[实用新型]一种新型探地雷达超宽带天线

说明书

本实用新型公开了一种新型探地雷达超宽带天线，包括，背腔，包括腔体、吸波腔和吸波涂层，所述吸波腔设置于所述腔体内部，所述吸波涂层设置于所述腔体内壁；所述天线臂设置于所述腔体侧面外；所述天线臂包括左臂和右臂，所述左臂和所述右臂轴对称；本实用新型将天线臂尖端改为圆角，增加椭圆弧，并利用铁氧体吸波，增加了天线辐射效率，减少腔体高度。

技术领域

本实用新型涉及探地雷达天线技术领域，尤其是一种新型探地雷达超宽带天线。

背景技术

雷达一开始被发明主要用于探测和定位空气中的物体，并经过几十年的发展，对空雷达的技术已日趋成熟。近些年随着雷达技术的发展，雷达已被应用到探测地面以下的多种物体，如隧道、矿井、考古、公路等场合的应用，并且因无损探测的优势，探地雷达已受到越来越多的关注。超宽带天线是探地雷达系统主要部件之一，主要作用是实现信号的辐射和接收，因此作为系统的最前端，天线性能决定了探地雷达系统的性能。

探地雷达通常需要一对天线分别用于发射和接受电磁波，基于探地雷达的体制多为超宽带体制，因此用于探地雷达的天线多为超宽带天线。目前用于探地雷达的超宽带天线形式主要有TEM喇叭天线和平面蝶形天线两种形式。TEM喇叭天线拥有喇叭天线的各种优势，带宽大，驻波好，但三维尺寸限制了其应用，而平面蝶形天线因其加工简单、制造成本低等优势得到了越来越多的关注和研究，并且成为目前探地雷达天线的主要形式之一。

蝶形天线作为双锥天线的一种变形，具有大的阻抗带宽和较好的方向性的特点。蝶形天线设计过程中可以看到，在天线臂末端处，低频段信号时电流大量汇集于此，产生回波信号，恶化天线的驻波，因此严重影响了天线的阻抗带宽。为了解决这个问题，不同的设计者通过不同加载的方式实现设计目标。总体而言，加载方式主要可以分为两种，即集总加载方式和结构加载方式。集总加载方式主要在天线臂末端或者在天线臂的臂中加载数个集总元件，如电阻等，实现在需要的阻抗带宽内有好的驻波特性，但这种方式因其加载的集总元件是耗能元件，故对天线的效率有一定影响。另一种方式是结构加载，主要是对天线臂的形状作一定的改变或在天线面一定距离处加入导电平板实现天线驻波的优化。本发明提出了一种改进的平面蝶形天线结构，通过传统蝶形天线的截断和天线臂末端椭圆形结构加载的形式，实现天线阻抗带宽的展宽和驻波的优化。在探地雷达实际使用过程中，考虑到天线背向的辐射或接收信号是无效的，且某些频段的使用时，天线背向辐射和接收的电磁波会与空间电磁波相互干扰，甚至造成信号的失真，因此在天线背向加载一金属腔体是必要的，这也是当前探地雷达天线的通用性做法。传统吸波材料填充腔体的探地雷达天线因泡沫吸波材料在低频段时需要大的纵向尺寸，腔体的高度随之也增加，并且因为多层吸波材料相当于多层电阻式加载，天线的辐射效率较低，增益不太理想。

实用新型内容

本部分的目的在于概述本实用新型的实施例的一些方面以及简要介绍一些较佳实施例，在本部分以及本申请的说明书摘要和实用新型名称中可能会做些简化或省略以避免使本部分、说明书摘要和实用新型名称的目的模糊，而这种简化或省略不能用于限制本实用新型的范围。

鉴于上述和/或现有技术中所存在的问题，提出了本实用新型。

因此，本实用新型所要解决的技术问题是传统天线臂的结构和吸波材料使得天线的辐射效率低的问题。

为解决上述技术问题，本实用新型提供如下技术方案：一种新型探地雷达超宽带天线，包括，背腔，包括腔体、吸波腔和吸波涂层，所述吸波腔设置于所述腔体内部，所述吸波涂层设置于所述腔体内壁；天线臂，所述天线臂设置于所述腔体侧面外；所述天线臂包括左臂和右臂，所述左臂和所述右臂轴对称。

作为本实用新型所述新型探地雷达超宽带天线的一种优选方案，其中：所述腔体包括介质板、第一对边、第二对边和底板；所述腔体的一对相对侧面为所述第一对边，与所述第一对边垂直的一对相对侧面为所述第二对边，所述介质板设置于所述腔体顶部，所述底板与所述介质板相对；所述天线臂设置于所述介质板上，所述吸波涂层设置于所述第一对边内壁。