[發(fā)明專利]一種雙頻復(fù)合天線探地雷達(dá)

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201410137086.2
• 申請(qǐng)日: 2014-04-04
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN103941296B
• 公開(kāi)（公告）日: 2018-11-09
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 付成群;王勇;王春和;郭杰;余勤;付稱心;方濤;覃昕垚;謝力軍
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 中國(guó)人民解放軍理工大學(xué)
• 主分類號(hào): G01V3/12
• 分類號(hào): G01V3/12
• 代理公司: 北京市振邦律師事務(wù)所 11389
• 代理人: 李朝輝

本發(fā)明雙頻復(fù)合天線探地雷達(dá)包括雙頻復(fù)合天線系統(tǒng)和雙通道雷達(dá)主機(jī)，雙頻復(fù)合天線系統(tǒng)和雙通道雷達(dá)主機(jī)通過(guò)綜合電纜連接通信，雙通道雷達(dá)主機(jī)裝有系統(tǒng)軟件，雙頻復(fù)合天線系統(tǒng)包括高頻天線和低頻天線，高、低頻天線在雙通道雷達(dá)主機(jī)中分別對(duì)應(yīng)一通道，高、低頻天線在雙通道雷達(dá)主機(jī)中對(duì)應(yīng)的兩個(gè)通道電路共地；兩天線在各自電路上進(jìn)行屏蔽處理，雙通道雷達(dá)主機(jī)包括雙通道主機(jī)的時(shí)序控制模塊、步進(jìn)邏輯模塊、延時(shí)邏輯及自檢功能模塊、觸發(fā)脈沖整形模塊及通道切換開(kāi)關(guān)。系統(tǒng)軟件包括文件管理、參數(shù)設(shè)置、預(yù)處理、數(shù)據(jù)處理、數(shù)據(jù)分析與解釋及幫助。本發(fā)明解決了探地雷達(dá)在工程實(shí)踐中探測(cè)深度和分辨率之間的矛盾，提高了探地雷達(dá)的探測(cè)質(zhì)量和作業(yè)效率。

技術(shù)領(lǐng)域：

本發(fā)明涉及一種雙頻復(fù)合天線探地雷達(dá)。

背景技術(shù)：

探地雷達(dá)(Ground-penetrating radar,簡(jiǎn)稱GPR)，是利用超高頻脈沖電磁波探測(cè)地下目標(biāo)的一種地球物理勘探方法，該方法是一種用于確定地下介質(zhì)分布的電磁技術(shù)，在水文、環(huán)境、采礦和國(guó)防工程領(lǐng)域已得到廣泛應(yīng)用，其應(yīng)用范圍仍在不斷擴(kuò)大。

探地雷達(dá)作為一種非破壞性探測(cè)手段，正被廣泛應(yīng)用于空洞、管道及地雷等地下目標(biāo)的探測(cè)。在探測(cè)地下目標(biāo)時(shí)，會(huì)遇到需要同時(shí)兼顧探測(cè)深度與目標(biāo)分辨率的情況。選用中心頻率較小的天線時(shí)，探測(cè)的深度較深，但其分辨率較低；選用中心頻率較大的天線時(shí)，其分辨率較高，但其探測(cè)的深度較淺。

因此，確有必要對(duì)現(xiàn)有技術(shù)進(jìn)行改進(jìn)以解決現(xiàn)有技術(shù)之不足。

發(fā)明內(nèi)容：

本發(fā)明的目的是為了解決探地雷達(dá)在探測(cè)地下目標(biāo)時(shí)，經(jīng)常會(huì)遇到探測(cè)深度與目標(biāo)分辨率之間的矛盾，提供了一種雙頻復(fù)合天線探地雷達(dá)，克服了地質(zhì)探測(cè)時(shí)不能同時(shí)兼顧探測(cè)深度與目標(biāo)分辨率的問(wèn)題。

本發(fā)明采用如下技術(shù)方案：一種雙頻復(fù)合天線探地雷達(dá)，其包括雙頻復(fù)合天線系統(tǒng)、雙通道雷達(dá)主機(jī)、通信連接所述雙頻復(fù)合天線系統(tǒng)和雙通道雷達(dá)主機(jī)的綜合電纜及裝設(shè)于所述雙通道雷達(dá)主機(jī)中的系統(tǒng)軟件，

所述雙頻復(fù)合天線系統(tǒng)包括高頻天線和低頻天線，所述高、低頻天線在雙通道雷達(dá)主機(jī)中分別對(duì)應(yīng)一個(gè)通道；

所述雙通道雷達(dá)主機(jī)包括上位機(jī)和下位機(jī)，所述上位機(jī)包括數(shù)字信號(hào)處理控制單元、數(shù)據(jù)存儲(chǔ)單元、圖像處理單元和顯示單元，所述下位機(jī)包括時(shí)基控制模塊、通道切換開(kāi)關(guān)、第一通道電路和第二通道電路，所述通道切換開(kāi)關(guān)在數(shù)字信號(hào)處理控制單元發(fā)出的通道切換信號(hào)的控制下切換第一、二通道電路的工作，所述時(shí)基控制模塊基于時(shí)間上的分時(shí)工作機(jī)理來(lái)實(shí)現(xiàn)，由主時(shí)鐘分頻實(shí)現(xiàn)兩個(gè)通道發(fā)射頻率的最小公倍頻率作為基頻時(shí)鐘，由所述最小公倍頻率產(chǎn)生第一通道控制脈沖，由所述最小公倍頻率取反產(chǎn)生第二通道控制脈沖，在第一和二通道控制脈沖的高電平時(shí)間內(nèi)產(chǎn)生初始的觸發(fā)信號(hào)，所述第一、二通道電路的原理相同，第一、二通道電路中任一電路包括步進(jìn)邏輯控制模塊、延時(shí)邏輯及自檢功能模塊、發(fā)射觸發(fā)脈沖整形模塊和接收觸發(fā)脈沖整形模塊，所述兩個(gè)通道的步進(jìn)邏輯控制模塊分別對(duì)應(yīng)控制高、低頻天線，所述兩個(gè)通道的步進(jìn)邏輯控制模塊分別為各自通道提供天線的發(fā)射觸發(fā)信號(hào)和接收觸發(fā)信號(hào)，并且在時(shí)序控制上，在時(shí)基控制模塊的控制下，兩個(gè)步進(jìn)邏輯控制模塊采用分時(shí)工作的模式，在通道切換信號(hào)的控制下，產(chǎn)生觸發(fā)兩個(gè)天線工作的兩組互不干擾的發(fā)射觸發(fā)和接收觸發(fā)信號(hào)；

所述高、低頻天線接收機(jī)的信號(hào)經(jīng)過(guò)解碼得到的數(shù)據(jù)傳給數(shù)字信號(hào)處理控制單元；數(shù)字信號(hào)處理控制單元控制數(shù)據(jù)存儲(chǔ)單元存儲(chǔ)數(shù)據(jù)，圖像處理單元把來(lái)自數(shù)字信號(hào)處理控制單元的數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換成顯示單元所需的圖像信號(hào)，傳給顯示單元。

所述步進(jìn)邏輯模塊的控制部分包括復(fù)雜可編程邏輯器件，所述復(fù)雜可編程邏輯器件通過(guò)接收數(shù)字信號(hào)處理控制單元發(fā)送的參數(shù)命令，完成步進(jìn)邏輯控制信號(hào)的輸出，所述主時(shí)鐘分頻為復(fù)雜可編程邏輯器件提供時(shí)鐘信號(hào)，主時(shí)鐘分頻輸出的時(shí)鐘信號(hào)經(jīng)過(guò)電平轉(zhuǎn)換電路得到時(shí)鐘電平；