[发明专利]一种自适应单轨多幅探地雷达、控制方法及应用

权利要求书

1.一种自适应单轨多幅探地雷达，其特征在于，所述自适应单轨多幅探地雷达设置有：

阵列天线；

阵列天线包含有多个天线单元并通过馈电网络与所述的切换开关网络相连；

切换开关网络后端与雷达主机相连。

2.如权利要求1所述的自适应单轨多幅探地雷达，其特征在于，所述切换开关网络包含有天线选择单刀多掷切换开关和双刀双掷收发通道选择切换开关。

3.如权利要求2所述的自适应单轨多幅探地雷达，其特征在于，其中两组切换开关使收发单元对在某一瞬时选通上半下阵列的任意单元对。

4.一种如权利要求1～3任意一项所述自适应单轨多幅探地雷达的控制方法，其特征在于，所述控制方法通过开关切换使阵列的任意天线单元对处于发射和接收状态，通过分时数据联合处理实现雷达单轨移动情形下的多幅高精度地质基本参数探测学习和对应的自适应目标探测。

5.如权利要求4所述的控制方法，其特征在于，所述控制方法包括：在某一瞬时发射通道被选中为阵列中间的某一个天线单元，接收单元被选中为接收单元；根据麦克斯韦方程组，电磁波的传播过程幅度和相位参数与收发天线链路中的地质参数大致满足如下关系：

E_TR＝E_oe^-αΔle^-jβΔl；

其中：

其中：

在收发链路给定的情况下，接收信号与发射信号的比值可视为双端口网络的S参数：

其中可视为收发链路基准参数，内含天线的增益及基本收发参数；

下一时刻借助开关将接受信号切换到右边天线，同样获得双端口参数：

此时将和相除获得差分公式：

其中的衰减比例参数为e^-αΔl，相位滞参数后为e^-jβΔl；在Δl_R-Δl_L已知的情形下，就获得对应的衰减因子和相移参数α,β，根据得到ε′,ε″以及介电参数和电导率ε_m,δ：

6.如权利要求4所述的控制方法，其特征在于，所述控制方法包括：在某一瞬时发射通道被选中为中间的一个天线单元，接收通道被选中为左侧的接收通道，当空间一点存在散射体时，从发射到接收到散射体的脉冲将具有明显的时延，时延为Δt；根据电波传播路径知道，此时的目标位置(x,y,z)位于以收、发天线相位中心为双焦点的半椭球形区域上，椭球方程为：

(D_T+D_R)-D_TR＝Δtv_m；

其中：

x_t/r,y_t/r,z_t/r为收发天线的位置坐标：

Δt＝t-D_TR/v_m；

其中为收发间距，v_m＝β/2πf为地层中的电波传播速度；

通过收发单元切换和移动可以对目标进行聚焦和定位。

7.一种如权利要求1～3任意一项所述自适应单轨多幅探地雷达在生命搜救探测中的应用。

8.一种如权利要求1～3任意一项所述自适应单轨多幅探地雷达在扫雷中的应用。

9.一种如权利要求1～3任意一项所述自适应单轨多幅探地雷达在地质勘探中的应用。

10.一种如权利要求1～3任意一项所述自适应单轨多幅探地雷达在地质检测中的应用。