一种探地雷达超宽带天线的制作方法

本发明属于天线，具体涉及一种探地雷达超宽带天线。

背景技术：

1、探地雷达技术具有无损探测，高效率，高分辨率以及结果直观等优点；探地雷达技术早期主要是用来探测低介电损耗的物质，例如对极地冰层和对煤矿的探测；随着对探地雷达技术及相关设备研究的不断深入，逐渐发展到对高介电损耗物质的探测；例如，对复杂岩层的探测；由于探地雷达技术应用领域的扩展，已经远远超出了“探地”的范畴，在地质勘探、考古、搜救以及军事排查等领域都有广泛应用；到目前为止，探地雷达技术已经成为解决地下探测问题的最优解决方案，获得了各领域专家的关注与研究。

2、而天线作为探地雷达系统中收发信号的关键组成部分，对整个系统的探测性能起到了关键性的作用；一般来说，高频电磁波对应较高的分辨率，但地下探测深度浅；反之，低频电磁波虽然探测分辨率较低，但能获得较大的地下探测深度；因此，探地雷达天线一般工作在较低的频段，且工作频率与所要探测的深度成反比；而在较低的频段下可以通过增大发射信号的带宽来提高探测的分辨率，这样以来，制作一种能够覆盖低频段的超宽带天线就显得极有意义。目前，由于大多数低频超宽带天线的输入阻抗均远远高于50欧姆，这就需要在天线的馈电端设计一个复杂的阻抗变换网络，从而大大增加了天线的制作成本。

技术实现思路

1、本发明的目的是提供一种探地雷达超宽带天线，使得馈电处天线的输入阻抗降低，便于和馈电传输线直接相连，简化了馈电网络的设计。

2、本发明采用以下技术方案：一种探地雷达超宽带天线，包括天线介质板和两个微带贴片，其中：

3、天线介质板，为水平设置的长方形板体，且长边沿左右走向；

4、两个微带贴片，均为半径为r的不完整圆片，其一端为完整半圆，另一端为缺口端，缺口端为馈电端；缺口端为向远离圆心侧凸起的圆弧状，且圆弧的曲率小于不完整圆片形成完整圆片处的弧线；

5、两个微带贴片均叠放于天线介质板的上壁面，左右排布，完整半圆端位于天线介质板的左右两端，缺口端位于靠近天线介质板的垂直于长边的中轴线，且不相贴合，两缺口端间形成馈电缝隙；

6、其中：r为大于0的数。

7、进一步地，该圆弧为半径为r的圆的一段弧线，且1.2r<r<2.5r，其中：r为大于0的数。

8、进一步地，该圆弧的上下段关于通过天线介质板的左右两短边的中线对称。

9、进一步地，该圆弧采用如下方法得到：以其所在的圆与微带贴片同心处为起点，圆弧所在的圆朝向远离微带贴片的圆心处平移距离为d，r-r<d<r-r+1/3r。

10、进一步地，在缺口端：半径为r的半圆的缺失部分占圆片的比例为a，且0<a<0.177。

11、进一步地，该两个微带贴片均不超过其所在端的天线介质板的长边和短边。

12、进一步地，该馈电缝隙的最细处的宽度为3-5mm。

13、本发明的有益效果是：微带贴片采用半径不同的两个圆形相交而得的结构，即微带贴片为不完整圆片，其一端为完整半圆，另一端为缺口端，其缺口端为馈电端，在馈电端贴片的宽度较大，并且变化较为平缓，能够有效地降低馈电端天线的输入阻抗，甚至可以直接与50欧姆的馈电传输线相连，从而地简化了天线的馈电设计，减少了天线的制作成本。

技术特征：

1.一种探地雷达超宽带天线，其特征在于，包括天线介质板(2)和两个微带贴片(1)，其中：

2.如权利要求1所述的一种探地雷达超宽带天线，其特征在于，所述圆弧为半径为r的圆的一段弧线，且1.2r<r<2.5r，其中：r为大于0的数。

3.如权利要求2所述的一种探地雷达超宽带天线，其特征在于，所述圆弧的上下段关于通过天线介质板(2)的左右两短边的中线对称。

4.如权利要求3所述的一种探地雷达超宽带天线，其特征在于，所述圆弧采用如下方法得到：以其所在的圆与微带贴片(1)同心处为起点，圆弧所在的圆朝向远离微带贴片(1)的圆心处平移距离为d，r-r<d<r-r+1/3r。

5.如权利要求4所述的一种探地雷达超宽带天线，其特征在于，在所述缺口端：半径为r的半圆的缺失部分占圆片的比例为a，且0<a<0.177。

6.如权利要求5所述的一种探地雷达超宽带天线，其特征在于，所述两个微带贴片(1)均不超过其所在端的天线介质板(2)的长边和短边。

7.如权利要求6所述的一种探地雷达超宽带天线，其特征在于，所述馈电缝隙(3)的最细处的宽度为3-5mm。

技术总结
本发明公开了一种探地雷达超宽带天线，包括天线介质板和两个微带贴片，其中：天线介质板，为水平设置的长方形板体，长边沿左右走向；两个微带贴片，均为半径为r的不完整圆片，其一端为完整半圆，另一端为缺口端，缺口端为馈电端；缺口端为向远离圆心侧凸起的圆弧状，圆弧的曲率小于不完整圆片形成完整圆片处的弧线；两个微带贴片均叠放于天线介质板的上壁面，左右排布，完整半圆端位于天线介质板的左右两端，缺口端位于靠近天线介质板的垂直于长边的中轴线，且不相贴合，两缺口端间形成馈电缝隙；其中：r为大于0的数。使用该探地雷达超宽带天线，使得馈电处天线的输入阻抗降低，便于和馈电传输线直接相连，简化了馈电网络的设计。

技术研发人员：陈海军,王百泉,王华,林春刚,孙善辉,王光辉,张丹枫,史振狮,李小鹏,闫贺,彭涛,冯囯峰
受保护的技术使用者：中铁隧道局集团有限公司
技术研发日：
技术公布日：2024/1/16