用于探地雷达的时域超宽带TEM喇叭天线.pdf

(19)中华人民共和国国家知识产权局(12)发明专利申请(10)申请公布号CN107317115A(43)申请公布日2017.11.03(21)申请号201710452269.7(22)申请日2017.06.15(71)申请人中国科学院电子学研究所地址100190北京市海淀区北四环西路19号(72)发明人叶盛波尹德张经纬纪奕才刘小军(74)专利代理机构中科专利商标代理有限责任公司11021代理人任岩(51)Int.Cl.H01Q13/02(2006.01)H01Q1/36(2006.01)H01Q1/50(2006.01)权利要求书2页说明书5页附图3页(54)发明名称用于探地雷达的时域超宽带TEM喇叭天线(57)摘要本发明提供了一种用于探地雷达的时域超宽带TEM喇叭天线，包括：辐射臂，其包括上辐射臂及与该上辐射臂对称设置的下辐射臂；所述上、下辐射臂的轮廓呈抛物线型或指数函数曲线型；多个延展面，分别设于所述上辐射臂和下辐射臂的一端；馈电巴伦，设于所述上辐射臂和下辐射臂的另一端，用于同轴馈电。本发明提供的用于探地雷达的时域超宽带TEM喇叭天线，天线整体尺寸较小，增益高，波形保真性好，具有良好的宽带特性，具有超宽带特点，满足系统对探测距离和精度的要求。CN107317115ACN107317115A权利要求书1/2页1.一种用于探地雷达的时域超宽带TEM喇叭天线，包括：辐射臂，其包括上辐射臂及与该上辐射臂对称设置的下辐射臂；所述上、下辐射臂的轮廓呈抛物线型或指数函数曲线型；多个延展面，分别设于所述上辐射臂和下辐射臂的一端；馈电巴伦，设于所述上辐射臂和下辐射臂的另一端，用于同轴馈电。2.根据权利要求1所述的用于探地雷达的时域超宽带TEM喇叭天线，其中，所述指数函数为指数渐近函数，满足下式(1)：式中，a、b、c均为常数；x，y分别表示横坐标、纵坐标。3.根据权利要求1所述的用于探地雷达的时域超宽带TEM喇叭天线，其中，所述馈电巴伦包括：同轴线结构；第一辐射片，与所述同轴线结构连接；所述第一辐射片包括第一上辐射片及第一下辐射片；以及第二辐射片，包括第二上辐射片及第二下辐射片；其中，所述第一上辐射片末端与所述第二上辐射片连接，第一下辐射片末端与所述第二下辐射片连接；第二上辐射片末端与所述上辐射臂连接，第二下辐射片末端与所述下辐射臂连接。4.根据权利要求3所述的用于探地雷达的时域超宽带TEM喇叭天线，其中，第一上辐射片与第一下辐射片平行，所述第一上辐射片与同轴线內端馈电处连接，用于辐射电磁波，所述第一下辐射片与同轴线外端连接，用于接地，实现从同轴线到天线的不平衡到平衡的转换。5.根据权利要求1所述的用于探地雷达的时域超宽带TEM喇叭天线，其中，所述延展面为三角形，用于延长辐射臂的电流分布路径。6.根据权利要求1所述的用于探地雷达的时域超宽带TEM喇叭天线，还包括：屏蔽腔，其为三面开口的中空梯形台结构；其中，所述屏蔽腔包括底面及分别与该底面两端连接的两侧面；所述馈电巴伦容纳于所述屏蔽腔内，所述辐射臂至少部分容纳于所述屏蔽腔内。7.根据权利要求6所述的用于探地雷达的时域超宽带TEM喇叭天线，其中，所述辐射臂与延展面共同构成天线的辐射体，该辐射体和屏蔽腔之间采用多孔泡沫填充。8.根据权利要求7所述的用于探地雷达的时域超宽带TEM喇叭天线，还包括：多个加载电阻，分别设于所述延展面的末端，连接所述天线的延展面与所述屏蔽腔的侧面。9.根据权利要求8所述的用于探地雷达的时域超宽带TEM喇叭天线，其中，所述多个延展面包括第一延展面、第二延展面、第三延展面以及第四延展面；所述第一延展面、第二延展面并行设置在天线上辐射臂的末端处，第三延展面、第四延展面并行设置在天线下辐射臂末端处，所述上、下辐射臂结构相同，所述四个延展面的结构相同。2CN107317115A权利要求书2/2页10.根据权利要求9所述的用于探地雷达的时域超宽带TEM喇叭天线，其中，所述多个加载电阻包括第一加载电阻、第二加载电阻、第三加载电阻、以及第四加载电阻；所述第一加载电阻和第二加载电阻并行设置在天线的第一延展面、第二延展面末端处，第一加载电阻连接第一延展面与屏蔽腔的侧面，第二加载电阻连接第二延展面与屏蔽腔的侧面；第三加载电阻和第四加载电阻并行设置在天线的第三延展面、第四延展面处，第三加载电阻连接第三延展面与屏蔽腔的侧面，第四加载电阻连接第四延展面与屏蔽腔的侧面；所述四个加载电阻的结构相同。3CN107317115A说明书1/5页用于探地雷达的时域超宽带TEM喇叭天线技术领域[0001]本发明涉及雷达技术领域，尤其涉及一种用于探地雷达的时域超宽带TEM喇叭天线。背景技术[0002]探地雷达(GPR)是一种快速、高效、无损探测的物理方法。探地雷达利用一个发射天线发射高频电磁波，另一个天线接收来