一种探地雷达超宽带折叠型天线制造技术

本实用新型专利技术涉及天线技术领域，具体是一种探地雷达超宽带折叠型天线，包括：基板，所述基板配置为两具有夹角的绝缘介质板；对称折叠设置在两个所述绝缘介质板上的天线贴片构成天线臂，所述天线臂的末端具有两个截断臂，所述截断臂的末端各设置有输出部分；屏蔽罩，所述屏蔽罩的前端设有V型开口，后端形成背腔；两绝缘介质板安装在V型开口处。有益效果是：通过采用在传统天线两侧截断臂，缩小天线的尺寸，降低天线的最低工作频点，拓宽天线的阻抗带宽，将天线折叠，使天线正面辐射方向图占据主导地位，提高天线的辐射增益；增加了屏蔽罩提高天线的定向增益和抗干扰能力，使天线具有良好的定向性；具有频带宽、方向性好、分辨率高的优点。

【技术实现步骤摘要】
一种探地雷达超宽带折叠型天线
本技术涉及天线
，具体是一种探地雷达超宽带折叠型天线。
技术介绍
随着城市化进程不断加快，人口数量激增，城市地面空间已逐渐无法满足需求。从地下交通建设到地下商场开发，由地面向地下空间拓展已成为了一种必然趋势。然而，盲目开发地下空间将会导致路面塌陷等危险情况。因此，利用物探方法先行探测，识别地下空间分布具有重大现实意义。探地雷达作为一种高效、高分辨率、无损的电磁探测方法，在地球物理领域得到了广泛的应用。从最初测量极地冰层厚度，到现在已被广泛应用在城市地下空间探测，地下管线识别，工程地质勘探，考古，军事等多个领域。探地雷达通过发射天线向地下发射高频电磁波，由于地下介质电性参数的差异，电磁波会在界面处发生反射，利用接收天线接收由地下介质反射的电磁波，通过分析电磁波剖面图可以判断地下介质的分布情况。探地雷达系统一般由发射机、接收机、天线和上位机构成。天线作为发射和接收设备，在整个雷达系统中尤为重要，是直接影响整个探地雷达系统性能的关键技术，设计超宽带天线是一个十分重要的环节；时域探地雷达和频域探地雷达都要求天线具有良好的辐射方向增益和超宽带特性。现有的天线普遍存在频带窄、效率低以及方向性差的缺点。
技术实现思路
本技术的目的在于提供一种探地雷达超宽带折叠型天线，以解决上述
技术介绍
中提出的现有的天线频带窄、效率低以及方向性差的缺点。为实现上述目的，本技术提供如下技术方案：一种探地雷达超宽带折叠型天线，包括：基板，所述基板配置为两具有夹角的绝缘介质板；对称折叠设置在两个所述绝缘介质板上的天线贴片构成天线臂，所述天线臂的末端具有两个截断臂，所述截断臂的末端各设置有输出部分；屏蔽罩，所述屏蔽罩的前端设有V型开口，后端形成背腔；两绝缘介质板安装在V型开口处。作为本技术进一步的方案：两个天线贴片之间留有间隙，所述间隙上安装有与两个天线贴片连接的馈电端口，所述输出部分包括电阻和电阻上分别连接的金属条带，并在截断臂的末端开设圆形槽；在天线臂两侧设置有椭圆臂来增大天线张角。作为本技术再进一步的方案：所述天线臂的长度为L，张角为θ0，满足如下公式：其中，λ为低频截至频率天线对应的波长，Zc为天线特性阻抗。作为本技术再进一步的方案：所述天线臂长L为510至530mm，臂宽W为460至480mm。作为本技术再进一步的方案：所述天线两侧椭圆臂轴比e为0.2至0.4。作为本技术再进一步的方案：所述圆形槽半径R为50至60mm。作为本技术再进一步的方案：所述天线两侧截断臂长cut1为160至180mm。作为本技术再进一步的方案：所述背腔的最低高度为h1，背腔的最大高度为h，其中，h1为30至40mm，h为160至175mm。作为本技术再进一步的方案：所述天线贴片、金属条带和背腔的材料为铜、金、铝或锡。作为本技术再进一步的方案：所述基板的材质为环氧树脂玻璃纤维布层压板；基板的宽度为220至235mm，长度为540至560mm，厚度为1.3至2.0mm。与现有技术相比，本技术的有益效果是：通过采用在传统天线两侧截断臂，缩小天线的尺寸，降低天线的最低工作频点，拓宽天线的阻抗带宽；截臂后天线两侧设置椭圆臂，相当于增大天线张角，有效地扩展了天线的带宽；采用末端电阻加载的方法，吸收天线臂末端反射电流，有效减小了天线末端震荡产生的波形拖尾，提高天线的波形保真度；采用在天线臂末端开槽，改善天线表面电流分布情况，增加电流朝加载电阻位置的聚拢作用，更好吸收末端反射电流；将天线折叠，使天线正面辐射方向图占据主导地位，提高天线的辐射增益；最后，在天线背面增加了金属屏蔽腔提高天线的定向增益和抗干扰能力，使天线具有良好的定向性；本技术天线与现有天线对比有频带宽、方向性好、分辨率高的优点。本文在传统的领结型天线的基础上，采用截臂和椭圆臂结构加载，末端电阻加载并采用开槽，将天线折叠并在其后方加金属屏蔽的方法。结合结构加载、末端加载和屏蔽结构加载实现小型化要求，使天线-10dB下的带宽提高到359MHz，满足超宽带天线标准。本技术折叠天线的工作频率范围为60～419Mhz,S11<-10dB，中心频率为268Mhz，工作频带带宽为359Mhz，相对带宽高达134％，能够满足超宽带天线的工作范围。通过折叠和屏蔽罩等一系列操作，天线在中心频率附近的回波损耗可达到-29dB，提高了天线的探测分辨率；优于传统的领结型天线。附图说明图1为本技术实施例中探地雷达超宽带折叠型天线的结构示意图。图2为本技术实施例中探地雷达超宽带折叠型天线的效果对比图。图3为按照本技术的一优选实施例所构建的探地雷达的辐射增益图。附图中：11-第一蝶形天线贴片；12-第二蝶形天线贴片；21-第一绝缘介质板；22-第二绝缘介质板；3-椭圆臂；4-碳膜电阻；51-第一椭圆槽；52-第二椭圆槽；61-第一金属条带；62-第二金属条带；7-输入端口；8-折叠；9-金属屏蔽腔。具体实施方式这里将详细地对示例性实施例进行说明，其示例表示在附图中。下面的描述涉及附图时，除非另有表示，不同附图中的相同数字表示相同或相似的要素。以下示例性实施例中所描述的实施方式并不代表与本公开相一致的所有实施方式。相反，它们仅是与如所附权利要求书中所详述的、本实施例公开的一些方面相一致的装置和方法的例子。请参阅图1，本技术实施例中，一种探地雷达超宽带折叠型天线，包括：基板，所述基板配置为两具有夹角的绝缘介质板；对称折叠设置在两个所述绝缘介质板上的天线贴片构成天线臂，所述天线臂的末端具有两个截断臂，所述截断臂的末端各设置有输出部分；屏蔽罩，所述屏蔽罩的前端设有V型开口，后端形成背腔；背腔作为金属屏蔽腔9屏蔽天线射向背腔方向的电磁波，提高天线的定向性。两绝缘介质板分别为第一绝缘介质板21、第二绝缘介质板22，安装在V型开口处。具体的，两个天线贴片分别为第一蝶形天线贴片11、第二蝶形天线贴片12，所述第一蝶形天线贴片11与第二蝶形天线贴片12之间留有间隙，所述间隙上安装有与两个天线贴片连接的馈电端口作为输入端口7，所述输出部分包括电阻和电阻上分别连接的金属条带，并在截断臂的末端开设圆形槽；所述电阻选用碳膜电阻4，可以吸收天线臂末端反射电流，有效减小了天线末端震荡产生的波形拖尾，提高天线的波形保真度。在天线臂两侧设置有椭圆臂3来增大天线张角。所述天线臂的长度为L，张角为θ0，满足如下公式：其中，λ为低频截至频率天线对应的波长，Zc为天线特性阻抗。也可分别在天线两侧截断臂的末端开设第一椭圆槽51、第二椭圆槽52，相应的，所述金属条带分别为第一金属条带61和第二金属条带62。综上所述，通过采用在传统天线两侧截断臂，缩小天线的尺寸，降低天线的最低工作频点，拓宽天线的阻抗带宽；截臂后天线两侧设置椭本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种探地雷达超宽带折叠型天线，其特征在于，包括：/n基板，所述基板配置为两具有夹角的绝缘介质板；/n对称折叠设置在两个所述绝缘介质板上的天线贴片构成天线臂，所述天线臂的末端具有两个截断臂，所述截断臂的末端各设置有输出部分；/n屏蔽罩，所述屏蔽罩的前端设有V型开口，后端形成背腔；两绝缘介质板安装在V型开口处。/n

【技术特征摘要】
1.一种探地雷达超宽带折叠型天线，其特征在于，包括：
基板，所述基板配置为两具有夹角的绝缘介质板；
对称折叠设置在两个所述绝缘介质板上的天线贴片构成天线臂，所述天线臂的末端具有两个截断臂，所述截断臂的末端各设置有输出部分；
屏蔽罩，所述屏蔽罩的前端设有V型开口，后端形成背腔；两绝缘介质板安装在V型开口处。


2.根据权利要求1所述的探地雷达超宽带折叠型天线，其特征在于，两个天线贴片之间留有间隙，所述间隙上安装有与两个天线贴片连接的馈电端口，所述输出部分包括电阻和电阻上分别连接的金属条带，并在截断臂的末端开设圆形槽；在天线臂两侧设置有椭圆臂来增大天线张角。


3.根据权利要求1或2所述的探地雷达超宽带折叠型天线，其特征在于，所述天线臂的长度为L，张角为θ0，满足如下公式：其中，λ为低频截至频率天线对应的波长，Zc为天线特性阻抗。


4.根据权利要求3所述的探地雷达超宽带折叠型天线，其特征在于，所述天线臂长L为510至530mm，臂宽W为460至...

【专利技术属性】
技术研发人员：李刚，秘家一，王寅昊，王天皓，曾良生，叶雯睿，
申请(专利权)人：吉林大学，
类型：新型
国别省市：吉林;22