[發(fā)明專利]一種用于鉆孔雷達定向探測的天線裝置及其三維探測方法

在審

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• 申請日: 2022-12-09
• 公開（公告）號: CN115863957A
• 公開（公告）日: 2023-03-28
• 發(fā)明（設計）人: 劉春林;徐明江;楊學順;胡賀松;唐孟雄
• 申請（專利權(quán)）人: 廣州市建筑科學研究院集團有限公司;廣州建筑股份有限公司;廣州建設工程質(zhì)量安全檢測中心有限公司
• 主分類號: H01Q1/22
• 分類號: H01Q1/22;H01Q3/02;H01Q1/52;H01Q1/42;H01Q21/00;G01S7/03;G01S7/02;G01S13/88
• 代理公司: 深圳國海智峰知識產(chǎn)權(quán)代理事務所(普通合伙) 44489
• 代理人: 王慶海;王璇

本發(fā)明涉及一種用于鉆孔雷達定向探測的天線裝置及其三維探測方法，該裝置包括：微型電機、轉(zhuǎn)軸、外殼屏蔽罩、外殼透射罩、四通道旋轉(zhuǎn)接頭、旋轉(zhuǎn)角度傳感器、接收換能器、發(fā)射換能器、內(nèi)殼屏蔽罩、內(nèi)殼透射窗和電子指南針；該微型電機的輸出軸與該轉(zhuǎn)軸連接，轉(zhuǎn)軸、四通道旋轉(zhuǎn)接頭、旋轉(zhuǎn)角度傳感器、內(nèi)殼屏蔽罩與電子指南針依次同軸連接，接收換能器和發(fā)射換能器設置在該內(nèi)殼屏蔽罩內(nèi)部；內(nèi)殼透射窗設置在內(nèi)殼屏蔽罩的側(cè)壁上。外殼屏蔽罩設置在微型電機、轉(zhuǎn)軸、四通道旋轉(zhuǎn)接頭和旋轉(zhuǎn)角度傳感器的外部，外殼透射罩設置在內(nèi)殼屏蔽罩和電子指南針的外部。能夠?qū)崿F(xiàn)精細化的雷達信號發(fā)射與接收，解決傳統(tǒng)二維雷達天線電磁波不定向探測的技術(shù)弊端。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及地下工程物理探測技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種用于鉆孔雷達定向探測的天線裝置及其三維探測方法。

背景技術(shù)

城鎮(zhèn)化水平的不斷提高使得大量土地資源被占用。為提高土地資源利用率，地下空間開發(fā)利用項目逐漸增多。地下工程屬于隱蔽工程，施工建造前通常需進行地質(zhì)調(diào)查或病害探測，以保證新建上部結(jié)構(gòu)的使用安全。鉆孔雷達探測是一種較為有效、便捷的普查性物理探測技術(shù)，首先在目標場地預先鉆孔和下放雷達天線，然后通過天線收發(fā)雷達信號并探測和分析鉆孔周圍地質(zhì)情況，一般可用于探測鉆孔周圍溶土洞、巖土異常體、地層斷裂帶、地下管線結(jié)構(gòu)等異常體。

目前，鉆孔雷達使用的是一種徑向發(fā)射和接收的天線，只能粗略探明異常體在鉆孔周圍的大概區(qū)域，無法對探測異常體的具體方位進行精確定位，以致難以采取針對性工程后處理措施。例如，在某鉆孔深度位置探測到溶洞構(gòu)造，然而溶洞具體在鉆孔的左方、右方、前方或后方位置均不能確定，所以探測出溶洞也無法及時處理。

因此，本領(lǐng)域技術(shù)人員亟需研發(fā)一種新的中繼器連接方式設置方法來解決上述的技術(shù)問題。

發(fā)明內(nèi)容

為了解決上述的技術(shù)問題，本發(fā)明提供一種用于鉆孔雷達定向探測的天線裝置及其三維探測方法。

根據(jù)本發(fā)明公開實施例的第一方面，提供一種用于鉆孔雷達定向探測的天線裝置，所述裝置包括：

微型電機1、轉(zhuǎn)軸2、外殼屏蔽罩3、外殼透射罩4、四通道旋轉(zhuǎn)接頭5、旋轉(zhuǎn)角度傳感器6、接收換能器7、發(fā)射換能器8、內(nèi)殼屏蔽罩9、內(nèi)殼透射窗10和電子指南針11；

所述微型電機1的輸出軸與所述轉(zhuǎn)軸2連接，所述轉(zhuǎn)軸2、四通道旋轉(zhuǎn)接頭5、旋轉(zhuǎn)角度傳感器6、內(nèi)殼屏蔽罩9與所述電子指南針11依次同軸連接，所述接收換能器7和發(fā)射換能器8設置在所述內(nèi)殼屏蔽罩9內(nèi)部，以使所述轉(zhuǎn)軸2、四通道旋轉(zhuǎn)接頭5、旋轉(zhuǎn)角度傳感器6、接收換能器7、發(fā)射換能器8、內(nèi)殼屏蔽罩9與所述電子指南針11跟隨所述微型電機1的輸出軸同步轉(zhuǎn)動；

所述內(nèi)殼透射窗10設置在所述內(nèi)殼屏蔽罩9的側(cè)壁上；

所述外殼屏蔽罩3設置在所述微型電機1、轉(zhuǎn)軸2、四通道旋轉(zhuǎn)接頭5和旋轉(zhuǎn)角度傳感器6的外部，所述外殼透射罩4設置在所述內(nèi)殼屏蔽罩9和電子指南針11的外部，所述外殼屏蔽罩3和外殼透射罩4共同構(gòu)成所述天線裝置的外殼。

可選的，所述內(nèi)殼透射窗10包括第一內(nèi)殼透射窗和第二內(nèi)殼透射窗；

所述接收換能器7位于所述發(fā)射換能器8的上方，所述第一內(nèi)殼透射窗位于所述第二內(nèi)殼透射窗的上方；

所述第一內(nèi)殼透射窗與所述接收換能器7相對應，用于限制所述接收換能器7接收電磁波信號的方向；

所述第二內(nèi)殼透射窗與所述發(fā)射換能器8相對應，用于限制所述發(fā)射換能器8發(fā)射電磁波信號的方向。

可選的，所述天線裝置還包括：牽引線12和電動滑輪機構(gòu)13；

所述微型電機1通過所述牽引線12與所述滑輪機構(gòu)13連接，以保證所述微型電機1的通電運行以及所述天線裝置與所述滑輪機構(gòu)13之間的傳輸數(shù)據(jù)。