[發明專利]一種地質雷達

有效

• 申請號: 201110061873.X
• 申請日: 2011-03-15
• 公開（公告）號: CN102901962A
• 公開（公告）日: 2013-01-30
• 發明（設計）人: 劉若鵬;許毓欽;徐冠雄;季春霖;張洋洋
• 申請（專利權）人: 深圳光啟高等理工研究院;深圳光啟創新技術有限公司
• 主分類號: G01S13/88
• 分類號: G01S13/88;G01S7/28;G01V3/12
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

【技術領域】

本發明涉及一種雷達，特別是涉及一種地質雷達。?

【背景技術】

隨著微電子技術的迅速發展，現在的探地雷達設備早已由龐大、笨重的結構改進為現場適用的輕便工具。目前，已推出的商用探地雷達有：美國地球物理探測設備公司(GSSI)的SIR系列，微波聯合公司(M/A-Com，Inc.)的Terrascan?MK系列，日本應用地質株式會社(0Y0公司)的GEORADAR系列，加拿大探頭及軟件公司(SSI)的PulseEKKO系列，瑞典地質公司(SGAB)的RAMAC鉆孔雷達系統等。這些商用的探地雷達所使用的中心工作頻率在10～1000MHz范圍，時窗在O～20000ns。據報道，根據不同的地質條件，地面系列的探測深度約在30～50m，分辨率可達數厘米，深度符合率小于±5cm。探測的分辨率問題，是指對多個目的體的區分或小目的體的識別能力。概括地說，這個問題決定于脈沖的寬度，即與脈沖頻帶的設計有關。頻帶越寬，時域脈沖越窄，它在射線方向上的時域空間分辨能力就越強，或可近似地認為深度方向的分辨率高。分辨率問題，尚應包含水平空間方向上的區分性概念。這個分辨能力，在很大程度上決定于介質的吸收特性。介質吸收越強，目的體中心部位與、邊緣部位的?反射能量相對差別也越大，水平方向的分辨能力相對也就較強。分辨率還與地下各個方向上脈沖波的能量分布情況，即天線的方向圖有關。然而現有技術中的地質雷達在水平方向的分辨能力相對有限，使得地質雷達的工作效率低下，不利于大范圍的地質探測。而且，現有技術中的地質雷達，存在由于地下反射雷達波較弱而未能接收到反射雷達波，致使探測結果不準確的缺點。?

【發明內容】

為解決上述問題，本發明提供一種地質雷達，其包括：處理器，用于控制所述地質雷達工作；雷達發射機，與處理器連接，用于發射雷達波；發射天線，與雷達發射機連接，用于發射雷達波；接收天線，用于接收經反射的雷達波；以及，雷達接收機，與接收天線連接，用于對接收天線接收的雷達波進行處理，其中，地質雷達還包括波束偏折器，用于將發射天線發射的雷達波分成多束子雷達波。?

在本發明的一種優選實施方式中，地質雷達還包括波束匯聚器，用于將經反射的雷達波匯聚指向接收天線。?

在本發明的一種優選實施方式中，波束匯聚器為超材料波束匯聚器。?

在本發明的一種優選實施方式中，超材料波束匯聚器包括基板以及附著在所述基板上的多個人造微結構，基板的等效折射率在第一方向上相同，在第二方向上由基板的兩側向基板的中間逐漸變大。?

在本發明的一種優選實施方式中，波束偏折器為超材料波束偏折器。?

在本發明的一種優選實施方式中，超材料波束偏折器包括基板以及附著在所述基板上的多個人造微結構，且基板的等效折射率在第一方向上相同，在第二方向上由基板的中間向基板的兩側逐漸變小。?

本發明的地質雷達，由于采用了波束偏折器，使得由發射天線發射的雷達波分裂成多個子雷達波，進而使得多個子雷達波向更大的范圍發射，進而使得該地質雷達能夠在水平方向上探測更大范圍內的地質情況。根據本發明的地質雷達還采用了波束匯聚器，其可用于匯聚從地下返回的子雷達波，進而使得接收天線能夠獲得更多的雷達波，以便更精確地獲知地下情況。?

【附圖說明】

圖1是本發明的地質雷達100的結構圖；?

圖2是根據本發明的波束偏折器140的結構圖，以及波束經過其后的傳播情況；以及?

圖3是根據本發明的波束匯聚器150的結構圖，以及波束經過其后的傳播情況。?

圖4示出了波束通過根據圖2中所示的超材料波束偏折器140后波束的傳播情況；?

圖5示出了根據本發明的波束匯聚器150的具體結構；?

圖6示出了根據本發明的波束匯聚器150的另一種具體結構；?

圖7示出了波束通過根據圖5中所示的超材料波束匯聚器150后波束的傳播情況；?

圖8示出了多個人造微結構220的具體結構；?

圖9示出了人造微結構220的其他的幾何形狀。?

【具體實施方式】

下面結合附圖和實施例對本發明進行詳細說明。?