[發明專利]全極化探地雷達陣列天線

無效

• 申請號: 201010281572.3
• 申請日: 2010-09-15
• 公開（公告）號: CN101976767A
• 公開（公告）日: 2011-02-16
• 發明（設計）人: 馮晅;梁文婧;鄒立龍;劉財
• 申請（專利權）人: 吉林大學
• 主分類號: H01Q21/24
• 分類號: H01Q21/24
• 代理公司: 長春吉大專利代理有限責任公司 22201
• 代理人: 王立文

技術領域：

本發明涉及一種地球物理探測裝置中的接收發天線，尤其是探地雷達全極化陣列式接收發天線。

背景技術：

探地雷達的歷史最早可追溯到20世紀初，由于地下介質有比空氣強得多的電磁衰減，加之地下情況復雜，起初探地雷達發展很慢。隨著電子技術的發展和現代數據處理技術的廣泛應用，使得探地雷達得到了長足進展。探地雷達具有對探測對象不造成任何損傷、抗干擾能力強、測量結果直觀準確和高效率等優點。探地雷達中用到的天線大多為單一的收發天線結構。近些年來隨著科學技術的發展，全極化探地雷達得到了發展。全極化探地雷達采用不同的天線耦合方式來接收地質體的各種極化信息，能獲取共極化信息和交叉極化的信息。

探地雷達天線的功能是發射電磁脈沖信號和接收來自下方的回波信號，天線是探地雷達系統的重要組成部分之一。探地雷達信號的發射和接收都是通過探地雷達天線來實現的，天線的性能直接影響探測效果；天線的形狀、結構、重量等在很大程度上影響到探地雷達的實用性和適用范圍。進入我國市場的探地雷達主要有美國地球物理探測設備公司的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雜，元部件為一體化，故障率較高的缺點。

現有的探地雷達天線有CN1976118公開了一種“艇式探地雷達天線”由一小型快艇式水上工作平臺和安裝在該工作平臺上的探地雷達天線構成；室內安裝有兩副相同的領結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，該天線適用于探測水下目標，主要是用于探測潛艇或魚雷。CN2258622公開了一種“一體化水陸兩用探地雷達天線”它由線路板插盒、主體板、前后、左右側擋板、拖繩或拖桿相互連接構成，關鍵是將面板、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電阻并聯排列成扇形而構成，其連接關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連接。

現有的陣列式天線多應用于探空雷達或者通信領域，CN1507673公開了一種“雙頻帶雙極化天線陣列”和CN1476654公開了一種“雙極化天線陣列”都是應用于通信領域的。

全極化探地雷達是一個全新的領域，維瓦爾迪(Vivaldi)天線具有很好的寬帶性能和較高的主頻，很適合全極化測量，國內對維瓦爾迪天線的仿真設計很多，多偏重數值模擬。CN201017991公開了一種“3.1～10.6GHz?Vivaldi超寬帶天線”是對維瓦爾迪(Vivaldi)天線的一種優化設計。上述的各種天線由于其極化方式單一，所獲信息遠不能滿足地質體探測的需要。

發明內容：

本發明的目的就是針對上述現有技術的不足，提供一種適用于探地雷達的全極化探地雷達陣列天線。

本發明的目的是通過以下技術方案實現的：

全極化探地雷達陣列天線，是由三個以上乃至n個維瓦爾迪天線構成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，相鄰兩個互相垂直的維瓦爾迪天線通過鉸鏈5連接構成。

本發明的目的還可以通過以下技術方案實現：

T字形陣列天線是由一個以上共極化維瓦爾迪天線1與兩個以上交叉極化維瓦爾迪天線3相互垂直構成，或由一個以上交叉極化維瓦爾迪天線3與兩個以上共極化維瓦爾迪天線1相互垂直，通過鉸鏈5固定構成。

十字形陣列天線是由兩個以上共極化維瓦爾迪天線1與兩個以上交叉極化維瓦爾迪天線3相互垂直，通過鉸鏈5將四個相互垂直的維瓦爾迪天線相交點固定構成。

矩形陣列天線，是由兩個以上乃至n個交叉極化維瓦爾迪天線3與兩個以上乃至n個共極化維瓦爾迪天線1相互垂直，或由兩個以上乃至n個共極化維瓦爾迪天線1與兩個以上乃至n個交叉極化維瓦爾迪天線3相互垂直，在T字形連接點或十字形連接點通過鉸鏈5將二個、三個或四個相互垂直的維瓦爾迪天線相交點固定構成。

所述的鉸鏈5連接是通過塑料拐角片或一字型塑料片將兩個以上乃至n個天線夾住，用塑料螺絲固定。

每個維瓦爾迪天線饋電點(Feeding?Point)處均裝有電子開關，通過導線和多端口機電同軸開關與探地雷達連接，維瓦爾迪天線饋電點連接到探地雷達發射端的就為發射天線，連接到探地雷達接收端的就為接收天線。