探地雷達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的雙頻天線，所述雙頻天線具有一個饋電電路（1）、兩個天線元件（2和3）以及一個屏蔽外殼（4），所述天線元件（2和3）分別通過一個輸送線路（5a和6a）與所述饋電線路（1）連接，所述天線元件分別通過一個導線線路（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行平衡-不平衡轉換的電子元件（9和10）和進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）僅分別設置在所述導線電路（7a、7b和8a、8b）中。
【專利說明】探地雷達雙頻天線

【技術領域】
[0001] 本發(fā)明屬于探地雷達低頻天線【技術領域】，特別涉及一種用于探地雷達的雙頻組合 天線，實現(xiàn)了雷達探測的雙頻功能。

【背景技術】
[0002] 探地雷達（GPR)是一種快速、高效、無損探測的物探方法。探地雷達利用一個發(fā)射 天線發(fā)射高頻電磁波，而另一個天線接收來自地下目標介質界面的反射波，然后對獲取得 數(shù)據(jù)進行分析處理，進而得到地下目標的分布狀態(tài)。其中，雷達天線是探地雷達系統(tǒng)中最 為關鍵的部件，天線的性能在很大程度上影響探地雷達的性能及目標探測的深度和探測精 度。當前探地雷達天線以單頻天線為主，其發(fā)射能量有限，大多數(shù)探測距離僅20米，難于滿 足更大距離范圍內精細探測需求；帶寬有限，因此信號分辨能力較差；單頻天線受探測周 邊環(huán)境的干擾較大，因此具有相對較低的信噪比。
[0003] 為了在增大探測深度的同時提高探測精度，需要開發(fā)新型的可以發(fā)射兩種頻率的 探地雷達天線。雙頻天線通過兩個低頻信號疊加優(yōu)勢可以增大探測的深度，以滿足探測深 度要求，同時兩個異頻信號的使用又具有信息量互補以及可增大天線帶寬的特點，從而可 有效提高探測目標體的分辨能力。


【發(fā)明內容】

[0004] 本發(fā)明的任務是，提供一種探地雷達雙頻天線，實現(xiàn)雷達探測的雙頻功能。
[0005] 根據(jù)本發(fā)明，所述任務通過以下方式解決： 1. 本發(fā)明涉及一種用于探地雷達的雙頻天線，所述雙頻天線具有一個饋電電路（1)、 兩個天線元件（2和3)以及一個屏蔽外殼（4)，所述天線元件（2和3)分別通過一個輸送線 路（5a和6a)與所述饋電線路（1)連接，所述天線元件分別通過一個導線線路（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行平衡-不平衡轉換的電子元件（9 和10)和進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)僅分別設置在所述導線電路（7a、7b和8a、8b)中； 2. 根據(jù)權利要求1所述的雙頻天線，兩個天線元件（2)和（3)在同一張覆銅板上，屏蔽 外殼（4)為一面開口的中空長方體，天線元件（2)和（3)所在的覆銅板放置在屏蔽外殼的開 口面，并與屏蔽外殼（4)組成一個閉合中空長方體； 3. 根據(jù)權利要求1所述的雙頻天線，所述的天線元件（2)通過導線線路（7a)和（7b)與 屏蔽外殼（4)連接，所述的天線元件（3)通過導線線路（8a)和（8b)與屏蔽外殼（4)連接； 4. 根據(jù)權利要求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)開口面相對的一面穿出并與外部電路連接； 5. 根據(jù)權利要求1所述的雙頻天線，所述的電子元件（9)設置在輸送電路（5a)的臨 接天線元件（2)的端部處，所述的電子元件（10)設置在輸送電路（6a)的臨接天線元件（3) 的端部處； 6. 根據(jù)權利要求1所述的雙頻天線，所述的電子元件（9)設置在輸送電路（5a)的臨 接天線元件（2)的端部處，所述的電子元件（10)設置在輸送電路（6a)的臨接天線元件（3) 的端部處； 7. 根據(jù)權利要求1所述的雙頻天線，電阻元件（11a)和（lib)并行設置在導線線路 (7a)的臨接天線元件（2)的端部處，電阻元件（12a)和（12b)并行設置在導線線路（7b)的 臨接天線元件（2)的端部處； 8. 根據(jù)權利要求1所述的雙頻天線，電阻元件（13a)和（13b)并行設置在導線線路 (8a)的臨接天線元件（3)的端部處，電阻元件（14a)和（14b)并行設置在導線線路（8b)的 臨接天線元件（3)的端部處。

【專利附圖】

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

【具體實施方式】
[0010] 下面結合附圖和【具體實施方式】對本發(fā)明作進一步詳細描述： 如圖1所示，為本發(fā)明的一種探地雷達雙頻天線，包括一個饋電電路（1)、兩個天 線元件（2和3)以及一個屏蔽外殼（4)。兩個天線元件（2)和（3)在同一張覆銅板上， 其尺寸大小為840mm*420mm，屏蔽外殼（4)為一面開口的中空長方體，其尺寸大小為 840mm*420mm*120mm。天線元件（2)和（3)分別通過一個銅質導線線路（7a、7b和8a、8b)與 屏蔽外殼（4)連接，共同構成一個閉合中空長方體。
[0011] 如圖1和圖2所示，雙頻天線元件（2和3)分別通過一個輸送線路（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，輸送線路（6a)為天線元件 (3) 提供饋電信號。因饋電信號是一個單極脈沖信號，需要經(jīng)過平衡-不平衡轉換后輸給天 線元件，所以在兩個輸送線路（5a和6a)中還分別設置了兩個平衡-不平衡轉換的電子元 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) 開口面相對的一面穿出并與外部電路連接。
[0012] 如圖3至圖6所示，8個電阻元件（1 la、1 lb、12a、12b、13a、13b、14a、14b)被設置在 導線電路（7a、7b和8a、8b)中，其目的是為了實現(xiàn)天線的阻抗匹配，其中（lla、llb)與（12a、 12b)分別并行設置在天線元件（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] 按照上述方法進行組裝完成后，在饋電電路（1)加載信號，雙頻天線即可進行工 作。
【權利要求】
1. 本發(fā)明涉及一種用于探地雷達的雙頻天線，所述雙頻天線具有一個饋電電路（1)、 兩個天線元件（2和3)以及一個屏蔽外殼（4)，所述天線元件（2和3)分別通過一個輸送線 路（5a和6a)與所述饋電線路（1)連接，所述天線元件分別通過一個導線線路（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行平衡-不平衡轉換的電子元件（9 和10)和進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)僅分別設置在所述導線電路（7a、7b和8a、8b)中。
2. 根據(jù)權利要求1所述的雙頻天線，兩個天線元件（2)和（3)在同一張覆銅板上，屏蔽 外殼（4)為一面開口的中空長方體，天線元件（2)和（3)所在的覆銅板放置在屏蔽外殼的開 口面，并與屏蔽外殼（4)組成一個閉合中空長方體。
3. 根據(jù)權利要求1所述的雙頻天線，所述的天線元件（2)通過導線線路（7a)和（7b)與 屏蔽外殼（4)連接，所述的天線元件（3)通過導線線路（8a)和（8b)與屏蔽外殼（4)連接。
4. 根據(jù)權利要求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)開口面相對的一面穿出并與外部電路連接。
5. 根據(jù)權利要求1所述的雙頻天線，所述的電子元件（9)設置在輸送電路（5a)的臨接 天線元件（2)的端部處，所述的電子元件（10)設置在輸送電路（6a)的臨接天線元件（3)的 端部處。
6. 根據(jù)權利要求1所述的雙頻天線，所述的電子元件（9)設置在輸送電路（5a)的臨接 天線元件（2)的端部處，所述的電子元件（10)設置在輸送電路（6a)的臨接天線元件（3)的 端部處。
7. 根據(jù)權利要求1所述的雙頻天線，電阻元件（11a)和（lib)并行設置在導線線路 (7a)的臨接天線元件（2)的端部處，電阻元件（12a)和（12b)并行設置在導線線路（7b)的 臨接天線元件（2)的端部處。
8. 根據(jù)權利要求1所述的雙頻天線，電阻元件（13a)和（13b)并行設置在導線線路 (8a)的臨接天線元件（3)的端部處，電阻元件（14a)和（14b)并行設置在導線線路（8b)的 臨接天線元件（3)的端部處。
【文檔編號】G01V3/12GK104092021SQ201410365984
【公開日】2014年10月8日 申請日期:2014年7月30日 優(yōu)先權日:2014年7月30日
【發(fā)明者】許獻磊, 楊峰, 杜翠, 喬旭 申請人:中國礦業(yè)大學(北京)