本发明专利技术公开了一种可配置雷达天线极化方向的探地雷达天线辅助装置，包括车体系统、车盖系统、通讯导线和测距系统。车体系统包括雷达天线、转向舵机、蓄电池安装卡槽和车轮，车轮上安装有轮毂电机，卡槽上对应安装有雷达天线，蓄电池和转向舵机。测距系统通过螺栓连接在车体系统上，测距系统包括编码器和测距轮。车盖系统包括车盖，推杆和显示屏安装卡槽，车盖和推杆通过螺栓螺母连接，显示屏安装卡槽上安装有显示屏和控制器按钮。显示屏和雷达天线通过通讯导线与蓄电池对应电连接，转向舵机、轮毂电机和控制器按钮通过导线相连。本发明专利技术可通过转向舵机改变车轮方向来改变测线方向，进而改变雷达天线的极化方向，可满足探地雷达的不同用途。不同用途。不同用途。
【技术实现步骤摘要】
一种可配置雷达天线极化方向的探地雷达天线辅助装置
[0001]本专利技术涉及路面病害检测领域，尤其涉及一种可配置雷达天线极化方向的装置，让探地雷达能满足普通路面和存在钢筋网下的病害检测目的。
技术介绍
[0002]探地雷达(GroundPenetratingRadar，GPR)又称透地雷达，地质雷达，是用频率介于10^6
‑
10^9Hz的无线电波来确定地下介质分布的一种无损探测方法。探地雷达方法是通过发射天线向地下发射高频电磁波，通过接收天线接收反射回地面的电磁波，电磁波在地下介质中传播时遇到存在电性差异的分界面时发生反射，根据接收到的电磁波的波形、振幅强度和时间的变化等特征推断地下介质的空间位置、结构、形态和埋藏深度。为桥面、路面、隧道衬砌的隐性病害快速检测提供了一种极具潜力的方法，而雷达波易受到钢筋层干扰和屏蔽，这严重限制了其在存在钢筋网下的病害检测工程应用。雷达天线极化方向有两种，一种是TM极化(水平极化，HH)，即雷达天线发射与接收的方向与检测方向平行，一种是TE极化(垂直极化，VV)，即雷达天线发射与接收的方向与检测方向垂直。不同极化方式时，合成电磁波电场矢量的大小和方向不同，电磁波的散射特性也不同。根据电磁波的线性极化匹配，发送天线(TX)和接受天线(Rx)必须与空间电磁波的方向一致，因此接收天线只有平行于天线长轴方向的电场极化成分才能够有效接收到反射波，HH与VV天线与测线的方向如图1所示。
[0003]HH模式较VV模式散射宽度大，即对钢筋的反射强度大，适合钢筋层分布特征和非钢筋网下方目标体的检测，而VV模式能减小对钢筋的散射强度，以较小的入射方向将电磁波发射到钢筋网下方，可实现检测钢筋层下方的病害。目前路面所用的GPR大多是使用HH极化天线，对于存在钢筋网的桥面、隧道衬砌、机场跑道下方的病害，如脱空病害，现有GPR设备将失效。从VV，HH极化的划分来看，二者的差别在于测线与天线极化方向的关系。HH是天线与天线方向平行；而VV是天线与测线方向垂直。商用雷达天线配置了测距轮(或者编码器)，造成其测量大多为HH极化方式，并且用户难以切换天线用途，否则测距轮不能工作；如果能通过装置调整测线方向与天线方向，则可将HH极化调整为VV极化使用，从而拓展了天线的应用范围，即可用于普通道路，也可用于钢筋网下的病害检测。
[0004]现有雷达车，如专利CN205263307U设计了一种便携式探地雷达车，通过扶手推动该车前进，完成检测；专利CN210478879U设计了一种雷达监测装置检测角度可调的雷达车，通过电机驱动转轴，带动安装雷达检测装置的安装座转动来实现检测角度的调节，该专利实现多角度检测，但也没有改变雷达天线的极化方向。目前，针对只有一对雷达天线的探底雷达，现有雷达车只能保持一个行驶方向，并没有对极化方向与测线调整的测量驱动车辆。申请人从雷达天线极化入手，并针对隧道衬底、水泥桥面、水泥路面脱空检测问题，提出一种可改变天线极化配置的驱动装置，满足探地雷达的不同用途。
技术实现思路
[0005]为了克服现有技术中的缺陷，提供一种可配置雷达天线极化方向的探地雷达天线辅助装置。
[0006]本专利技术通过下述方案实现。
[0007]一种可配置雷达天线极化方向的探地雷达天线辅助装置，包括车体系统和车盖系统，在所述车体系统上设有探地雷达天线安装卡槽，在所述雷达天线安装卡槽上安装有雷达天线，在所述车体系统上设有转向舵机安装卡槽，在所述转向舵机安装卡槽上对应卡接有转向舵机，在所述车体系统上设有四个车轮，在所述车轮上设有轮毂电机，在所述车轮上设有编码器107，在所述车体系统上方设有蓄电池安装座，在所述蓄电池安装座上设有蓄电池，在所述车体外壳上设有连接口，在所述连接口上通过螺栓连接有测距系统，在所述测距系统中设有编码器和测距轮；在所述车盖系统上设有对应连接的推杆，在所述推杆上设有显示屏安装卡槽和控制器卡槽，在所述显示屏安装卡槽上对应卡接有显示屏和控制器按钮，所述显示屏和雷达天线通过通讯导线与蓄电池对应电连接，转向舵机、轮毂电机和控制器按钮通过导线相连。
[0008]所述车盖为非金属材质。
[0009]在所述车体系统上设有车轮轴转向卡槽，在所述车轮轴转向卡槽上对应卡接有车轮轴。
[0010]相比于现有技术，本专利技术具有如下有益效果：
[0011](1)本专利技术所设计的辅助装置，包括车体系统和车盖系统，车盖上设有推杆，通过推杆上控制器按钮驱动轮毂电机驱动本专利技术前进，雷达天线对桥面下部的情况进行实时探测，然后将检测结果反馈到显示屏，本专利技术中的显示屏、雷达天线、转向舵机和轮毂电机均通过蓄电池供电。
[0012](2)本专利技术所设计的辅助装置可切换GPR天线极化方向与测线方向，实现天线的VV和HH极化使用，可让目前普通的GPR天线不仅用于普通路面病害检测，还可用于探测钢筋网下方的并，拓展了现有GPR设备的应用范围。
[0013](3)本专利技术所设计的辅助装置的车体设有四个转向舵机，可精确控制车轮转动90
°
，改变测线方向，实现天线极化方向的切换(VV和HH方向切换)，便于用户操控，并且在驱动轮上辅助了编码器，可在切换方向的同时，满足GPR测距的要求。
[0014](4)本专利技术所设计的辅助装置的车盖设有推杆，推杆上安装有控制器，通过控制器按钮实现本专利技术的电驱动，减少人力消耗；当蓄电池没有电时可以通过工作人员推动推杆使本专利技术前进，可实现电驱动和人工推动两种前进模式。
[0015](5)本专利技术所设计的辅助装置的车盖上设有对应连接的推杆，推杆和车盖为螺栓连接，当转向舵机驱动车轮改变方向时，可通过拧松螺栓转动推杆使之适应于本专利技术的行驶方向。
附图说明
[0016]图1为探地雷达天线极化方向与测线方向的示意图
[0017]图2为本专利技术一种可配置雷达天线极化方向的探地雷达天线辅助装置的结构示意图。
[0018]图3为本专利技术车体系统示意图。
[0019]图4为本专利技术车体系统装配图。
[0020]图5为本专利技术转向舵机装配图。
[0021]图6为本专利技术编码器示意图
[0022]图7为本专利技术车盖示意图。
[0023]图8为本专利技术推杆示意图。
[0024]图9为本专利技术显示屏示意图。
[0025]图10为探地雷达天线极化方向改变示意图。
[0026]图中各标号的含义为：1为车体系统，2为车盖系统，3为通讯导线，4为测距系统。
[0027]101为车体外壳，102为蓄电池，103为转向舵机，104为雷达天线，105为车轮，106为轮毂电机，107为编码器
[0028]1011为蓄电池安装座，1012为转向舵机安装卡槽，1013为雷达天线安装卡槽，1014为连接口。
[0029]201为推杆，202为推杆固定螺栓，203为显示屏，204为控制器按钮，205为车盖。
[0030]2011为显示屏安装卡槽。
[0031]401为编码器，402本文档来自技高网...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
1.一种可配置雷达天线极化方向的探地雷达天线辅助装置，包括车体系统1和车盖系统2，在所述车体外壳101的四角分别设有车轮105，车轮105上设有轮毂电机106，在所述车体外壳101上设有雷达天线安装卡槽1012，在所述雷达天线安装卡槽1012上对应接有雷达天线103，在所述车体外壳101上设有转向舵机安装卡槽1013，在所述转向舵机安装卡槽1013上对应接有转向舵机104，在所述车体外壳101上设有蓄电池安装座1011，在所述蓄电池安装座1011上设有蓄电池102，在所述车体外壳101上设有连接口1014，在所述连接口1014上通过螺栓连接有测距系统4，在所述测距系统4中设有编码器401和测距轮402；在所述车盖205上设有通过推杆固定螺栓202连接的推杆201，在所述推杆201上设有显示屏安装卡槽2011，在所述显示屏安装卡槽2011上对应接有显示屏203，在所述显示屏安装卡槽2011上对应接有控制器按钮204，所述显示屏203和雷达天线103均通过导线3与蓄电池102对应电连接，转向舵机104，轮毂电机106和控制器按钮204通过导线3相连。2.根据权利要求1所述的一种可配置雷达天...
【专利技术属性】
技术研发人员：余秋琴，张军，李有鑫，姜文涛，陶亮，罗婷倚，叶源，罗柳芬，何圳，刘斌，谢辉，杜晓东，
申请(专利权)人：长安大学，
类型：发明
国别省市：
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