[發明專利]一種自適應單軌多幅探地雷達、控制方法及應用

在審

• 申請號: 202111040632.7
• 申請日: 2021-09-06
• 公開（公告）號: CN113945923A
• 公開（公告）日: 2022-01-18
• 發明（設計）人: 張照;趙一豪;張鵬飛;吳燕民;葛薇
• 申請（專利權）人: 中國電波傳播研究所（中國電子科技集團公司第二十二研究所）;西安電子科技大學
• 主分類號: G01S13/88
• 分類號: G01S13/88;G01S13/08;G01S7/292
• 代理公司: 西安長和專利代理有限公司 61227
• 代理人: 黃偉洪

1.一種自適應單軌多幅探地雷達，其特征在于，所述自適應單軌多幅探地雷達設置有：

陣列天線；

陣列天線包含有多個天線單元并通過饋電網絡與所述的切換開關網絡相連；

切換開關網絡后端與雷達主機相連。

2.如權利要求1所述的自適應單軌多幅探地雷達，其特征在于，所述切換開關網絡包含有天線選擇單刀多擲切換開關和雙刀雙擲收發通道選擇切換開關。

3.如權利要求2所述的自適應單軌多幅探地雷達，其特征在于，其中兩組切換開關使收發單元對在某一瞬時選通上半下陣列的任意單元對。

4.一種如權利要求1～3任意一項所述自適應單軌多幅探地雷達的控制方法，其特征在于，所述控制方法通過開關切換使陣列的任意天線單元對處于發射和接收狀態，通過分時數據聯合處理實現雷達單軌移動情形下的多幅高精度地質基本參數探測學習和對應的自適應目標探測。

5.如權利要求4所述的控制方法，其特征在于，所述控制方法包括：在某一瞬時發射通道被選中為陣列中間的某一個天線單元，接收單元被選中為接收單元；根據麥克斯韋方程組，電磁波的傳播過程幅度和相位參數與收發天線鏈路中的地質參數大致滿足如下關系：

E_TR＝E_oe^-αΔle^-jβΔl；

其中：

其中：

在收發鏈路給定的情況下，接收信號與發射信號的比值可視為雙端口網絡的S參數：

其中可視為收發鏈路基準參數，內含天線的增益及基本收發參數；

下一時刻借助開關將接受信號切換到右邊天線，同樣獲得雙端口參數：

此時將和相除獲得差分公式：

其中的衰減比例參數為e^-αΔl，相位滯參數后為e^-jβΔl；在Δl_R-Δl_L已知的情形下，就獲得對應的衰減因子和相移參數α,β，根據得到ε′,ε″以及介電參數和電導率ε_m,δ：

6.如權利要求4所述的控制方法，其特征在于，所述控制方法包括：在某一瞬時發射通道被選中為中間的一個天線單元，接收通道被選中為左側的接收通道，當空間一點存在散射體時，從發射到接收到散射體的脈沖將具有明顯的時延，時延為Δt；根據電波傳播路徑知道，此時的目標位置(x,y,z)位于以收、發天線相位中心為雙焦點的半橢球形區域上，橢球方程為：

(D_T+D_R)-D_TR＝Δtv_m；

其中：

x_t/r,y_t/r,z_t/r為收發天線的位置坐標：

Δt＝t-D_TR/v_m；

其中為收發間距，v_m＝β/2πf為地層中的電波傳播速度；

通過收發單元切換和移動可以對目標進行聚焦和定位。

7.一種如權利要求1～3任意一項所述自適應單軌多幅探地雷達在生命搜救探測中的應用。

8.一種如權利要求1～3任意一項所述自適應單軌多幅探地雷達在掃雷中的應用。

9.一種如權利要求1～3任意一項所述自適應單軌多幅探地雷達在地質勘探中的應用。

10.一種如權利要求1～3任意一項所述自適應單軌多幅探地雷達在地質檢測中的應用。