[发明专利]一种新型地下电缆探测雷达

说明书

本发明公开了一种新型地下电缆探测雷达，包括雷达收发天线一体机、信号数据处理主机和射频信号屏蔽电缆；本发明通过天线一体机与数据处理主机通过射频信号屏蔽电缆进行电气连接，该天线一体机可向地下输出具有高保真度、低震荡的电磁脉冲信号，确保了信号的稳定性与可靠性，数据处理主机在接收到地表下返回波后，会实时进行数据预处理，对预处理后的探测数据，通过智能算法，计算得出地下电缆或管线的坐标位置信息、尺寸信息即横向截面与纵向剖面，以及周围环境信息等，最后通过数字成像技术将相关图像呈现在显示屏中，本发明具有体积小巧、定位准确、操作简便等特点。

技术领域

本发明涉及探测雷达技术领域，具体为一种新型地下电缆探测雷达。

背景技术

近年来，随着智能电网的发展，电缆输电已成为配电网中的主要电能传输方式。由于电缆常年埋设于地下，在电网发展与改建的过程中对地下电网改造较大，同时由于早期电缆资料的遗失或未更新，导致在出现电缆故障及日常检修时无法实现对电缆的精确识别与定位，而电缆探地雷达的研发与应用，有望解决这一难题。采用探地雷达解决电缆定位问题与传统地下电缆定位技术相比，主要存在两大优势：无接触非破环、定位精准。当探地雷达向地下发射电磁脉冲信号后，电磁波在地层中传播，若遇到地层中波阻抗差别较大的区域，即该区域内存在不同性质的介质相毗邻时，电磁波就会在不同介质的交界面上发生反射现象，而电磁波的反射波则会被探地雷达的接收天线检测并接收，最后通过分析反射波的频率、幅值等特性，作为判断地下介质类型的依据，从而确定地下被测电缆的具体位置。目前，市面上的探地雷达普遍存在三类问题：收发天线尺寸过大，设备比较笨重，在操作时颇为不便；非专为地下电缆/管线探测使用，往往是作为一机多用而推出，在中心频率选择、天线带宽及信号保真度等指标上存在折中考虑，当作为专业的地下电缆/管线探测天线使用时，雷达系统的探测深度及精度不理想；成像复杂，需要应用人员具备较高的信号处理及相关背景的专业知识，使用前需要较长的培训及上手时间。

发明内容

本发明的目的在于提供一种新型地下电缆探测雷达，以解决上述背景技术中提出的问题。

为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：一种新型地下电缆探测雷达，包括雷达收发天线一体机、信号数据处理主机和射频信号屏蔽电缆，所述雷达收发天线一体机还包括：发射天线、接收天线、内部嵌入多层导电宽带吸波材料、外部金属屏蔽腔以及射频同轴连接器，所述外部金属屏蔽腔内部镶嵌有内部嵌入多层导电宽带吸波材料，所述外部金属屏蔽腔外围通过螺丝固定连接有发射天线和接收天线，所述外部金属屏蔽腔内部通过螺丝固定连接有第一射频同轴连接器，所述信号数据处理主机还包括：射频脉冲信号发射单元、高灵敏度接收单元、数字信号实时采集单元、数据后处理单元、数据存储及导出单元以及第二射频同轴连接器，所述信号数据处理主机内部通过螺丝固定连接有射频脉冲信号发射单元、高灵敏度接收单元、数字信号实时采集单元、数据后处理单元、数据存储及导出单元和第二射频同轴连接器，所述射频信号屏蔽电缆还包括：射频同轴线和射频连接头，所述射频同轴线两端均通过螺丝固定连接有射频连接头，两个所述射频连接头通过螺丝分别与雷达收发天线一体机和信号数据处理主机信号连接。

优选的，所述雷达收发天线一体机内部镶嵌有吸波材料，所述吸波材料具体为多层过渡式的电阻率渐变材料。

优选的，所述雷达收发天线一体机的电磁波全波仿真数据显示为10dB相对宽带大于90％。

优选的，所述信号数据处理主机用于抑制背景噪声。

优选的，所述信号数据处理主机用于数字采样和智能识别算法。

优选的，所述信号数据处理主机用于获取与存储地下电缆的二维平面坐标、垂直深度坐标、水平及纵向坡面尺寸数据。

优选的，所述信号数据处理主机用于将地下电缆的坐标信息、尺寸信息及周围环境信息进行成像。

优选的，所述信号数据处理主机的中心频率为400MHz。

与现有技术相比，本发明的有益效果是：