[发明专利]可重构反射型透镜天线、探测方法

说明书

本发明实施例提供一种可重构反射型透镜天线、探测方法，所述可重构反射型透镜天线包括馈源天线、可重构透镜以及与所述可重构透镜电连接的控制器；其中，所述馈源天线用于向所述可重构透镜辐射电磁波；所述可重构透镜用于在所述控制器的控制下，基于探测需求生成多个探测波束。本发明实施例提供的可重构反射型透镜天线主要应用于探地雷达系统，由于在探地雷达系统的天线设计中引入可重构透镜技术，因此能够使得设计出的天线能够利用可重用的软硬件资源，并根据不同探测环境和探测需求，更加灵活地改变所辐射的电磁波束，从而极大地提高了探测精度和效率。

技术领域

本发明实施例涉及地质勘探技术领域，尤其涉及一种可重构反射型透镜天线、探测方法。

背景技术

早期的探地雷达系统多为单一天线的形式，由于单一天线的增益不高且辐射方向固定，因此使得探地雷达系统的探测深度和探测效率较差，为了解决上述问题，多通道探地雷达系统应运而生。多通道探地雷达系统是将多个天线平行放置，多个天线同时向其正下方辐射电磁波束，通过组合多天线的形式来实现阵列探测，这种多通道技术使得一次探测所覆盖的探测面积增加，在一定程度上提高了探地雷达系统的探测效率，但是要求阵列覆盖范围要广，以致于阵列尺寸较大，甚至达到数米宽，同时，其馈电网络也更加复杂，导致成本增加。

发明内容

针对现有技术存在的问题，本发明实施例提供一种可重构反射型透镜天线、探测方法。

第一方面，本发明实施例提供一种可重构反射型透镜天线，所述可重构反射型透镜天线包括馈源天线、可重构透镜以及与所述可重构透镜电连接的控制器；其中，

所述馈源天线用于向所述可重构透镜辐射电磁波；

所述可重构透镜用于在所述控制器的控制下，基于探测需求生成多个探测波束。

在一些实施例中，所述馈源天线为喇叭天线、Vivaldi天线或八木天线。

在一些实施例中，所述可重构透镜包括介质板以及设置在所述介质板上的多个透镜单元，每个所述透镜单元包括第一金属结构、第二金属结构和有源器件，其中，所述第一金属结构和第二金属结构间隔设置且呈对称分布，所述有源器件分别电连接所述第一金属结构和所述第二金属结构。

在一些实施例中，所述介质板采用FR4材料制作而成，所述有源器件为PIN二极管。

在一些实施例中，所述介质板远离多个所述透镜单元的一侧设置有直流馈线，所述直流馈线通过金属柱与所述第一金属结构和/或所述第二金属结构电连接。

在一些实施例中，所述直流馈线的长度为λ/4的奇数倍，其中，λ为所述透镜单元的工作频率对应的波长。

在一些实施例中，所述控制器通过多个偏置电路分别与所述可重构透镜中的多个所述PIN二极管电连接。

在一些实施例中，所述控制器通过调整所述偏置电路的电压控制所述PIN二极管的状态，以调整所述透镜单元的相位，所述透镜单元基于自身的相位，根据探测需求生成对应的探测波束。

在一些实施例中，所述馈源天线与所述可重构透镜之间的距离为所述馈源天线的远场距离的2/3。

第二方面，本发明实施例提供一种基于第一方面所述的可重构反射型透镜天线的探测方法，所述探测方法包括：

所述馈源天线向所述可重构透镜辐射电磁波；

所述控制器控制所述可重构透镜中透镜单元的相位分布，生成多个探测波束。