[发明专利]可调节螺旋探地雷达天线

说明书

本发明公开一种可调节螺旋探地雷达天线，包括上端板和下端板，所述上端板和下端板之间设置有伸缩杆和折叠结构，所述伸缩杆穿过折叠结构连接上端板和下端板，所述折叠结构螺旋缠绕天线。本发明可折叠结构中的圆管状折叠结构形式，可以实现不同工况下，探地雷达天线的探测频带宽度的可调节，满足更多种工况的需求。

技术领域

本发明涉及雷达天线，具体涉及一种可调节螺旋探地雷达天线。

背景技术

近年来，隧道取得了长足的进步和发展，然而由于隧道是修建在地下岩土介质中的半隐蔽工程，而且我国隧道是在不同时期、不同地质条件和不同技术水平下修建的，经过多年的运营，许多隧道已出现多种病害。其中，隧道衬砌背后空洞是最为常见的隧道病害之一。隧道衬砌背后空洞有可能是在施工过程中形成的，也有可能是在运营过程中形成的。衬砌背后一旦产生空洞，会使衬砌结构的受力状态发生变化，在局部地区产生应力集中等现象，另外由于空洞的存在，衬砌与围岩丧失接触，围岩内部产生应力重分布，部分围岩也可能由于受力超过自身的承载能力而发生破坏，跌落到衬砌结构上，从而导致结构的损伤或者破坏。

探地雷达使用脉冲电磁波进行浅层地质勘探，探地雷达的基本理论电磁理论的完善使得探地雷达在交通、考古、军事、岩土勘察、无损检测等众多领域得到应用，具有高分辨率、高效率、实时、无损检测的优点。由于隧道的半隐蔽特性，人工进行隧道衬砌空洞检测费时费力，而探地雷达可有效解决这一问题。探地雷达的天线是探地雷达系统研制的关键部件之一，天线的性能将直接影响整个雷达系统的探测分辨率、定位精度以及目标识别水平等各个方面。由于雷达体制和工作区域的不同，探地雷达天线除了要求具有宽带特性之外，对辐射波形保真度、辐射波尾拖尾、天线方向性和辐射有效区域、收发天线隔离度以及受工作环境影响等方面也提出了一定的要求，因此探底雷达天线的设计比一般的超宽带天线要复杂、困难的多。

螺旋天线具有良好的定向性、宽频带、高增益等特性，目前已是探地雷达天线中常用的雷达天线形式之一。单臂螺旋探地雷达天线是螺旋天线的一种最基本的形式，而影响单臂螺旋天线性能的主要影响因素有螺旋天线的圈数、节距、频率、螺旋导体的直径等，当圈数给定时，由波束宽度、增益、阻抗和轴比的性态确定其可用的频带宽度。传统的单臂螺旋探地雷达天线的圈数、节距、螺旋导体的直径参数固定，因此其可用的频带宽度相对固定。而在探地雷达实际的检测过程中，不同的隧道的地质条件、现场状况等均有所不同，针对不同的探测条件下的频带宽度要求会有差异，传统固定的单臂螺旋探地雷达天线无法满足变频带宽度的要求。

发明内容

发明目的：本发明的目的是提供一种可调节螺旋探地雷达天线，解决现有螺旋天线可用频带宽度固定，不能满足需求的问题。

技术方案：本发明所述的可调节螺旋探地雷达天线，包括上端板和下端板，所述上端板和下端板之间设置有伸缩杆和折叠结构，所述伸缩杆穿过折叠结构连接上端板和下端板，所述折叠结构螺旋缠绕天线。

所述折叠结构包括多层折叠单元，每层折叠单元由平行四边形板折叠而成，所述平行四边形板上设置有与竖边和横边平行的若干峰线折痕，所述平行四边形板上设置有与对角线平行的若干条谷线折痕，所述平行四边形板沿峰线折痕向外折叠及沿谷线折痕向内折叠。

所述折叠结构为管状折叠结构。

所述平行四边形板上通过与竖边平行的峰线折痕分成宽度相同的四列，所述天线设置在与竖边或峰线折痕重叠的位置上。

所述平行四边形板上通过与横边平行的峰线折痕分成高度相同的多行。

所述伸缩杆与上端板通过可转动连接装置连接。

所述可转动连接装置包括焊接于伸缩杆上部的圆板和焊接于上端板的圆筒，所述圆筒上端设置有开有通孔的封板，所述伸缩杆穿过封板通过圆板安装在圆筒内。

有益效果：本发明可折叠结构中的圆管状折叠结构形式，可以实现不同工况下，探地雷达天线的探测频带宽度的可调节，满足更多种工况的需求。