【技术实现步骤摘要】
本专利技术属于天线，具体涉及一种超宽带钻孔雷达四臂螺旋偶极子天线。
技术介绍
1、钻孔雷达(borehole radar)属于探地雷达的一种，由地面用探地雷达发展而来。雷达技术可用于检测地下的天然或人造异物，包括所有种类的埋地金属和非金属目标、高速公路下的空洞以及地球的非匀质性。钻孔雷达工作在地面以下钻孔中，其系统结构工作原理与地面用探地雷达类似。
2、钻孔雷达接收和发射天线放置在地面下钻孔内，比地面探地雷达更接近探测目标，受地面电磁干扰小，可以充分地利用电磁波信号的能量，有效地获取地下深部钻孔周边岩石土壤的电磁特性。钻孔雷达突破了地面雷达所受限制，又具有探地雷达分辨率高的优势。
3、天线是钻孔雷达系统的重要组成部分，天线的设计直接影响钻孔雷达系统的探测性能。天线的主要功能是完成能量转换，把馈线上的电磁波能量转换为自由电磁波，发射和接收电磁波能量。在实际工作中，希望天线将电磁波尽可能多地辐射出去，同时能够与发射和接收电路进行良好的匹配。由于复杂探测区域和特殊探测方式，对钻孔雷达天线的要求比在一般雷达系统要高，钻孔雷达天线需要满足超宽带、微波低频段、接收信号保真性以及减少直耦波等特点。其中，超宽带是天线的一个必要条件，然而现有的超宽带偶极子天线长度过长或者频率不够低，导致探测范围不够。因此，在较小尺寸前提下如何获得超宽带且低频的天线是该领域亟需改进的目标。
技术实现思路
1、本专利技术的目的在于提供一种超宽带钻孔雷达四臂螺旋偶极子天线，以解决上述
技术介绍
中提到
2、为了实现上述目的，本专利技术公开了一种超宽带钻孔雷达四臂螺旋偶极子天线，包括筒状介质板和同轴线电缆，天线主体从筒状介质板中部开始依次向外部延伸设置，所述天线主体包括两个偶极子单元，两个偶极子单元并排套设于所述筒状介质板的外部，在两个所述偶极子单元之间设有馈电孔；
3、所述偶极子单元包括依次设置的非螺旋臂段和螺旋臂段，所述非螺旋臂段包括依次设置的第一非螺旋臂段和第二非螺旋臂段，第一非螺旋臂段和第二非螺旋臂段之间通过第一电阻相连，所述螺旋臂段包括第三螺旋臂段和第四螺旋臂底部短路段；
4、所述第三螺旋臂段包括4个结构相同的螺旋臂，4个螺旋臂等距离均匀螺旋缠绕于所述筒状介质板的外表面，相邻两臂之间的相位差为90°；
5、4个螺旋臂的一端为自由端，另一端由一圈短路结构包围形成短路端，自由端通过第二电阻与第二非螺旋臂段相连，短路端形成了第四螺旋臂底部短路段；
6、所述同轴线电缆贯穿在所述筒状介质板的内部，所述同轴线电缆包括内导体和外导体，所述同轴线电缆的一端穿过所述馈电孔后，内导体和外导体分别与两个所述偶极子单元相连，所述同轴线电缆的另一端连接外部信号源。
7、进一步的，所述短路结构为铜箔。
8、进一步的，所述第一非螺旋臂段、第二非螺旋臂段和第三螺旋臂段均由铜箔制成。
9、进一步的，两个所述偶极子单元之间留有缝隙，所述馈电孔设于所述缝隙处的筒状介质板上。
10、进一步的，所述同轴线电缆包括同轴线本体和铁氧体磁环，若干铁氧体磁环依次连续套设在同轴线本体的外侧。
11、进一步的，所述筒状介质板为空心柱状结构的pvc管。
12、进一步的，所述第一电阻和第二电阻为分布式电阻。
13、进一步的，所述第一电阻和第二电阻的电阻值从馈源到天线末端逐渐增大。
14、进一步的，所述第一电阻和第二电阻均包括4个呈90°均匀分布的贴片电阻。
15、与现有技术相比，本专利技术的超宽带钻孔雷达四臂螺旋偶极子天线具有以下优点：
16、(1)本专利技术的4臂螺旋偶极子天线的第三螺旋臂段，有效的增加了单元臂上电流流经的路径，使低频段频率降低，实现了小型化。
17、(2)第三段螺旋臂段的4条臂的末端用一圈铜箔缠绕，将4条臂进行短路处理，有效减少4臂螺旋偶极子天线末端的电流反射，扩展了带宽，实现超宽带。
18、(3)在相邻天线段之间加载电阻第一电阻和第二电阻，利用加载的电阻有效吸收天线末端反射的电流，增加了带宽，实现了超宽带。
19、(4)柱状空心介质板采用pvc管，成本低且重量轻，方便户外测试。
20、(5)天线主体偶极子单元全部采用铜箔制作，将铜箔制4臂螺旋偶极子设置在pvc管外侧，不仅和铜制天线效果一样，且减轻了重量降低了成本。
21、(6)在同轴线电缆外部设置铁氧体磁环，利用铁氧体磁环的高阻扼流功能，有效扼制了天线主体偶极子单元臂上电流流向同轴线电缆外侧表面，确保了偶极子单元两臂上的电流相等，实现了平衡馈电，避免了天线方向图畸变，实现了全向天线，提高了馈线与天线的适配性能。
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1.一种超宽带钻孔雷达四臂螺旋偶极子天线，其特征在于：包括筒状介质板和同轴线电缆，天线主体从筒状介质板中部开始依次向外部延伸设置，所述天线主体包括两个偶极子单元，两个偶极子单元并排套设于所述筒状介质板的外部，在两个所述偶极子单元之间设有馈电孔；
2.如权利要求1所述的超宽带钻孔雷达四臂螺旋偶极子天线，其特征在于：所述短路结构为铜箔。
3.如权利要求1所述的超宽带钻孔雷达四臂螺旋偶极子天线，其特征在于：所述第一非螺旋臂段、第二非螺旋臂段和第三螺旋臂段均由铜箔制成。
4.如权利要求1所述的超宽带钻孔雷达四臂螺旋偶极子天线，其特征在于：两个所述偶极子单元之间留有缝隙，所述馈电孔设于所述缝隙处的筒状介质板上。
5.如权利要求1所述的超宽带钻孔雷达四臂螺旋偶极子天线，其特征在于：所述同轴线电缆包括同轴线本体和铁氧体磁环，若干铁氧体磁环依次连续套设在同轴线本体的外侧。
6.如权利要求1所述的超宽带钻孔雷达四臂螺旋偶极子天线，其特征在于：所述筒状介质板为空心柱状结构的PVC管。
7.如权利要求1所述的超宽带钻孔雷达四臂螺旋
8.如权利要求7所述的超宽带钻孔雷达四臂螺旋偶极子天线，其特征在于：所述第一电阻和第二电阻的电阻值从馈源到天线末端逐渐增大。
9.如权利要求8所述的超宽带钻孔雷达四臂螺旋偶极子天线，其特征在于：所述第一电阻和第二电阻均包括4个呈90°均匀分布的贴片电阻。
...【技术特征摘要】
1.一种超宽带钻孔雷达四臂螺旋偶极子天线，其特征在于：包括筒状介质板和同轴线电缆，天线主体从筒状介质板中部开始依次向外部延伸设置，所述天线主体包括两个偶极子单元，两个偶极子单元并排套设于所述筒状介质板的外部，在两个所述偶极子单元之间设有馈电孔；
2.如权利要求1所述的超宽带钻孔雷达四臂螺旋偶极子天线，其特征在于：所述短路结构为铜箔。
3.如权利要求1所述的超宽带钻孔雷达四臂螺旋偶极子天线，其特征在于：所述第一非螺旋臂段、第二非螺旋臂段和第三螺旋臂段均由铜箔制成。
4.如权利要求1所述的超宽带钻孔雷达四臂螺旋偶极子天线，其特征在于：两个所述偶极子单元之间留有缝隙，所述馈电孔设于所述缝隙处的筒状介质板上。
5.如权利...
【专利技术属性】
技术研发人员：张安学，李佳颖，王力，师振盛，
申请(专利权)人：苏州岽睿微电子科技有限公司，
类型：发明
国别省市：
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