專(zhuān)利名稱(chēng)：全極化探地雷達(dá)陣列天線的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種地球物理探測(cè)裝置中的接收發(fā)天線，尤其是探地雷達(dá)全極化陣列 式接收發(fā)天線。
背景技術(shù)：
探地雷達(dá)的歷史最早可追溯到20世紀(jì)初，由于地下介質(zhì)有比空氣強(qiáng)得多的電磁 衰減，加之地下情況復(fù)雜，起初探地雷達(dá)發(fā)展很慢。隨著電子技術(shù)的發(fā)展和現(xiàn)代數(shù)據(jù)處理技 術(shù)的廣泛應(yīng)用，使得探地雷達(dá)得到了長(zhǎng)足進(jìn)展。探地雷達(dá)具有對(duì)探測(cè)對(duì)象不造成任何損傷、 抗干擾能力強(qiáng)、測(cè)量結(jié)果直觀準(zhǔn)確和高效率等優(yōu)點(diǎn)。探地雷達(dá)中用到的天線大多為單一的 收發(fā)天線結(jié)構(gòu)。近些年來(lái)隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，全極化探地雷達(dá)得到了發(fā)展。全極化探地 雷達(dá)采用不同的天線耦合方式來(lái)接收地質(zhì)體的各種極化信息，能獲取共極化信息和交叉極 化的信息。探地雷達(dá)天線的功能是發(fā)射電磁脈沖信號(hào)和接收來(lái)自下方的回波信號(hào)，天線是探 地雷達(dá)系統(tǒng)的重要組成部分之一。探地雷達(dá)信號(hào)的發(fā)射和接收都是通過(guò)探地雷達(dá)天線來(lái)實(shí) 現(xiàn)的，天線的性能直接影響探測(cè)效果；天線的形狀、結(jié)構(gòu)、重量等在很大程度上影響到探地 雷達(dá)的實(shí)用性和適用范圍。進(jìn)入我國(guó)市場(chǎng)的探地雷達(dá)主要有美國(guó)地球物理探測(cè)設(shè)備公司的 SIR系列，加拿大探頭及軟件公司的PulseEKKO系列，日本OYO公司的YL系列，其中SIR系 列和YL系列的探地雷達(dá)天線外形為箱體式；Pulse EKKO系列的高頻天線系列的外形也為 箱體式；而其低頻天線的外形微薄板式，上述天線都存在天線制造工藝復(fù)雜，元部件為一體 化，故障率較高的缺點(diǎn)?，F(xiàn)有的探地雷達(dá)天線有CN1976118公開(kāi)了一種“艇式探地雷達(dá)天線”由一小型快 艇式水上工作平臺(tái)和安裝在該工作平臺(tái)上的探地雷達(dá)天線構(gòu)成；室內(nèi)安裝有兩副相同的領(lǐng) 結(jié)式輻射體及其屏蔽裝置，天線室上面的蓋板形成工作人員的工作臺(tái)，該天線適用于探測(cè) 水下目標(biāo)，主要是用于探測(cè)潛艇或魚(yú)雷。CN2258622公開(kāi)了一種“一體化水陸兩用探地雷達(dá) 天線”它由線路板插盒、主體板、前后、左右側(cè)擋板、拖繩或拖桿相互連接構(gòu)成，關(guān)鍵是將面 板、屏蔽板、中間隔板、扇形天線電路板、底板、滑條等固接成主體板，天線電路板由金屬箔 與電阻按逐排遞增一個(gè)電阻并聯(lián)排列成扇形而構(gòu)成，其連接關(guān)系為線路板插盒與主體板固 接，前后左右擋板與主體板為可拆卸活動(dòng)連接?，F(xiàn)有的陣列式天線多應(yīng)用于探空雷達(dá)或者通信領(lǐng)域，CN1507673公開(kāi)了一種“雙頻 帶雙極化天線陣列”和CN1476654公開(kāi)了一種“雙極化天線陣列”都是應(yīng)用于通信領(lǐng)域的。全極化探地雷達(dá)是一個(gè)全新的領(lǐng)域，維瓦爾迪(Vivaldi)天線具有很好的寬帶 性能和較高的主頻，很適合全極化測(cè)量，國(guó)內(nèi)對(duì)維瓦爾迪天線的仿真設(shè)計(jì)很多，多偏重?cái)?shù) 值模擬。CN201017991公開(kāi)了一種“3. 1 10.6GHz Vivaldi超寬帶天線”是對(duì)維瓦爾迪 (Vivaldi)天線的一種優(yōu)化設(shè)計(jì)。上述的各種天線由于其極化方式單一，所獲信息遠(yuǎn)不能滿 足地質(zhì)體探測(cè)的需要。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的就是針對(duì)上述現(xiàn)有技術(shù)的不足，提供一種適用于探地雷達(dá)的全極化 探地雷達(dá)陣列天線。本發(fā)明的目的是通過(guò)以下技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)的全極化探地雷達(dá)陣列天線，是由三個(gè)以上乃至η個(gè)維瓦爾迪天線構(gòu)成T字形、十字 形或矩形陣列天線，共極化維瓦爾迪天線與交叉極化維瓦爾迪天線相互垂直，相鄰兩個(gè)互 相垂直的維瓦爾迪天線通過(guò)鉸鏈5連接構(gòu)成。本發(fā)明的目的還可以通過(guò)以下技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)T字形陣列天線是由一個(gè)以上共極化維瓦爾迪天線1與兩個(gè)以上交叉極化維瓦爾 迪天線3相互垂直構(gòu)成，或由一個(gè)以上交叉極化維瓦爾迪天線3與兩個(gè)以上共極化維瓦爾 迪天線1相互垂直，通過(guò)鉸鏈5固定構(gòu)成。十字形陣列天線是由兩個(gè)以上共極化維瓦爾迪天線1與兩個(gè)以上交叉極化維瓦 爾迪天線3相互垂直，通過(guò)鉸鏈5將四個(gè)相互垂直的維瓦爾迪天線相交點(diǎn)固定構(gòu)成。矩形陣列天線，是由兩個(gè)以上乃至η個(gè)交叉極化維瓦爾迪天線3與兩個(gè)以上乃至η 個(gè)共極化維瓦爾迪天線1相互垂直，或由兩個(gè)以上乃至η個(gè)共極化維瓦爾迪天線1與兩個(gè) 以上乃至η個(gè)交叉極化維瓦爾迪天線3相互垂直，在T字形連接點(diǎn)或十字形連接點(diǎn)通過(guò)鉸 鏈5將二個(gè)、三個(gè)或四個(gè)相互垂直的維瓦爾迪天線相交點(diǎn)固定構(gòu)成。所述的鉸鏈5連接是通過(guò)塑料拐角片或一字型塑料片將兩個(gè)以上乃至η個(gè)天線夾 住，用塑料螺絲固定。每個(gè)維瓦爾迪天線饋電點(diǎn)(Feeding Point)處均裝有電子開(kāi)關(guān)，通過(guò)導(dǎo)線和多端 口機(jī)電同軸開(kāi)關(guān)與探地雷達(dá)連接，維瓦爾迪天線饋電點(diǎn)連接到探地雷達(dá)發(fā)射端的就為發(fā)射 天線，連接到探地雷達(dá)接收端的就為接收天線。有益效果全極化探地雷達(dá)天線陣列主要以頻率范圍在300KHZ-8. 5GHz的 vivaldi天線為基礎(chǔ)，對(duì)vivaldi天線進(jìn)行重新的組合設(shè)計(jì)，應(yīng)用本發(fā)明進(jìn)行探地雷達(dá)對(duì)地 質(zhì)體探測(cè)時(shí)，接收到共極化信息的同時(shí)還可以接收到交叉極化信息，使得該陣列天線可以 發(fā)射和接收一組相互正交的極化波，提高了探測(cè)精度。在實(shí)際應(yīng)用中可以進(jìn)行單炮點(diǎn)或者 多炮點(diǎn)激發(fā)，以滿足不同的探測(cè)需求。


附圖1全極化探地雷達(dá)陣列天線T字形天線陣列附圖2全極化探地雷達(dá)陣列天線十字形天線陣列附圖3全極化探地雷達(dá)陣列天線矩形天線陣列附圖4vivaldi天線照片
具體實(shí)施例方式下面結(jié)合附圖和實(shí)施例做進(jìn)一步的詳細(xì)說(shuō)明全極化探地雷達(dá)陣列天線，是由三個(gè)以上乃至η個(gè)維瓦爾迪天線構(gòu)成T字形、十字 形或矩形陣列天線，共極化維瓦爾迪天線與交叉極化維瓦爾迪天線相互垂直，相鄰兩個(gè)互 相垂直的維瓦爾迪天線通過(guò)鉸鏈5連接構(gòu)成。
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T字形陣列天線是由一個(gè)以上共極化維瓦爾迪天線1與兩個(gè)以上交叉極化維瓦爾 迪天線3相互垂直構(gòu)成，或由一個(gè)以上交叉極化維瓦爾迪天線3與兩個(gè)以上共極化維瓦爾 迪天線1相互垂直，通過(guò)鉸鏈5固定構(gòu)成。十字形陣列天線是由兩個(gè)以上共極化維瓦爾迪天線1與兩個(gè)以上交叉極化維瓦 爾迪天線3相互垂直，通過(guò)鉸鏈5將四個(gè)相互垂直的維瓦爾迪天線相交點(diǎn)固定構(gòu)成。矩形陣列天線，是由兩個(gè)以上乃至η個(gè)交叉極化維瓦爾迪天線3與兩個(gè)以上乃至η 個(gè)共極化維瓦爾迪天線1相互垂直，或由兩個(gè)以上乃至η個(gè)共極化維瓦爾迪天線1與兩個(gè) 以上乃至η個(gè)交叉極化維瓦爾迪天線3相互垂直，在T字形連接點(diǎn)或十字形連接點(diǎn)通過(guò)鉸 鏈5將二個(gè)、三個(gè)或四個(gè)相互垂直的維瓦爾迪天線相交點(diǎn)固定構(gòu)成。所述的鉸鏈5連接是通過(guò)塑料拐角片或一字型塑料片將兩個(gè)以上乃至η個(gè)天線夾 住，用塑料螺絲固定。每個(gè)維瓦爾迪天線饋電點(diǎn)(Feeding Point)處均裝有電子開(kāi)關(guān)，通過(guò)導(dǎo)線和多端 口機(jī)電同軸開(kāi)關(guān)與探地雷達(dá)連接，維瓦爾迪天線饋電點(diǎn)連接到探地雷達(dá)發(fā)射端的就為發(fā)射 天線，連接到探地雷達(dá)接收端的就為接收天線。實(shí)施例1T字形陣列天線是由一個(gè)共極化維瓦爾迪天線1與兩個(gè)交叉極化維瓦爾迪天線3 構(gòu)成；或由一個(gè)交叉極化維瓦爾迪天線3與兩個(gè)共極化維瓦爾迪天線1按圖1排列，通過(guò)拐 角片在相交處用塑料螺絲固定構(gòu)成。每個(gè)維瓦爾迪天線饋電點(diǎn)處均裝有電子開(kāi)關(guān)，通過(guò)導(dǎo) 線和多端口機(jī)電同軸開(kāi)關(guān)與探地雷達(dá)連接，維瓦爾迪天線饋電點(diǎn)連接到探地雷達(dá)發(fā)射端的 就為發(fā)射天線，連接到探地雷達(dá)接收端的就為接收天線。擴(kuò)展T字形陣列天線是由七個(gè)共極化維瓦爾迪天線1與六個(gè)交叉極化維瓦爾迪天 線3構(gòu)成；或由七個(gè)交叉極化維瓦爾迪天線3與六個(gè)共極化維瓦爾迪天線1構(gòu)成，將七個(gè) 交叉極化維瓦爾迪天線3通過(guò)一字型塑料片連接起來(lái)，再將六個(gè)共極化維瓦爾迪天線1分 別放置在七個(gè)交叉極化天線3的六個(gè)連接點(diǎn)處的一側(cè)，與其相互垂直，通過(guò)拐角片在相交 處用塑料螺絲固定構(gòu)成。每個(gè)維瓦爾迪天線饋電點(diǎn)處均裝有電子開(kāi)關(guān)，通過(guò)導(dǎo)線和多端口 機(jī)電同軸開(kāi)關(guān)與探地雷達(dá)連接，維瓦爾迪天線饋電點(diǎn)連接到探地雷達(dá)發(fā)射端的就為發(fā)射天 線，連接到探地雷達(dá)接收端的就為接收天線。實(shí)施例2十字形陣列天線是由兩個(gè)共極化維瓦爾迪天線1與兩個(gè)交叉極化維瓦爾迪天線3 按圖2排列，通過(guò)拐角片在相交處用塑料螺絲固定構(gòu)成。每個(gè)維瓦爾迪天線饋電點(diǎn)處均裝 有電子開(kāi)關(guān)，通過(guò)導(dǎo)線和多端口機(jī)電同軸開(kāi)關(guān)與探地雷達(dá)連接，維瓦爾迪天線饋電點(diǎn)連接 到探地雷達(dá)發(fā)射端的就為發(fā)射天線，連接到探地雷達(dá)接收端的就為接收天線。擴(kuò)展十字形陣列天線可由七個(gè)共極化維瓦爾迪天線1與十二個(gè)交叉極化維瓦爾 迪天線3構(gòu)成；或由七個(gè)交叉極化維瓦爾迪天線3與十二個(gè)共極化維瓦爾迪天線1構(gòu)成，將 七個(gè)交叉極化維瓦爾迪天線3通過(guò)一字形塑料片將其連接起來(lái)，再將十二個(gè)共極化維瓦爾 迪天線1分別放置在七個(gè)交叉極化天線3六個(gè)連接點(diǎn)處的兩側(cè)，與其相互垂直，通過(guò)拐角片 在相交處用塑料螺絲固定構(gòu)成。每個(gè)維瓦爾迪天線饋電點(diǎn)處均裝有電子開(kāi)關(guān)，通過(guò)導(dǎo)線和 多端口機(jī)電同軸開(kāi)關(guān)與探地雷達(dá)連接，維瓦爾迪天線饋電點(diǎn)連接到探地雷達(dá)發(fā)射端的就為 發(fā)射天線，連接到探地雷達(dá)接收端的就為接收天線。
實(shí)施例3矩形陣列天線是由兩個(gè)交叉極化維瓦爾迪天線3與兩個(gè)共極化維瓦爾迪天線1構(gòu) 成，將四個(gè)維瓦爾迪天線在相交處通過(guò)拐角片用塑料螺絲固定構(gòu)成。每個(gè)維瓦爾迪天線饋 電點(diǎn)處均裝有電子開(kāi)關(guān)，通過(guò)導(dǎo)線和多端口機(jī)電同軸開(kāi)關(guān)與探地雷達(dá)連接，維瓦爾迪天線 饋電點(diǎn)連接到探地雷達(dá)發(fā)射端的就為發(fā)射天線，連接到探地雷達(dá)接收端的就為接收天線。擴(kuò)展矩形陣列天線二十四個(gè)共極化維瓦爾迪天線1分成四組，每組六個(gè)，用一字 型塑料片將其連接起來(lái)，按附圖3的排布形式將連接的四組共極化維瓦爾迪天線1平行豎 直排列，組與組之間每個(gè)連接點(diǎn)均通過(guò)與其垂直的交叉極化維瓦爾迪天線3和拐角片在T 字形連接點(diǎn)或十字形連接點(diǎn)用塑料螺絲連接固定構(gòu)成。每個(gè)維瓦爾迪天線饋電點(diǎn)處均裝有 電子開(kāi)關(guān)，通過(guò)導(dǎo)線和多端口機(jī)電同軸開(kāi)關(guān)與探地雷達(dá)連接，維瓦爾迪天線饋電點(diǎn)連接到 探地雷達(dá)發(fā)射端的就為發(fā)射天線，連接到探地雷達(dá)接收端的就為接收天線。
權(quán)利要求
一種全極化探地雷達(dá)陣列天線，其特征在于，是由三個(gè)以上乃至n個(gè)維瓦爾迪天線構(gòu)成T字形、十字形或矩形陣列天線，共極化維瓦爾迪天線(1)與交叉極化維瓦爾迪天線(3)相互垂直，相鄰兩個(gè)互相垂直的維瓦爾迪天線通過(guò)鉸鏈(5)連接構(gòu)成。
2.按照權(quán)利要求1所述的全極化探地雷達(dá)陣列天線，其特征在于，T字形陣列天線是 由兩個(gè)以上乃至η個(gè)共極化維瓦爾迪天線(1)與一個(gè)以上乃至η個(gè)交叉極化維瓦爾迪天線 (3)構(gòu)成，或由兩個(gè)以上乃至η個(gè)交叉極化維瓦爾迪天線(3)與一個(gè)以上乃至η個(gè)共極化維 瓦爾迪天線(1)構(gòu)成，在相交點(diǎn)通過(guò)鉸鏈(5)將維瓦爾迪天線固定構(gòu)成。
3.按照權(quán)利要求1所述的全極化探地雷達(dá)陣列天線，其特征在于，十字形陣列天線是 由兩個(gè)以上乃至η個(gè)共極化維瓦爾迪天線(1)與兩個(gè)以上乃至η個(gè)交叉極化維瓦爾迪天線 (3)構(gòu)成，在相交點(diǎn)通過(guò)鉸鏈(5)將維瓦爾迪天線固定構(gòu)成。
4.按照權(quán)利要求1所述的全極化探地雷達(dá)陣列天線，其特征在于，矩形排列的陣列天 線，是由兩個(gè)以上乃至η個(gè)共極化維瓦爾迪天線(1)與兩個(gè)以上乃至η個(gè)交叉極化維瓦爾 迪天線(3)構(gòu)成，在相交點(diǎn)通過(guò)鉸鏈(5)將維瓦爾迪天線固定構(gòu)成。
5.按照權(quán)利要求1所述的全極化探地雷達(dá)陣列天線，其特征在于，矩形陣列天線，是由 四個(gè)以上乃至η個(gè)交叉極化維瓦爾迪天線(3)與六個(gè)以上乃至η個(gè)共極化維瓦爾迪天線 (1)相互垂直，或由四個(gè)以上乃至η個(gè)共極化維瓦爾迪天線(1)與六個(gè)以上乃至η個(gè)交叉極 化維瓦爾迪天線3相互垂直，在T字形連接點(diǎn)或十字形連接點(diǎn)通過(guò)鉸鏈(5)將二個(gè)、三個(gè)或 四個(gè)相互垂直的維瓦爾迪天線相交點(diǎn)固定構(gòu)成。
6.按照權(quán)利要求1-5所述的全極化探地雷達(dá)陣列天線，其特征在于，所述的鉸鏈(5)連 接是通過(guò)塑料拐角片或一字型塑料片將兩個(gè)以上乃至η個(gè)天線夾住，用塑料螺絲固定。
7.按照權(quán)利要求1所述的全極化探地雷達(dá)陣列天線，其特征在于，每個(gè)維瓦爾迪天線 饋電點(diǎn)處均裝有電子開(kāi)關(guān)，通過(guò)導(dǎo)線和多端口機(jī)電同軸開(kāi)關(guān)與探地雷達(dá)連接，維瓦爾迪天 線饋電點(diǎn)連接到探地雷達(dá)發(fā)射端的就為發(fā)射天線，連接到探地雷達(dá)接收端的就為接收天 線。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種全極化探地雷達(dá)陣列天線。是由三個(gè)以上乃至n個(gè)維瓦爾迪天線構(gòu)成T字形、十字形或矩形陣列天線，共極化維瓦爾迪天線與交叉極化維瓦爾迪天線相互垂直，相鄰兩個(gè)互相垂直的維瓦爾迪天線通過(guò)鉸鏈連接構(gòu)成。每個(gè)維瓦爾迪天線饋電點(diǎn)處均裝有電子開(kāi)關(guān)，通過(guò)導(dǎo)線和多端口機(jī)電同軸開(kāi)關(guān)與探地雷達(dá)連接，維瓦爾迪天線饋電點(diǎn)連接到探地雷達(dá)發(fā)射端的就為發(fā)射天線，連接到探地雷達(dá)接收端的就為接收天線。應(yīng)用本發(fā)明進(jìn)行探地雷達(dá)對(duì)地質(zhì)體探測(cè)時(shí)，接收到共極化信息的同時(shí)還可以接收到交叉極化信息。使得該陣列天線可以發(fā)射和接收一組相互正交的極化波。在實(shí)際應(yīng)用中可以進(jìn)行單炮點(diǎn)或者多炮點(diǎn)激發(fā)，以滿足不同的探測(cè)需求。
文檔編號(hào)H01Q21/24GK101976767SQ20101028157
公開(kāi)日2011年2月16日 申請(qǐng)日期2010年9月15日 優(yōu)先權(quán)日2010年9月15日
發(fā)明者馮晅, 劉財(cái), 梁文婧, 鄒立龍 申請(qǐng)人:吉林大學(xué)