探地雷达双频天线

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探地雷达双频天线\n技术领域\n[0001] 本发明属于探地雷达低频天线技术领域，特别涉及一种用于探地雷达的双频组合天线，实现了雷达探测的双频功能。\n背景技术\n[0002] 探地雷达(GPR)是一种快速、高效、无损探测的物探方法。探地雷达利用一个发射天线发射高频电磁波，而另一个天线接收来自地下目标介质界面的反射波，然后对获取得数据进行分析处理，进而得到地下目标的分布状态。其中，雷达天线是探地雷达系统中最为关键的部件，天线的性能在很大程度上影响探地雷达的性能及目标探测的深度和探测精度。当前探地雷达天线以单频天线为主，其发射能量有限，大多数探测距离仅20米，难于满足更大距离范围内精细探测需求；带宽有限，因此信号分辨能力较差；单频天线受探测周边环境的干扰较大，因此具有相对较低的信噪比。\n[0003] 为了在增大探测深度的同时提高探测精度，需要开发新型的可以发射两种频率的探地雷达天线。双频天线通过两个低频信号叠加优势可以增大探测的深度，以满足探测深度要求，同时两个异频信号的使用又具有信息量互补以及可增大天线带宽的特点，从而可有效提高探测目标体的分辨能力。\n发明内容\n[0004] 本发明的任务是，提供一种探地雷达双频天线，实现雷达探测的双频功能。\n[0005] 根据本发明，所述任务通过以下方式解决：\n[0006] 1. 本发明涉及一种用于探地雷达的双频天线，所述双频天线具有一个馈电电路（1）、两个天线元件（2和3）以及一个屏蔽外壳（4），所述天线元件（2和3）分别通过一个输送线路（5a和6a）与所述馈电线路（1）连接，所述天线元件分别通过一个导线线路（7a、7b和8a、\n8b）与所述屏蔽外壳（4）连接，并且所述双频天线具有进行平衡-不平衡转换的电子元件（9和10）和进行阻抗匹配的电阻元件（11a、11b、12a、12b、13a、13b、14a、14b），其特征在于，所述电子元件（9和10）仅分别设置在所述输送电路（5a和6a）中，所述电阻元件（11a、11b、12a、\n12b、13a、13b、14a、14b）仅分别设置在所述导线电路（7a、7b和8a、8b）中；\n[0007] 2. 根据权利要求1所述的双频天线，两个天线元件（2）和（3）在同一张覆铜板上，屏蔽外壳（4）为一面开口的中空长方体，天线元件（2）和（3）所在的覆铜板放置在屏蔽外壳的开口面，并与屏蔽外壳（4）组成一个闭合中空长方体；\n[0008] 3. 根据权利要求1所述的双频天线，所述的天线元件（2）通过导线线路（7a）和（7b）与屏蔽外壳（4）连接，所述的天线元件（3）通过导线线路（8a）和（8b）与屏蔽外壳（4）连接；\n[0009] 4. 根据权利要求1所述的双频天线，馈电电路（1）输出两条输送线路（5a）和（6a），其中（5a）与天线元件（2）连接，（6a）与天线元件（3）连接，输送线路（5a和6a）均从屏蔽外壳（4）开口面相对的一面穿出并与外部电路连接；\n[0010] 5. 根据权利要求1所述的双频天线，所述的电子元件（9）设置在输送电路（5a）的临接天线元件（2）的端部处，所述的电子元件（10）设置在输送电路（6a）的临接天线元件（3）的端部处；\n[0011] 6. 根据权利要求1所述的双频天线，所述的电子元件（9）设置在输送电路（5a）的临接天线元件（2）的端部处，所述的电子元件（10）设置在输送电路（6a）的临接天线元件（3）的端部处；\n[0012] 7. 根据权利要求1所述的双频天线，电阻元件（11a）和（11b）并行设置在导线线路（7a）的临接天线元件（2）的端部处，电阻元件（12a）和（12b）并行设置在导线线路（7b）的临接天线元件（2）的端部处；\n[0013] 8. 根据权利要求1所述的双频天线，电阻元件（13a）和（13b）并行设置在导线线路（8a）的临接天线元件（3）的端部处，电阻元件（14a）和（14b）并行设置在导线线路（8b）的临接天线元件（3）的端部处。\n附图说明\n[0014] 图1：根据本发明的一个实施方式的探地雷达双频天线。\n[0015] 图2：馈电电路（1）的实施例。\n[0016] 图3至4：天线元件（2）与屏蔽外壳（4）的连接实施方式。\n[0017] 图5至6：天线元件（3）与屏蔽外壳（4）的连接实施方式。\n具体实施方式\n[0018] 下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步详细描述：\n[0019] 如图1所示，为本发明的一种探地雷达双频天线，包括一个馈电电路（1）、两个天线元件（2和3）以及一个屏蔽外壳（4）。两个天线元件（2）和（3）在同一张覆铜板上，其尺寸大小为840mm*420mm，屏蔽外壳（4）为一面开口的中空长方体，其尺寸大小为840mm*420mm*\n120mm。天线元件（2）和（3）分别通过一个铜质导线线路（7a、7b和8a、8b）与屏蔽外壳（4）连接，共同构成一个闭合中空长方体。\n[0020] 如图1和图2所示，双频天线元件（2和3）分别通过一个输送线路（5a和6a）与馈电线路（1）连接，输送线路（5a）为天线元件（2）提供馈电信号，输送线路（6a）为天线元件（3）提供馈电信号。因馈电信号是一个单极脉冲信号，需要经过平衡-不平衡转换后输给天线元件，所以在两个输送线路（5a和6a）中还分别设置了两个平衡-不平衡转换的电子元件（9和10），且（9和10）位于临接天线元件的端部处。输送线路（5a和6a）均从屏蔽外壳（4）开口面相对的一面穿出并与外部电路连接。\n[0021] 如图3至图6所示，8个电阻元件（11a、11b、12a、12b、13a、13b、14a、14b）被设置在导线电路（7a、7b和8a、8b）中，其目的是为了实现天线的阻抗匹配，其中（11a、11b）与（12a、\n12b）分别并行设置在天线元件（2）的两端，并分别与（7a、7b）连接；（13a、13b）与（14a、14b）分别并行设置在天线元件（3）的两端，并分别与（8a、8b）连接。\n[0022] 按照上述方法进行组装完成后，在馈电电路（1）加载信号，双频天线即可进行工作。