專利名稱：一體化水陸兩用探地雷達(dá)天線的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型是一體化水陸兩用探地雷達(dá)天線，屬探地雷達(dá)設(shè)備技術(shù)。
探地雷達(dá)是近十多年來(lái)發(fā)展起來(lái)的一種高分辨率的地下探測(cè)設(shè)備，在許多行業(yè)和部門都有著良好的應(yīng)用前景。探地雷達(dá)信號(hào)的發(fā)射和接收都是通過(guò)探地雷達(dá)天線來(lái)實(shí)現(xiàn)的，天線的性能直接影響到探測(cè)效果；天線的形狀、結(jié)構(gòu)、重量等在很大程度上影響到探地雷達(dá)的實(shí)用性和適應(yīng)范圍。目前進(jìn)入我國(guó)市場(chǎng)的探地雷達(dá)主要有美國(guó)地球物理探測(cè)設(shè)備公司的SIR系列，加拿大探頭及軟件公司的Pulse EKKO系列，日本○Y○公司的YL系列。其中SIR和YL系列的探地雷達(dá)天線外形為箱體式；Pulse EKKO系列的高頻天線系列的外形也為箱體式，而其低頻天線系列的外形為薄板式。上述各種系列的天線存在有如下的缺點(diǎn)和問(wèn)題(1)箱體式天線制造工藝較復(fù)雜，元部件未一體化，故障率較高；(2)箱體式天線重心較高，被探測(cè)場(chǎng)地條件要求較高，難于適用不平坦的場(chǎng)地使用；Pulse EKKO系列的低頻系列天線雖為薄板式，但其發(fā)射和接收部分分離，需要兩人手提天線同時(shí)操作，不適于較遠(yuǎn)距離操縱；(3)現(xiàn)有各種系列的天線不能直接浮在水面或沼澤地上進(jìn)行探測(cè)。
本實(shí)用新型的目的就是為了克服和解決現(xiàn)有探地雷達(dá)天線存在的制造工藝復(fù)雜、故障率高、對(duì)被探測(cè)場(chǎng)地條件要求高，或發(fā)射、接收部分分離，需兩人手提天線同時(shí)操作，不適于較遠(yuǎn)距離操縱，不能直接浮在水面或沼澤地上進(jìn)行探測(cè)等的缺點(diǎn)和問(wèn)題，研究設(shè)計(jì)一種制造工藝簡(jiǎn)單，可降低對(duì)探測(cè)場(chǎng)地的要求，可在陡坡和有小石、野草等障礙物的地面條件下操作，可在水上或沼澤地上進(jìn)行探測(cè)，探測(cè)深度更深，分辨率更高的一體化水陸兩用探地雷達(dá)天線。
本實(shí)用新型是通過(guò)下述結(jié)構(gòu)技術(shù)方案來(lái)實(shí)現(xiàn)的一體化水陸兩用探地雷達(dá)天線的整體結(jié)構(gòu)示意圖如

圖1所示，一體化水陸兩用探地雷達(dá)天線的屏蔽型主體板結(jié)構(gòu)示意圖如圖2所示，本探地雷達(dá)天線的負(fù)載式偶極子扇形天線電路板電路原理圖如圖3所示。一體化水陸兩用探地雷達(dá)天線由發(fā)射、接收線路板插盒1、主體板2、前、后擋板3、左、右兩側(cè)擋板4、拖繩或拖桿5相互連接構(gòu)成，其關(guān)鍵是將面板6、扇形屏蔽板7、中間隔板8、扇形天線電路板9、底板10、滑條11、接地線12、接發(fā)射或接收電路的導(dǎo)線13粘接固結(jié)在同一塊平板而成主體板2，其中，底板10是前后兩端部往上翹的翹板，扇形天線電路板由金屬箔(板)14與電阻15按逐排遞增一個(gè)電阻并聯(lián)排列成扇形而構(gòu)成。其相互位置和連接關(guān)系為發(fā)射、接收線路板插盒1與主體板2通過(guò)螺釘或膠粘劑固接，前、后擋板3、左、右兩側(cè)擋板4均分別與主體板2為可拆卸活動(dòng)連接，拖繩或拖桿5將系結(jié)在前擋板3或主體板2前端，面板6、中間隔板8均與扇形屏蔽板7通過(guò)固化粘合劑固接，扇形天線電路板9與中間隔板8通過(guò)固化粘合劑固接，底板10與扇形天線電路板9用絕緣防水固化粘合劑固化，滑條11與底板10用固化粘合劑固接，接地線12與扇形屏蔽板7及地相電氣連接，接發(fā)射或接收電路導(dǎo)線13分別與扇形天線電路板及本探地雷達(dá)的發(fā)射電路或接收電路相電氣連接；本探地雷達(dá)天線的作用原理和使用方法如下本天線主體板內(nèi)含有兩副天線(共4塊如圖3所示的完全相同的扇形天線電路板)，每?jī)蓧K尖角相對(duì)的扇形天線電路板為一副天線，可任選其中一副與發(fā)射源相連接而作為發(fā)射天線，另一副天線則可與接收設(shè)備相連接而作為接收天線。探地雷達(dá)是利用電磁波在傳播過(guò)程中遇到電性界面會(huì)發(fā)生較強(qiáng)烈反射的原理，通過(guò)探地雷達(dá)天線的發(fā)射天線向地下發(fā)射電磁脈沖波，再通過(guò)其接收天線接收由地下界面反射回地面的回波信號(hào)來(lái)探測(cè)地下情況的。對(duì)本探地雷達(dá)天線來(lái)說(shuō)，探測(cè)時(shí)可將天線直接放置在需要探測(cè)位置的地表面(或水面)由人(或船只)拖行；若要實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)距離操縱，則將拖繩增加到合適長(zhǎng)度；若只是近距離操縱，為便于拖動(dòng)，則可把拖繩改為拖桿；若在陸地探測(cè)時(shí)，可以去掉兩側(cè)擋板4，若需要向相互相反的兩個(gè)方向探測(cè)時(shí)，則要保留前、后擋板，如果只需要向一個(gè)方向前行探測(cè)，則可以去掉后擋板3。
本實(shí)用新型與現(xiàn)有探地雷達(dá)天線相比有如下的優(yōu)點(diǎn)和有益效果(1)因在外形上采用收發(fā)一體的平板滑行式，各部件固結(jié)為一體，所以制造工藝簡(jiǎn)單、成本低、重量輕、防水、操作靈活方便、免維護(hù)、耐用；(2)由于底板是兩端部往上翹的翹板，因此使用本實(shí)用新型可降低對(duì)探測(cè)使用場(chǎng)地的要求，即可在陡坡和有如草木、小石塊等小型障礙物的地面條件下操作使用；(3)能在作業(yè)人員不易到達(dá)的地面進(jìn)行遠(yuǎn)距離控制運(yùn)行、操作探測(cè)；(4)因?yàn)榧佑星?、后、左、右擋板，所以可直接放在水上或沼澤地上由船或一人在岸上用繩索牽引進(jìn)行探測(cè)；(5)因采用負(fù)載式偶極子天線，特別考慮到耦合問(wèn)題，所以本實(shí)用新型與地面的耦合效果好，具有更大的探測(cè)深度和更高的分辨率。
下面對(duì)說(shuō)明書附圖進(jìn)一步說(shuō)明如下圖1為一體化水陸兩用探地雷達(dá)天線的整體結(jié)構(gòu)示意圖，圖2為本一體化水陸兩用探地雷達(dá)天線的屏蔽型主體板結(jié)構(gòu)示意圖，其中(b)為主體板外形結(jié)構(gòu)示意圖，(a)為(b)圖的A-A向剖視示意圖，圖3為本探地雷達(dá)天線的負(fù)載式偶極子扇形天線電路板電路原理圖。各圖中1為發(fā)射、接收線路板插盒，2為主體板，3為前、后擋板，4為左、右兩側(cè)擋板，5為探地雷達(dá)天線的拖繩或拖桿，6為面板，7為扇形屏蔽板，8為中間隔板，9為扇形天線電路板，10為底板，11為滑條，12為接地線，13為接發(fā)射或接收電路導(dǎo)線，14為金屬箔(板)、15為電阻。
本實(shí)用新型的實(shí)施方式如下(1)按圖2所示，設(shè)計(jì)、加工主體板各組成部件，其中面板、底板、滑條可采用絕緣性能好并具有一定強(qiáng)度的材料——如環(huán)氧樹脂板、絕緣性能和強(qiáng)度較好的各種塑料板或干燥的杉木板；扇形屏蔽板可采用導(dǎo)電率高、不易斷裂的金屬薄板(箔)——如銅板(箔)、鋁板(箔)等，厚度可選0.1～0.5mm，扇形角可為10°～60°；扇形天線電路板可按圖3設(shè)計(jì)，用一定厚度的單面覆銅板通過(guò)腐蝕制成，并按圖3所示安裝上電阻，單面覆銅板的另一面環(huán)氧板便可作為中間隔板8，然后按圖1所示，并按上面說(shuō)明書所述的連接關(guān)系，用固化粘合劑——如環(huán)氧樹脂進(jìn)行粘接固化成主體板。若本探地雷達(dá)天線是在電磁波干擾較小的地區(qū)使用，可以不采用屏蔽板，即可省去扇形屏蔽板；(2)按圖1所示設(shè)計(jì)本探地雷達(dá)天線的外形結(jié)構(gòu)，可采用一般的機(jī)加工方法加工制造發(fā)射、接收線路板插盒，用一定強(qiáng)度的塑料板，加工前、后擋板和左、右兩側(cè)擋板，然后按圖1所示并按上面說(shuō)明書所述連接關(guān)系把線路板插盒與主體板進(jìn)行固定連接，把前、后擋板和左、右兩側(cè)擋板與主體板進(jìn)行可拆卸活動(dòng)連接，側(cè)板與主體板并不垂直，其夾角為105°～130°，按上述方式便可較好地實(shí)施本實(shí)用新型。當(dāng)只用在陸地探測(cè)時(shí)，可拆去左、右兩側(cè)擋板，當(dāng)只需一個(gè)方向探測(cè)時(shí)，還可拆去后擋板。
權(quán)利要求1.一種一體化水陸兩用探地雷達(dá)天線，其特征在于它由發(fā)射、接收線路板插盒(1)、主體板(2)、前、后擋板(3)、左、右兩側(cè)擋板(4)、拖繩或拖桿(5)相互連接構(gòu)成，關(guān)鍵是將面板(6)、扇形屏蔽板(7)、中間隔板(8)、扇形天線電路板(9)、底板(10)、滑條(11)、接地線(12)、接發(fā)射或接收電路導(dǎo)線(13)粘接固結(jié)在同一塊平板而成主體板(2)，其中，底板(10)是前后兩端往上翹的翹板，扇形天線電路板(9)由多排金屬箔(板)(14)與電阻(15)按逐排遞增一個(gè)電阻并聯(lián)排列成扇形而構(gòu)成；其相互位置及連接關(guān)系為發(fā)射、接收線路板插盒(1)與主體板(2)通過(guò)螺釘或膠粘劑固接，前、后擋板(3)、左、右兩側(cè)擋板(4)均分別與主體板(2)為可拆卸活動(dòng)連接，拖繩或拖桿(5)將系結(jié)在前擋板(3)或主體板(2)前端、面板(6)、中間隔板(8)均與扇形屏蔽板(7)通過(guò)固化粘合劑固接，扇形天線電路板(9)與中間隔板(8)通過(guò)固化粘合劑固接，底板(10)與扇形天線電路板(9)用絕緣防水固化粘合劑固化，滑條(11)與底板(10)用固化粘合劑固接，接地線(12)與扇形屏蔽板(7)及地相電氣連接，接發(fā)射或接收電路導(dǎo)線(13)分別與扇形天線電路板(9)及本探地雷達(dá)的發(fā)射電路或接收電路相電氣連接。
專利摘要本實(shí)用新型是一體化水陸兩用探地雷達(dá)天線，它由線路板插盒、主體板、前后、左右側(cè)擋板、拖繩或拖桿相互連接構(gòu)成，關(guān)鍵是將面板、屏蔽板、中間隔板、扇形天線電路板、底板、滑條等固接成主體板，天線電路板由金屬箔與電阻按逐排遞增一個(gè)電阻并聯(lián)排列成扇形而構(gòu)成，其連接關(guān)系為線路板插盒與主體板固接，前后左右擋板與主體板為可拆卸活動(dòng)連接。本天線制造工藝簡(jiǎn)單、操作靈活方便，可降低對(duì)探測(cè)使用場(chǎng)地要求、可遠(yuǎn)距離控制操作探測(cè)，探測(cè)深度深、分辨率高。
文檔編號(hào)G01S7/02GK2258622SQ96246528
公開日1997年7月30日 申請(qǐng)日期1996年11月8日 優(yōu)先權(quán)日1996年11月8日
發(fā)明者徐興新, 吳相安, 吳晉, 董裕國(guó) 申請(qǐng)人:中國(guó)科學(xué)院廣州地球化學(xué)研究所