[發明專利]雷達組件

在審

• 申請號: 201710531297.8
• 申請日: 2017-07-03
• 公開（公告）號: CN107589405A
• 公開（公告）日: 2018-01-16
• 發明（設計）人: 斯特凡努斯·約翰內斯·瑙特;保盧斯·占克博思·范·德·墨威;沃納·斯泰恩;查爾溫那·巴德
• 申請（專利權）人: 瑞泰克雷達系統（私人）有限公司
• 主分類號: G01S7/28
• 分類號: G01S7/28
• 代理公司: 北京清亦華知識產權代理事務所(普通合伙)11201
• 代理人: 宋融冰

技術領域

本發明涉及一種雷達組件，具體而言，涉及一種用于探地雷達系統的雷達組件。

背景技術

這種探地雷達(GPR)的一個應用是作為淺地層分析器用于諸如金礦井或鉑礦井等礦井的地下使用。

GRP通過驅動天線的發射機向地面或巖石介質內發射電磁波的方式檢測地面內或巖石內隱藏的物體。然后其通過用于向接收器提供電信號的天線收集在雷達方向上由地下物體反射回來的波。該接收器放大、處理并采樣該電信號。

利用數字信號處理器對該采樣信號進行數字化處理，以檢測、識別并分類反射的物體。

很多GPR使用獨立的發射天線元件和接收天線元件，但利用相同的天線來發射且接收信號的雷達也是常見的。

為了保證有效輻射到地面或巖石介質中并且使地表上的輻射最小化，要求天線元件靠近或接觸地面或巖石。雖然喇叭天線已被用于探地雷達，但優選的天線元件是蝴蝶結偶極天線。

在現有的GPR中，通常使用的布置是將天線元件安裝到直接放置在地面或巖石表面上的厚橡膠墊上。這樣的天線組件可以有幾公斤重。然后該天線組件被沿著表面拖動，以對被調查的位置進行線性掃描。橡膠墊起到了兩個作用，即在保護天線元件的同時，橡膠相對高的介電常數提高了地面或巖石中的輻射效率。

然而，在天線組件和地面或巖石表面之間具有相當可觀的摩擦力，拖著天線穿過表面需要費很大的努力。

利用獨立的發射天線和接收天線，橡膠墊將通常呈現為方形以容納兩個天線，因此與僅具有一個天線元件的雷達的尺寸相比，其具有很大的覆蓋區。大的覆蓋區增大了天線和粗糙表面之間能夠實現的間距，從而降低了在巖石內的輻射效率。

特別在深礦井中的地下應用中，由于礦井的有限的界限，操作者不得不在巖石表面上跪著移動，因此對于操作者而言，拖動重型雷達天線穿過礦井頂板是非常困難且耗費體力的。操作者必須施加相當大的力，不僅要支撐雷達，而且要保持雷達與巖石表面接觸。天線組件和礦井表面之間不斷的摩擦也可以引起橡膠表面的明顯磨損，尤其在不平坦的巖石表面上。在對記錄數據進行后續處理的情況下，天線的位置也必須是已知的，從而可以以固定的距離進行測量。為此，在進行掃描前，通常須在頂板表面上標記網格。

當第一名操作者拖動天線穿過礦井頂板表面時，可以要求第二名操作者告訴他何時進行測量。

一種可選的布置是將天線安裝到低的輪式手推車上。這樣的布置不是很適合如鉑礦井和金礦井中經常遇到的粗糙表面，也不適合架空使用。

顯然需要一種輕量的天線裝置，適于利用最少的體力掃描頭頂上空不平坦的巖石表面。

本發明提供了一種解決這個問題的雷達組件。

發明內容

根據一個示例性實施例，本發明提供一種雷達組件，包括：

中空鼓筒；

天線保持結構，所述天線保持結構位于所述中空鼓筒的內部，使得所述中空鼓筒能夠繞著所述天線保持結構旋轉；

天線，所述天線連接到所述天線保持結構并且位于所述中空鼓筒內部，使得所述中空鼓筒能夠繞著所述天線旋轉；

基架，所述天線保持結構連接到所述基架并且所述中空鼓筒通過至少一根軸連接到所述基架上，使得所述中空鼓筒能夠繞著所述天線保持結構旋轉，同時所述天線保持結構和所述天線保持靜止；以及

手柄，所述手柄連接到所述基架，使得在使用時，用戶可以引導所述天線朝向感興趣的待輻射表面，然后可以將所述中空鼓筒滾過所述表面，同時保持所述天線在用戶選擇的取向上。

用于所述天線的匹配段元件也可以連接到所述天線保持結構。

優選地，包括雷達電子器件的印刷電路板也位于在所述中空鼓筒內部，從而所述中空鼓筒能夠繞著所述印刷電路板旋轉。

在一個示例中，所述中空鼓筒覆蓋有橡膠。

優選地，所述天線保持結構通過懸架連接到所述基架。

優選地，用于所述雷達的開關控制器安裝在所述手柄的底端或所述手柄的底端的附近，所述開關控制器定位在該位置便于用戶能夠開啟或關閉所述雷達。

附圖說明

圖1是根據本發明的雷達組件；

圖2是圖1中天線組件的分解圖；

圖3示出了完整的天線組件；

圖4示出了雷達組件的分解圖；

圖5示出了雷達組件的局部剖視圖；

圖6示出了完整的雷達組件；

圖7示出了通過兩個懸掛框架安裝到基架上的雷達組件；以及

圖8示出了天線的剖視圖，其中示出了基本部件。

具體實施方式