9和10)位于臨接天線元件的端部處。輸送線路（5a和6a)均從屏蔽外殼 (4) 開(kāi)口面相對(duì)的一面穿出并與外部電路連接。
[0012] 如圖3至圖6所示，8個(gè)電阻元件（1 la、1 lb、12a、12b、13a、13b、14a、14b)被設(shè)置在 導(dǎo)線電路（7a、7b和8a、8b)中，其目的是為了實(shí)現(xiàn)天線的阻抗匹配，其中（lla、llb)與（12a、 12b)分別并行設(shè)置在天線元件（2)的兩端，并分別與（7a、7b)連接；（13a、13b)與（14a、14b) 分別并行設(shè)置在天線元件（3)的兩端，并分別與（8a、8b)連接。
[0013] 按照上述方法進(jìn)行組裝完成后，在饋電電路（1)加載信號(hào)，雙頻天線即可進(jìn)行工 作。
【權(quán)利要求】
1. 本發(fā)明涉及一種用于探地雷達(dá)的雙頻天線，所述雙頻天線具有一個(gè)饋電電路（1)、 兩個(gè)天線元件（2和3)以及一個(gè)屏蔽外殼（4)，所述天線元件（2和3)分別通過(guò)一個(gè)輸送線 路（5a和6a)與所述饋電線路（1)連接，所述天線元件分別通過(guò)一個(gè)導(dǎo)線線路（7a、7b和8a、 8b)與所述屏蔽外殼（4)連接，并且所述雙頻天線具有進(jìn)行平衡-不平衡轉(zhuǎn)換的電子元件（9 和10)和進(jìn)行阻抗匹配的電阻元件（11a、lib、12a、12b、13a、13b、14a、14b)，其特征在于，所 述電子兀件（9和10)僅分別設(shè)置在所述輸送電路（5a和6a)中，所述電阻兀件（11a、lib、 12a、12b、13a、13b、14a、14b)僅分別設(shè)置在所述導(dǎo)線電路（7a、7b和8a、8b)中。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的雙頻天線，兩個(gè)天線元件（2)和（3)在同一張覆銅板上，屏蔽 外殼（4)為一面開(kāi)口的中空長(zhǎng)方體，天線元件（2)和（3)所在的覆銅板放置在屏蔽外殼的開(kāi) 口面，并與屏蔽外殼（4)組成一個(gè)閉合中空長(zhǎng)方體。
3. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的雙頻天線，所述的天線元件（2)通過(guò)導(dǎo)線線路（7a)和（7b)與 屏蔽外殼（4)連接，所述的天線元件（3)通過(guò)導(dǎo)線線路（8a)和（8b)與屏蔽外殼（4)連接。
4. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的雙頻天線，饋電電路（1)輸出兩條輸送線路（5a)和（6a)，其 中（5a)與天線元件（2)連接，（6a)與天線元件（3)連接，輸送線路（5a和6a)均從屏蔽外 殼（4)開(kāi)口面相對(duì)的一面穿出并與外部電路連接。
5. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的雙頻天線，所述的電子元件（9)設(shè)置在輸送電路（5a)的臨接 天線元件（2)的端部處，所述的電子元件（10)設(shè)置在輸送電路（6a)的臨接天線元件（3)的 端部處。
6. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的雙頻天線，所述的電子元件（9)設(shè)置在輸送電路（5a)的臨接 天線元件（2)的端部處，所述的電子元件（10)設(shè)置在輸送電路（6a)的臨接天線元件（3)的 端部處。
7. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的雙頻天線，電阻元件（11a)和（lib)并行設(shè)置在導(dǎo)線線路 (7a)的臨接天線元件（2)的端部處，電阻元件（12a)和（12b)并行設(shè)置在導(dǎo)線線路（7b)的 臨接天線元件（2)的端部處。
8. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的雙頻天線，電阻元件（13a)和（13b)并行設(shè)置在導(dǎo)線線路 (8a)的臨接天線元件（3)的端部處，電阻元件（14a)和（14b)并行設(shè)置在導(dǎo)線線路（8b)的 臨接天線元件（3)的端部處。
【文檔編號(hào)】G01V3/12GK104092021SQ201410365984
【公開(kāi)日】2014年10月8日 申請(qǐng)日期:2014年7月30日 優(yōu)先權(quán)日:2014年7月30日
【發(fā)明者】許獻(xiàn)磊, 楊峰, 杜翠, 喬旭 申請(qǐng)人:中國(guó)礦業(yè)大學(xué)(北京)