[實用新型]一種新型探地雷達超寬帶天線

有效

• 申請號: 201922364686.3
• 申請日: 2019-12-25
• 公開（公告）號: CN211295372U
• 公開（公告）日: 2020-08-18
• 發明（設計）人: 戚友琴;孫毅;張飛;雍定超;蔣國平;黃一津
• 申請（專利權）人: 南京維覺科技有限公司
• 主分類號: H01Q1/36
• 分類號: H01Q1/36;H01Q1/50;H01Q1/38
• 代理公司: 南京禹為知識產權代理事務所(特殊普通合伙) 32272
• 代理人: 吳肖敏

本實用新型公開了一種新型探地雷達超寬帶天線，包括，背腔，包括腔體、吸波腔和吸波涂層，所述吸波腔設置于所述腔體內部，所述吸波涂層設置于所述腔體內壁；所述天線臂設置于所述腔體側面外；所述天線臂包括左臂和右臂，所述左臂和所述右臂軸對稱；本實用新型將天線臂尖端改為圓角，增加橢圓弧，并利用鐵氧體吸波，增加了天線輻射效率，減少腔體高度。

技術領域

本實用新型涉及探地雷達天線技術領域，尤其是一種新型探地雷達超寬帶天線。

背景技術

雷達一開始被發明主要用于探測和定位空氣中的物體，并經過幾十年的發展，對空雷達的技術已日趨成熟。近些年隨著雷達技術的發展，雷達已被應用到探測地面以下的多種物體，如隧道、礦井、考古、公路等場合的應用，并且因無損探測的優勢，探地雷達已受到越來越多的關注。超寬帶天線是探地雷達系統主要部件之一，主要作用是實現信號的輻射和接收，因此作為系統的最前端，天線性能決定了探地雷達系統的性能。

探地雷達通常需要一對天線分別用于發射和接受電磁波，基于探地雷達的體制多為超寬帶體制，因此用于探地雷達的天線多為超寬帶天線。目前用于探地雷達的超寬帶天線形式主要有TEM喇叭天線和平面蝶形天線兩種形式。TEM喇叭天線擁有喇叭天線的各種優勢，帶寬大，駐波好，但三維尺寸限制了其應用，而平面蝶形天線因其加工簡單、制造成本低等優勢得到了越來越多的關注和研究，并且成為目前探地雷達天線的主要形式之一。

蝶形天線作為雙錐天線的一種變形，具有大的阻抗帶寬和較好的方向性的特點。蝶形天線設計過程中可以看到，在天線臂末端處，低頻段信號時電流大量匯集于此，產生回波信號，惡化天線的駐波，因此嚴重影響了天線的阻抗帶寬。為了解決這個問題，不同的設計者通過不同加載的方式實現設計目標。總體而言，加載方式主要可以分為兩種，即集總加載方式和結構加載方式。集總加載方式主要在天線臂末端或者在天線臂的臂中加載數個集總元件，如電阻等，實現在需要的阻抗帶寬內有好的駐波特性，但這種方式因其加載的集總元件是耗能元件，故對天線的效率有一定影響。另一種方式是結構加載，主要是對天線臂的形狀作一定的改變或在天線面一定距離處加入導電平板實現天線駐波的優化。本發明提出了一種改進的平面蝶形天線結構，通過傳統蝶形天線的截斷和天線臂末端橢圓形結構加載的形式，實現天線阻抗帶寬的展寬和駐波的優化。在探地雷達實際使用過程中，考慮到天線背向的輻射或接收信號是無效的，且某些頻段的使用時，天線背向輻射和接收的電磁波會與空間電磁波相互干擾，甚至造成信號的失真，因此在天線背向加載一金屬腔體是必要的，這也是當前探地雷達天線的通用性做法。傳統吸波材料填充腔體的探地雷達天線因泡沫吸波材料在低頻段時需要大的縱向尺寸，腔體的高度隨之也增加，并且因為多層吸波材料相當于多層電阻式加載，天線的輻射效率較低，增益不太理想。

實用新型內容

本部分的目的在于概述本實用新型的實施例的一些方面以及簡要介紹一些較佳實施例，在本部分以及本申請的說明書摘要和實用新型名稱中可能會做些簡化或省略以避免使本部分、說明書摘要和實用新型名稱的目的模糊，而這種簡化或省略不能用于限制本實用新型的范圍。

鑒于上述和/或現有技術中所存在的問題，提出了本實用新型。

因此，本實用新型所要解決的技術問題是傳統天線臂的結構和吸波材料使得天線的輻射效率低的問題。

為解決上述技術問題，本實用新型提供如下技術方案：一種新型探地雷達超寬帶天線，包括，背腔，包括腔體、吸波腔和吸波涂層，所述吸波腔設置于所述腔體內部，所述吸波涂層設置于所述腔體內壁；天線臂，所述天線臂設置于所述腔體側面外；所述天線臂包括左臂和右臂，所述左臂和所述右臂軸對稱。

作為本實用新型所述新型探地雷達超寬帶天線的一種優選方案，其中：所述腔體包括介質板、第一對邊、第二對邊和底板；所述腔體的一對相對側面為所述第一對邊，與所述第一對邊垂直的一對相對側面為所述第二對邊，所述介質板設置于所述腔體頂部，所述底板與所述介質板相對；所述天線臂設置于所述介質板上，所述吸波涂層設置于所述第一對邊內壁。